采用应力预测分析玻璃层叠体制品的冷成形性以及相关方法

文档序号:1366833 发布日期:2020-08-11 浏览:17次 >En<

阅读说明:本技术 采用应力预测分析玻璃层叠体制品的冷成形性以及相关方法 (Analysis of cold formability of glass laminate articles using stress prediction and related methods ) 是由 V·巴蒂亚 朴娥英 Y·K·卡洛士 王能 于 2018-10-05 设计创作,主要内容包括:提供了制品和涉及采用应力预测分析的玻璃层叠体制品的冷成形方法。基于玻璃层叠体制品的玻璃层的多个几何参数,计算冷成形估算量(CFE)值,其与玻璃层叠体的玻璃片在冷成形过程中所经受的应力相关。将计算得到的CFE值与冷成形阈值进行对比,所述冷成形阈值与冷成形过程中复杂弯曲玻璃层叠体制品中形成缺陷的可能性相关。还提供了具有几何参数从而使得CFE值低于冷成形阈值的冷成形玻璃层叠体制品。(Articles and methods of cold forming glass laminate articles using stress prediction analysis are provided. Based on a plurality of geometric parameters of the glass layers of the glass laminate article, a Cold Forming Estimate (CFE) value is calculated that correlates to a stress experienced by the glass sheets of the glass laminate during cold forming. The calculated CFE value is compared to a cold forming threshold that correlates to a likelihood of forming defects in the complex curved glass laminate article during cold forming. Cold-formed glass laminate articles having geometric parameters such that the CFE value is below a cold-forming threshold are also provided.)

采用应力预测分析玻璃层叠体制品的冷成形性以及相关方法

相关申请的交叉参考

本申请根据35 U.S.C.§119,要求2017年10月6日提交的美国临时申请系列第62/568,915号的优先权,本文以该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。

背景技术

本公开内容涉及冷成形的玻璃层叠体制品,更具体地,涉及制品以及涉及采用应力预测分析的玻璃层叠体制品的冷成形方法。在具体实施方式中,此类制品可以用于交通工具应用(例如汽车上釉)以及建筑应用。

弯曲的层叠体用于各种应用,包括汽车上釉和建筑窗户。对于此类应用,对玻璃片进行精确弯曲以限定形状和/或曲率,所述形状和/或曲率由将要安装玻璃的开口的构造和尺寸以及交通工具类型或建筑美观学所决定。通常通过如下方式制造此类弯曲的层叠体:将平坦玻璃片加热至合适的温度进行成形,向片材施加作用力以改变形状,然后将两块弯曲片材层叠到一起。这个过程通常被称作“热弯曲”过程。

发明内容

本公开内容的第一个方面属于对包含第一玻璃片和第二玻璃片的复杂弯曲玻璃层叠体制品的冷成形性进行评估的方法。方法包括:获得玻璃层叠体制品的复杂弯曲的第一玻璃片的第一几何参数(G1)和第二几何参数(G2)。方法包括:计算与冷成形过程中第一玻璃片所经受的应力相关的冷成形估算量(CFE)值。CFE值包括B1*G1+B2*G2,式中,B1和B2是计算用于将G1和G2与CFE值相关联的系数。方法包括将计算得到的CFE值与冷成形阈值进行对比,所述冷成形阈值与冷成形过程中复杂弯曲玻璃层叠体制品中形成缺陷的可能性相关。

本公开内容的第二个方面属于对复杂弯曲玻璃层叠体制品进行冷成形的方法。方法包括支撑第一玻璃片,并且第一玻璃材料片具有复杂弯曲形状、第一主表面和第二主表面。方法包括在第一玻璃片上支撑第二玻璃片,并且第二玻璃片具有第一主表面、第二主表面和不同于所述复杂弯曲形状的形状。方法包括在第一玻璃片的第二主表面与第二玻璃片的第一主表面之间放置聚合物中间层材料。方法包括对第二玻璃材料片进行弯曲,以符合第一玻璃材料片的复杂弯曲形状。在弯曲过程中,第一玻璃片的最大温度小于第一玻璃片的玻璃材料的玻璃转化温度,以及第二玻璃片的最大温度小于第二玻璃片的玻璃材料的玻璃转换温度。所述复杂弯曲形状具有第一几何参数(G1)和第二几何参数(G2),以及在弯曲过程中,第一玻璃片所经受的第一主应力(principle stress)小于或等于(B1*G1+B2*G2)的估算应力值,其中,B1和B2是确定用于将G1和G2与第一玻璃片在弯曲过程中所经受的应力相关联的系数。

本公开内容的另一个方面属于冷成形的玻璃层叠体制品。玻璃层叠体制品包括第一玻璃层和第二玻璃层。第一玻璃层包括:内表面,与内表面相对的外表面,宽度W,长度L,以及具有弦高CH的复杂弯曲形状,其中,-0.14<L/W-0.05*(CH)<0.223。第二玻璃层包括内表面和外表面。玻璃层叠体制品包括布置在第一玻璃层的内表面与第二玻璃层的内表面之间的聚合物中间层。

本公开内容的另一个方面属于冷成形的玻璃层叠体制品。玻璃层叠体制品包括第一玻璃层和第二玻璃层。第一玻璃层包括:内表面,与内表面相对的外表面,宽度W,长度L,以及平均厚度T1。第一玻璃层包括复杂弯曲形状,其具有:弦高CH,弯曲深度(DOB),最小第一曲率半径R1,第二最小曲率半径R2,以及最大高斯曲率GC。第二玻璃层包括内表面、外表面和平均厚度T2。玻璃层叠体制品包括布置在第一玻璃层的内表面与第二玻璃层的内表面之间的中间层。玻璃层叠体制品的尺度使得:(0.05673*W-0.1035*L-0.0031*CH+6.99003*CH+0.1855*R1+0.00115*R2+4.633988*GC-0.1836*T1-101.95*T2)小于80MPa。

在以下的详细描述中提出了本文的其他特征和优点,其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言,根据所作描述就容易看出,或者通过实施包括以下详细描述、权利要求书以及附图在内的本文所述的各种实施方式而被认识。

要理解的是,上面的一般性描述和下面的详细描述都仅仅是示例性的,用来提供理解权利要求书的性质和特点的总体评述或框架。所附附图提供了进一步理解,附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图说明了一个或多个实施方式,并与说明书一起用来解释各种实施方式的原理和操作。

附图说明

图1是根据示例性实施方式,在成形之前的平坦玻璃层、弯曲玻璃层和居间膜层的横截面图。

图2是根据示例性实施方式,由图1所示的层形成为弯曲形状的玻璃层叠体制品的横截面图。

图3是根据示例性实施方式,形成为挡风玻璃的玻璃层叠体制品的透视图。

图4是图3的玻璃层叠体制品的俯视平面图。

图5是根据示例性实施方式,形成为天花板的玻璃层叠体制品的透视图。

图6是图5的玻璃层叠体制品的俯视平面图。

图7是根据示例性实施方式,形成为侧窗的玻璃层叠体制品的透视图。

图8是图7的玻璃层叠体制品的俯视平面图。

图9显示根据示例性实施方式,对复杂弯曲玻璃层叠体制品的冷成形性进行评估的过程。

图10显示对于玻璃层叠体制品50的29种不同设计,使用等式3计算得到的CFE值相对于对应的FEA计算得到的应力值的对比。

图11A和11B是图10的数据的2D图,显示选择的几何参数与冷成形阈值之间的关系。

图12A-12C是设计用于挡风玻璃的图10的玻璃层叠体制品的数据的2D图。

图13A-13C是设计用于天花板的图10的玻璃层叠体制品的数据的2D图。

图14A-14C是设计用于侧窗(例如,侧灯)的图10的玻璃层叠体制品的数据的2D图。

图15是装配了本文所讨论的一种或多种玻璃层叠体制品的交通工具。

具体实施方式

中,此类制品可以用于交通工具应用(例如汽车上釉)以及建筑应用。

弯曲的层叠体用于各种应用,包括汽车上釉和建筑窗户。对于此类应用,对玻璃片进行精确弯曲以限定形状和/或曲率,所述形状和/或曲率由将要安装玻璃的开口的构造和尺寸以及交通工具类型或建筑美观学所决定。通常通过如下方式制造此类弯曲的层叠体:将平坦玻璃片加热至合适的温度进行成形,向片材施加作用力以改变形状,然后将两块弯曲片材层叠到一起。这个过程通常被称作“热弯曲”过程。

发明内容

本公开内容的第一个方面属于对包含第一玻璃片和第二玻璃片的复杂弯曲玻璃层叠体制品的冷成形性进行评估的方法。方法包括:获得玻璃层叠体制品的复杂弯曲的第一玻璃片的第一几何参数(G1)和第二几何参数(G2)。方法包括:计算与冷成形过程中第一玻璃片所经受的应力相关的冷成形估算量(CFE)值。CFE值包括B1*G1+B2*G2,式中,B1和B2是计算用于将G1和G2与CFE值相关联的系数。方法包括将计算得到的CFE值与冷成形阈值进行对比,所述冷成形阈值与冷成形过程中复杂弯曲玻璃层叠体制品中形成缺陷的可能性相关。

本公开内容的第二个方面属于对复杂弯曲玻璃层叠体制品进行冷成形的方法。方法包括支撑第一玻璃片,并且第一玻璃材料片具有复杂弯曲形状、第一主表面和第二主表面。方法包括在第一玻璃片上支撑第二玻璃片,并且第二玻璃片具有第一主表面、第二主表面和不同于所述复杂弯曲形状的形状。方法包括在第一玻璃片的第二主表面与第二玻璃片的第一主表面之间放置聚合物中间层材料。方法包括对第二玻璃材料片进行弯曲,以符合第一玻璃材料片的复杂弯曲形状。在弯曲过程中,第一玻璃片的最大温度小于第一玻璃片的玻璃材料的玻璃转化温度,以及第二玻璃片的最大温度小于第二玻璃片的玻璃材料的玻璃转换温度。所述复杂弯曲形状具有第一几何参数(G1)和第二几何参数(G2),以及在弯曲过程中,第一玻璃片所经受的第一主应力(principle stress)小于或等于(B1*G1+B2*G2)的估算应力值,其中,B1和B2是确定用于将G1和G2与第一玻璃片在弯曲过程中所经受的应力相关联的系数。

本公开内容的另一个方面属于冷成形的玻璃层叠体制品。玻璃层叠体制品包括第一玻璃层和第二玻璃层。第一玻璃层包括:内表面,与内表面相对的外表面,宽度W,长度L,以及具有弦高CH的复杂弯曲形状,其中,-0.14<L/W-0.05*(CH)<0.223。第二玻璃层包括内表面和外表面。玻璃层叠体制品包括布置在第一玻璃层的内表面与第二玻璃层的内表面之间的聚合物中间层。

本公开内容的另一个方面属于冷成形的玻璃层叠体制品。玻璃层叠体制品包括第一玻璃层和第二玻璃层。第一玻璃层包括:内表面,与内表面相对的外表面,宽度W,长度L,以及平均厚度T1。第一玻璃层包括复杂弯曲形状,其具有:弦高CH,弯曲深度(DOB),最小第一曲率半径R1,第二最小曲率半径R2,以及最大高斯曲率GC。第二玻璃层包括内表面、外表面和平均厚度T2。玻璃层叠体制品包括布置在第一玻璃层的内表面与第二玻璃层的内表面之间的中间层。玻璃层叠体制品的尺度使得:(0.05673*W-0.1035*L-0.0031*CH+6.99003*CH+0.1855*R1+0.00115*R2+4.633988*GC-0.1836*T1-101.95*T2)小于80MPa。

在以下的详细描述中提出了本文的其他特征和优点,其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言,根据所作描述就容易看出,或者通过实施包括以下详细描述、权利要求书以及附图在内的本文所述的各种实施方式而被认识。

要理解的是,上面的一般性描述和下面的详细描述都仅仅是示例性的,用来提供理解权利要求书的性质和特点的总体评述或框架。所附附图提供了进一步理解,附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图说明了一个或多个实施方式,并与说明书一起用来解释各种实施方式的原理和操作。

附图说明

图1是根据示例性实施方式,在成形之前的平坦玻璃层、弯曲玻璃层和居间膜层的横截面图。

图2是根据示例性实施方式,由图1所示的层形成为弯曲形状的玻璃层叠体制品的横截面图。

图3是根据示例性实施方式,形成为挡风玻璃的玻璃层叠体制品的透视图。

图4是图3的玻璃层叠体制品的俯视平面图。

图5是根据示例性实施方式,形成为天花板的玻璃层叠体制品的透视图。

图6是图5的玻璃层叠体制品的俯视平面图。

图7是根据示例性实施方式,形成为侧窗的玻璃层叠体制品的透视图。

图8是图7的玻璃层叠体制品的俯视平面图。

图9显示根据示例性实施方式,对复杂弯曲玻璃层叠体制品的冷成形性进行评估的过程。

图10显示对于玻璃层叠体制品50的29种不同设计,使用等式3计算得到的CFE值相对于对应的FEA计算得到的应力值的对比。

图11A和11B是图10的数据的2D图,显示选择的几何参数与冷成形阈值之间的关系。

图12A-12C是设计用于挡风玻璃的图10的玻璃层叠体制品的数据的2D图。

图13A-13C是设计用于天花板的图10的玻璃层叠体制品的数据的2D图。

图14A-14C是设计用于侧窗(例如,侧灯)的图10的玻璃层叠体制品的数据的2D图。

图15是装配了本文所讨论的一种或多种玻璃层叠体制品的交通工具。

具体实施方式

大致参见附图,各种方法涉及复杂弯曲玻璃层叠体制品的冷成形。总的来说,申请人确定了在冷弯曲过程中,玻璃层叠体的玻璃层中的一层或多层所经受的应力(例如,第一主应力)是冷弯曲过程中形成缺陷的可能性的良好指标。例如,申请人发现,如果冷弯曲过程中所经受的冷弯曲应力太高,则可能发生诸如起皱或破裂之类的缺陷。但是,用于精确计算冷弯曲过程中玻璃层叠体制品会经受的应力的标准工艺(例如,有限元分析)是复杂的,并且需要大量的计算时间量和能量。

由此,本申请涉及通过计算冷成形估算量(CFE)值来确定玻璃层叠体制品的冷成形性的工艺,所述冷成形估算量(CFE)值与玻璃片在冷成形过程中预期所经受的应力相关。然后,将CFE值与冷成形阈值进行对比,所述冷成形阈值与冷成形过程中复杂弯曲玻璃层叠体制品中会形成缺陷的可能性相关。CFE值基于表明了玻璃层叠体制品的几何形貌的至少两个几何参数之和,它们分别乘以统计学上计算得到的系数。可以通过如下方式来确定冷成形阈值:对不同层叠体结构进行测试,来确定与玻璃层叠体制品在冷弯曲过程中在不形成不合乎希望的缺陷水平的情况下所可以经受的最大可接受应力相关的阈值。

采用上文所讨论的方法,一旦确定了CFE系数和确定了冷成形阈值,则可以简单地通过基于玻璃层叠体制品的易于测量的几何参数,来计算CFE值,从而精确地预测冷成形过程中的缺陷形成。由此,本文所讨论的方法消除了运行复杂数学分析(例如,有限元分析)或者进行原型化处理/测试的需求,以确定新的复杂弯曲玻璃层叠体制品设计是否可以进行冷成形而不发生不可接受的缺陷形成。因此,以这种方式,可以使得对新的复杂弯曲玻璃层叠体制品进行冷成形的工艺简单化。

参见图1和图2,显示了根据示例性实施方式的冷成形的玻璃层叠体制品和成形工艺。如图1所示,层叠体堆叠10包括具有复杂弯曲形状的第一玻璃层12。第一玻璃层12包括:外表面14,其包含具有凸形状的至少一段;以及内表面16,其与外表面14相对且包含具有凹形状的至少一段。在外表面14与内表面16之间限定了厚度,例如平均厚度T1。

层叠体堆叠10还包括第二玻璃层20。玻璃层20包括外表面22以及与外表面22相对的内表面24。在外表面22与内表面24之间限定了厚度,例如平均厚度T2。在一些实施方式中,玻璃层20比玻璃层12薄,从而T1>T2;以及在具体实施方式中,玻璃层12的玻璃材料组成不同于玻璃层20的玻璃材料组成。在各种实施方式中,T1至少是T2的2.5倍那么大,以及在其他实施方式中,T2至少是T1的2.5倍那么大。在具体实施方式中,T1是1.5mm至4mm,而T2是0.3mm至1mm,以及在甚至更具体实施方式中,T2小于0.6mm。在具体实施方式中,T1是1.6mm而T2是.55mm;T1是2.1mm而T2是.55mm;T1是2.1mm而T2是0.7mm;T1是2.1mm而T2是0.5mm;T1是2.5mm而T2是0.7mm。

层叠体堆叠10包括位于第一玻璃层12与第二玻璃层20之间的中间层30。在这个布置中,中间层30位于第一玻璃层12的内表面16与第二玻璃层20的内表面24之间。在具体实施方式中,中间层30与第一玻璃层12的内表面16和第二玻璃层20的内表面24中的至少一个固定,并且起到在形成之后将层叠体50保持在一起的作用(如图2所示)。中间层30可以是聚合物中间层,例如聚乙烯醇缩丁醛层。

图1显示冷成形之前的层叠体堆叠10的横截面图,以及图2显示经由冷成形,从层叠体堆叠10形成的玻璃层叠体制品(层叠体50)。如图1所示,第一玻璃层12支撑在(例如,框架上),以及第二玻璃层20放置成支撑在第一玻璃层12上。聚合物中间层30放置在第一玻璃层12与第二玻璃层20之间。

如图1所示,在开始冷成形过程之前,第一玻璃层12形成为弯曲形状,而第二玻璃层20在成形过程之前是平坦的。在图1的冷成形过程期间,将压力(显示为箭头P)施加到堆叠,从而将第二玻璃层20、中间层30和第一玻璃层12压到一起。在压力P下,第二玻璃层20发生变形具有第一玻璃层12的弯曲形状,以及一旦第二玻璃层20成形为匹配第一玻璃层12的形状,第一玻璃层12和第二玻璃层20通过中间层30粘结到一起,形成如图2所示的复杂弯曲制品50。

从图2可以看出,在成形之后,第二玻璃层20也具有弯曲形状,从而外表面22包括具有凹形状的至少一段,以及内表面24包括具有凸形状的至少一段。所示的成形工艺确保了第二玻璃层20的形状和曲率与第一玻璃层12的形状和曲率紧密地匹配。因而,在这个布置中,通过压力P,在没有将温度提升至高于第二玻璃层20的玻璃材料和/或第一玻璃层12的玻璃材料的玻璃转换温度的情况下,使得第二玻璃层20弯曲成符合第一玻璃层12的复杂弯曲形状。

在各种实施方式中,通过箭头P表示的成形压力可以是约1个大气压或更大。成形压力可以是空气压力和/或通过压制机或模头施加的压力。

在各种实施方式中,经由热成形工艺使得第一玻璃层12成形为它的复杂弯曲形状,然后在冷成形过程之前进行冷却,如图1所示。在具体实施方式中,第一玻璃层12的热成形可以包括:将其加热至接近第一玻璃层12的玻璃材料的软化点的温度,以及然后将其弯曲成复杂弯曲形状。

在图1所示的成形过程期间,在远低于第二玻璃层20的玻璃材料和/或第一玻璃层12的玻璃材料的软化点的温度下,复杂弯曲的第一玻璃层12和平坦的第二玻璃层20冷成形为弯曲层叠体50。在各种实施方式中,图1的冷成形过程发生在比第二玻璃层20的玻璃材料和/或第一玻璃层12的玻璃材料的软化点低了200摄氏度或低了更多的温度。软化点指的是玻璃在其自身重力下会发生变形的温度。在一个或多个具体实施方式中,冷成形工艺期间的温度低于约400摄氏度、低于约350摄氏度或者低于约300摄氏度。在一个具体实施方式中,冷成形过程是室温至约140摄氏度。可以将室温认为是生产地板的环境温度(例如,16摄氏度至约35摄氏度)。

如图1所示,在冷成形期间,中间层30位于玻璃层12与20之间。在一些此类实施方式中,中间层30起到了在冷成形之前或者冷成形过程中将玻璃层12与20粘结到一起的作用。在一些此类实施方式中,在施加压力P的过程中,将堆叠10加热到约100摄氏度至约140摄氏度的温度,从而在中间层30与玻璃层12和20之间形成粘结。

如图3-8所示,在各种实施方式中,显示将层叠体50成形为各种复杂弯曲形状,从而显示了可以用于确定CFE值的各种几何参数。如图3-8所示,可以用于计算CFE值的第一玻璃层12的几何参数可以包括:宽度W、长度L、弦高CH、弯曲深度(DOB)、最小第一曲率半径R1、第二最小曲率半径R2以及最大高斯曲率GC。在具体实施方式中,CFE值的确定还可以包括额外的几何参数,例如,第一玻璃层12的厚度T1以及第二玻璃层20的厚度T2。

如图3-8所示,可以将玻璃层叠体制品50成形为各种形状,用于宽范围的各种应用。例如,图3-4显示根据示例性实施方式,成形为形成汽车挡风玻璃的玻璃层叠体制品50。图5-6显示根据示例性实施方式,成形为形成汽车天花板/遮阳板/月亮顶(moon roof)的玻璃层叠体制品50。图7-8显示根据示例性实施方式,成形为形成汽车侧窗(例如,侧灯)的玻璃层叠体制品50。

从图3-8可以看出,可能希望玻璃层叠体制品50成形为具体应用、交通工具主体设计等所可能需要的宽范围的各种复杂弯曲形状。通常来说,为了确定特定的玻璃层叠体制品设计是否适合进行冷成形,会需要进行复杂且具有强运算能力的有限元分析(FEA)来确定冷弯曲过程中的玻璃层中的应力是否会太高并因此导致缺陷。由于大量的潜在制品形状和设计以及需要进行快速生产,申请人开发了采用较为简单的计算来预测玻璃层叠体制品形状是否何时进行冷成形的方法,其不依赖于FEA或者其他计算机建模技术。

此外,图3-8显示了可以用于计算如本文所讨论的CFE值的不同几何参数。如图3-8所示,玻璃层叠体制品50(或者制品50的玻璃层中的一个)包括:宽度W、长度L、弦高CH、弯曲深度(DOB)、最小第一曲率半径R1、第二最小曲率半径R2以及最大高斯曲率GC。如图1所示,玻璃层12和20还具有平均厚度T1和T2。在本文所讨论的具体实施方式中,这些尺度定义如下:宽度WI是容纳玻璃层叠体制品50的最小包围盒的宽度;长度L1是容纳玻璃层叠体制品50的最小包围盒的长度;弯曲深度DOB是玻璃层叠体制品50距离投射平面的最大深度;弦高CH是玻璃层叠体制品50的玻璃表面的弧与中心线弦之间的最大垂直距离;最小第一曲率半径R1是沿着第一弯取曲率方向的最小半径;第二最小曲率半径R2是沿着横向弯曲曲率方向(cross bending curvature direction)的最小半径;高斯曲率是在一个点处的主曲率的乘积,其中,主曲率是在一个点处的最小和最大法向曲率,以及法向曲率是位于给定点处包含切线向量的平面上的曲面上的曲率。

如下文更详细讨论,对于各种CFE值,使用这些几何参数的各种组合。

总的来说,参见图9,本公开内容提供了对复杂弯曲玻璃层叠体制品(例如,制品50)的冷成形性进行评估的方法100。在步骤102,获得玻璃层叠体制品的复杂弯曲第一玻璃片的多个几何参数,例如第一几何参数(G1)和第二几何参数(G2)。如下文所讨论的那样,在各种实施方式中,可以在本文所讨论的冷成形性评估方法中使用超过两个几何参数。在步骤104,计算与冷成形过程中第一玻璃片所经受的应力相关的冷成形估算量(CFE)值。在步骤106,将计算得到的CFE值与冷成形阈值进行对比,所述冷成形阈值与冷成形过程中复杂弯曲玻璃层叠体制品中会形成缺陷的可能性相关。

通常来说,然后将步骤106的对比用于确定复杂弯曲制品50的具体设计是否适合进行冷成形。在具体实施方式中,如果CFE值小于冷成形阈值,则执行冷成形方法,例如上文关于图1所讨论的那种。由于本文所讨论的各种CFE值与第一玻璃层在冷成形过程中所经受的第一主应力之间的相关性,当在CFE值小于冷成形阈值的玻璃层叠体制品上进行冷成形时,在冷成形过程中,玻璃层叠体制品50内的应力保持引起缺陷的水平。

通常来说,CFE值是与玻璃层叠体制品50相关的(乘上了本文所讨论的计算得到的系数的)两个或更多个几何参数的总和,对此,申请人确定其提供了与冷成形过程中所经受的应力的高水平的相关性。因此,通过计算如本文所讨论的CFE值,可以在不需要对特定设计进行FEA或者对特定设计进行原型化处理和测试的情况下,确定特定玻璃层叠体设计的冷成形性。因此,虽然如本文所讨论的那样,可以以各种方式来计算CFE值,但是在一个实施方式中,CFE值是B1*G1+B2*G2,其中,B1和B2是采用统计学方法计算得到的系数,其将G1和G2与适合进行冷成形的玻璃层叠体制品关联起来。

通常来说,系数B1和B2(以及可用于计算CFE值的任何其他几何参数的系数)是通过多个复杂弯曲玻璃层叠体制品的有限元分析确定应力的多元线性回归分析确定的。因此,通过对多个复杂弯曲制品的FEA确定应力的数据组的线性回归分析进行计算,可以确定G1和G2(以及下文所讨论的其他几何参数)对于冷成形过程中所经受的应力的影响或者相关性。这种分析为待确定的系数B1和B2提供了数值。一旦确定了B1和B2(以及可用于计算CFE值的任意其他几何参数的系数),可以计算得到CFE值作为所需的几何参数组乘以系数的总和,而不需要对于每种新设计评估运行FEA。

申请人相信,系数(例如B1和B2)是第一玻璃层12和第二玻璃层20的玻璃材料的函数。因此,对于特定玻璃层叠体制品的玻璃层的材料类型,会通过线性回归分析确定B1和B2(以及可用于计算CFE值的任意其他几何参数的系数),以及然后可以将其用于不同层叠体设计的不同尺寸、形状、曲率等来计算CFE值,而不需要对于每种新设计都进行FEA。

此外,相信冷成形阈值也是第一玻璃层12和第二玻璃层20的玻璃材料的函数。在各种实施方式中,冷成形阈值与第一玻璃片12能够经受得住而不形成缺陷的最大可允许应力相关。在具体实施方式中,通过如下方式确定冷成形阈值:评估在各种尺寸和形状的层叠测试样品中是否存在缺陷,以及然后将存在或者不存在缺陷与采用有限元分析计算得到或者通过测量得到的冷弯曲过程中预期的应力水平进行关联。此外,申请人相信,冷成形阈值是层12和20的材料强度的函数。

在具体实施方式中,第一几何参数G1是L/W,第二几何参数G2是弦高CH,B1是1以及B2=0.5。因此,在此类实施方式中,CFE值的确定如下:

等式1:CFE=(L/W+0.5CH)

当等式1的值小于确定得到的冷成形阈值时,确定具有L、W和CH的玻璃层叠体制品是可以进行冷成形的。在具体实施方式中,当-0.14<(L/W+0.5CH)<0.223,确定具有L、W和CH的玻璃制品是可以进行冷成形的,并且在此类实施方式中,可以形成层叠体玻璃制品50,其所具有的形状和尺寸使得-0.14<L/W-0.05*(CH)<0.223。在一些此类实施方式中,由钠钙玻璃材料形成第一玻璃层12,以及由碱性铝硅酸盐玻璃组合物或者碱性铝硼硅酸盐玻璃组合物形成第二玻璃层20。

在另一个具体实施方式中,G1=弦高CH,G2=最大高斯曲率GC,B1=1以及B2=1。因此,在此类实施方式中,CFE=(CH+GC),并且当这个值小于确定得到的冷成形阈值时,确定具有GC和CH的玻璃制品是可以进行冷成形的。在具体实施方式中,当8<(GC+CH)<20,确定具有GC和CH的玻璃制品是可以进行冷成形的。在一些此类实施方式中,由钠钙玻璃材料形成第一玻璃层12,以及由碱性铝硅酸盐玻璃组合物或者碱性铝硼硅酸盐玻璃组合物形成第二玻璃层20。

在另一个具体实施方式中,第一玻璃层12包括:宽度W、长度L、弦高CH,弯曲深度(DOB),最小第一曲率半径R1,第二最小曲率半径R2,平均厚度T1,以及最大高斯曲率GC。此外,第二玻璃层20包括厚度T2。在此类实施方式中,CFE值是预测应力值,并且它的确定如下:

等式2:CFE=B0+B1*W+B2*L+B3*DOB+B4*CH+B5*R1+B6*R2+B7*GC+B8*T1+B9*T2)

在这个实施方式中,这9个几何参数的单位如下:W(mm)、L(mm)、DOB(mm)、CH(mm)、R1(mm)、R2(mm)、最大GC(10-7)(1/mm2)、T1(mm)以及T2(mm)。从具有不同几何参数但是由相同材料形成的玻璃层叠体制品50的FEA数据组确定每个几何参数的常系数B0-B9。

在具体实施方式中,对于29种不同玻璃层叠体制品设计,从FEA确定应力的数据组来计算B0-B9,并且如表1所示。

表1

采用这个数据,等式2变成:

等式3:CFE=0.05673*W-0.1035*L-0.0031*DOB+6.99003*CH+0.01855*R1+0.00115*R2+4.633988*GC-0.1836*T1-101.95*T2

然后,对于给定的玻璃层叠体制品50的设计,进而将等式3的值与冷成形阈值进行对比以确定冷成形性。在具体实施方式种,采用这个等式,冷成形阈值是80MPa、50MPa或20MPa。因此,在此类实施方式种,形成的层叠体玻璃制品50所具有的形状和尺寸使得(0.05673*W-0.1035*L-0.0031*DOB+6.99003*CH+0.01855*R1+0.00115*R2+4.633988*GC-0.1836*T1-101.95*T2)<80MPa。

会理解的是,在这个实施方式中,W、L、CH、DOB、R1、R2、T1和GC全都是第一层12的几何参数,而T2是第二玻璃层20的几何参数。如上文所述,采用线性回归分析确定等式3中所示的系数。在一些此类实施方式中,由钠钙玻璃材料形成第一玻璃层12,以及由碱性铝硅酸盐玻璃组合物或者碱性铝硼硅酸盐玻璃组合物形成第二玻璃层20。

在具体实施方式中,第一玻璃层12由未强化的玻璃片形成,并且将冷成形阈值确定为20MPa。在这个实施方式中,CFE值是预测应力值,并且通过等式3得到。在此类实施方式中,冷成形性的预测方法包括:当计算得到的等式30的CFE值小于20MPa时,确定玻璃层叠体制品50的特定设计适合进行冷成形。

在另一个具体实施方式中,第一玻璃层12由强化玻璃片(例如,热强化的玻璃材料、化学强化的玻璃片等)形成,以及将冷成形阈值确定为50MPa。在这个实施方式中,CFE值是预测应力值,并且通过等式3得到。在此类实施方式中,冷成形性的预测方法包括:当计算得到的等式3的CFE值小于50MPa时,确定玻璃层叠体制品50的特定设计适合进行冷成形。

在各种实施方式中,由钠钙玻璃材料形成第一玻璃层12,以及由碱性铝硅酸盐玻璃组合物或者碱性铝硼硅酸盐玻璃组合物形成第二玻璃层20。在一些此类实施方式中,通过离子交换对玻璃层20进行化学强化。在一些实施方式中,第一玻璃层12可以经过退火。在一些实施方式中,层12和20都由钠钙玻璃形成。在其他实施方式中,层12和20都由碱性铝硅酸盐玻璃组合物或者碱性铝硼硅酸盐玻璃组合物形成。

在各种实施方式中,W是300mm至1800mm,L是230mm至1600mm,CH是1mm至45mm,DOB是5mm至210mm,R1是40mm至5000mm,R2是740mm至32500mm,GC是0.14e-7 1/mm2至15e-7 1/mm2,T1是1mm至4mm,以及T2是.3mm至1mm。

为了提供其他例子,图10-14C所示的数据图显示了各种CFE值与各种冷成形阈值之间的关系。图10显示对于玻璃层叠体制品50的29种不同设计,使用等式3计算得到的CFE值相对于设计的FEA计算应力的对比关系。从图10可以看出,当采用等式3计算得到的CFE值低于冷成形阈值120时,对于具体玻璃制品设计,FEA确定的应力也小于冷成形阈值120,并且这个关系表明制品是可以冷成形的。在这个实施方式中,冷成形阈值120是20MPa。

如图10所示,还可以确定冷成形阈值130的上限。从图10可以看出,当采用等式3计算得到的CFE值高于冷成形阈值130时,对于具体玻璃制品设计,FEA确定的应力也高于冷成形阈值130,并且这表明制品是不可冷成形的。如果采用等式3计算得到的CFE值在阈值120与阈值130之间,计算得到的CFE值与FEA应力值之间具有低相关性,并且因此在这个范围内,应该计算FEA应力来确定这个范围内的具体玻璃层叠体设计是否是可以进行冷成形的,因为CFE值的预测值是低的。在具体实施方式中,阈值130是基于威布尔分布的第一玻璃层12的材料(在所示的具体实施方式中,是钠钙玻璃)的B10值,并且将阈值120确定为低于该阈值,具有可接受的形成起皱层20的低概率。解释来说,在冷成形过程期间,在玻璃层叠体制品的两个层上积累应力。通常,一个层(例如,钠钙玻璃层)的强度相比于另一个层(例如,化学强化层)要低得多。因此,将较弱的那个用于确定弯曲过程中的强度阈值。

图11A和11B是图10的数据的2D图,显示选择的几何参数与冷成形阈值120和130之间的关系。图11A是采用最大GC和弦高产生的2D地图,而图11B是采用弦高CH和L/W产生的2D地图。通过冷成形阈值120和130,分别将图11A和11B中的两个地图都分成3个区域。除了一些例外,大部分的数据点都在所希望的区域内。图11A显示了这两个参数(最大GC与CH)之间的明确相关性:当弦高增加时,应该减小最大GC从而确保层叠体制品是可以冷成形的。类似地,图11B显示了这两个参数(L/W与弦高CH)之间的明确相关性:当弦高增加时,需要增加L/W以使得玻璃层叠体制品是可以冷成形的。

图12A-12C是设计用于挡风玻璃的图10的玻璃层叠体制品的2D图。如图12B所示,挡风玻璃设计的L/W值主要分布在0-0.8的范围上。挡风玻璃数据具有冷成形阈值120和130,其类似于最大GC-弦高图(图11A)和L/W-弦高图(图11B)中的整体数据。

图13A-13C是设计用于天花板的图10的玻璃层叠体制品的2D图。如图13B所示,L/W值主要分布在0-1.0的范围上。如所示,相比于整体数据(图11A和11B),天花板数据在阈值120与130之间具有更宽的区域。

图14A-14C是设计用于侧窗(例如,侧灯)的图10的玻璃层叠体制品的2D图。如图14B所示,L/W值主要分布在0-0.7的范围上。

参见图15,显示将玻璃层叠体制品50用作交通工具窗户、天花板或侧窗的一部分。如所示,交通工具200包括一个或多个侧窗202、天花板204、后窗206和/或挡风玻璃208。通常来说,本文所讨论的玻璃层叠体制品50的任意实施方式都可以用于一个或多个侧窗202、天花板204、背窗206和/或挡风玻璃208。通常来说,一个或多个侧窗202、天花板204、背窗206和/或挡风玻璃208支撑在开口内,所述开口由交通工具框架或主体210限定,使得第二玻璃层20的外表面22(参见图1)面朝交通工具内部212。在这个布置中,第一玻璃层12的外表面14(参见图1)面朝向交通工具200的外部,并且可以限定在玻璃制品的位置处的交通工具200的最外表面。如本文所用,交通工具可以包括:车辆、机车、火车、舟、船、飞机、直升机、无人机和航天器等。在其他实施方式中,玻璃层叠体制品50可以用于薄的弯曲玻璃层叠体制品可能是有利的各种其他应用中,例如用于建筑玻璃、建筑物玻璃等。

如本文所用,“复杂弯曲”或者“复杂弯曲的”表示非平坦形状,其沿着两个相互不同的正交轴具有曲率。复杂弯曲形状的例子包括具有简单或复合曲率,也被称作不可展开(non-developable)形状,其包括但不限于球形、非球形和环形。根据实施方式的复杂弯曲层叠体还可以包括此类表面的区段或部分,或者可以包括此类弯曲和表面的组合。在一个或多个实施方式中,层叠体可以具有包括主半径和横向曲率(cross curvature)的复合弯曲。根据实施方式,复杂弯曲层叠体可以在两个独立方向上具有不同曲率半径。因此,根据一个或多个实施方式,可以将复杂弯曲层叠体表征为具有“横向曲率”,其中,层叠体沿着平行于给定尺度的一个轴(即,第一轴)是弯曲的,并且沿着垂直于相同尺度的一个轴(即,第二轴)也是弯曲的。当明显最小半径与明显横向曲率和/或弯曲深度相结合时,层叠体的曲率甚至可以更复杂。

一些层叠体还可以包括沿着相互不垂直的轴的弯曲。作为非限制性例子,复杂弯曲层叠体可以具有0.5m乘以1.0m的长度和宽度尺度,以及沿着次轴2至2.5m的曲率半径和沿着主轴4至5m的曲率半径。在一个或多个实施方式中,复杂弯曲层叠体沿着至少一个轴可以具有5m或更小的曲率半径。在一个或多个实施方式中,复杂弯曲层叠体可以至少沿着第一轴和沿着垂直于第一轴的第二轴具有5m或更小的曲率半径。在一个或多个实施方式中,复杂弯曲层叠体可以至少沿着第一轴和沿着不垂直于第一轴的第二轴具有5m或更小的曲率半径。

可以由各种材料形成玻璃层12和/或20。在具体实施方式中,玻璃层20由化学强化碱性铝硅酸盐玻璃组合物或者碱性铝硼硅酸盐玻璃组合物形成,以及玻璃层12由钠钙玻璃(SLG)组合物形成。在具体实施方式中,玻璃层12和/或20由化学强化材料形成,例如碱性铝硅酸盐玻璃材料或者碱性铝硼硅酸盐玻璃组合物,其具有压缩深度(DOC)是约30μm至约90μm的化学强化压缩层,并且在片材的至少一个主表面上的压缩应力是300MPa至1000MPa。在一些实施方式中,化学强化玻璃通过离子交换进行强化。

玻璃材料的例子和性质

在各种实施方式中,可以由各种任意玻璃组合物形成玻璃层12和/或20。可以用于本文所述的玻璃层12和/或20的玻璃例子可以包括:钠钙硅酸盐玻璃组合物、铝硅酸盐玻璃组合物、碱性铝硅酸盐玻璃组合物或者碱性铝硼硅酸盐玻璃组合物,但是也考虑其他玻璃组合物。在一个或多个实施方式中,合适的玻璃组合物可以表征为可离子交换的。如本文所用,“可离子交换”是指层包含的组成能够实现尺寸更大或更小的同价态阳离子与位于玻璃层表面处或附近的阳离子发生交换。在一个示例性实施方式中,玻璃12和/或20的玻璃组合物包含:SiO2、B2O3和Na2O,其中,(SiO2+B2O3)≥66摩尔%,并且Na2O≥9摩尔%。在一些实施方式中,适用于玻璃层12和/或20的玻璃组合物还包含K2O、MgO和CaO中的至少一种。在特定实施方式中,用于玻璃层12和/或20的玻璃组合物可以包含:61-75摩尔%的SiO2;7-15摩尔%的Al2O3;0-12摩尔%的B2O3;9-21摩尔%的Na2O;0-4摩尔%的K2O;0-7摩尔%的MgO;以及0-3摩尔%的CaO。

适用于玻璃层12和/或20的另一个玻璃组合物的例子包含:60-70摩尔%的SiO2;6-14摩尔%的Al2O3;0-15摩尔%的B2O3;0-15摩尔%的Li2O;0-20摩尔%的Na2O;0-10摩尔%的K2O;0-8摩尔%的MgO;0-10摩尔%的CaO;0-5摩尔%的ZrO2;0-1摩尔%的SnO2;0-1摩尔%的CeO2;小于50ppm的As2O3;以及小于50ppm的Sb2O3;其中12摩尔%≤(Li2O+Na2O+K2O)≤20摩尔%,0摩尔%≤(MgO+CaO)≤10摩尔%。

甚至此外,适用于玻璃层12和/或20的玻璃组合物的另一个例子包含:63.5-66.5摩尔%的SiO2;8-12摩尔%的Al2O3;0-3摩尔%的B2O3;0-5摩尔%的Li2O;8-18摩尔%的Na2O;0-5摩尔%的K2O;1-7摩尔%的MgO;0-2.5摩尔%的CaO;0-3摩尔%的ZrO2;0.05-0.25摩尔%的SnO2;0.05-0.5摩尔%的CeO2;小于50ppm的As2O3;以及小于50ppm的Sb2O3;其中14摩尔%≤(Li2O+Na2O+K2O)≤18摩尔%,且2摩尔%≤(MgO+CaO)≤7摩尔%。

在具体实施方式中,适用于玻璃层12和/或20的碱性铝硅酸盐玻璃组合物包含:氧化铝;至少一种碱金属;以及在一些实施方式中大于50摩尔%的SiO2,在其他实施方式中至少为58摩尔%的SiO2,以及在其他实施方式中至少为60摩尔%的SiO2;其中,比例((Al2O3+B2O3)/∑改性剂)>1,其中,组分的比例以摩尔%计,以及改性剂是碱金属氧化物。在特定实施方式中,这种玻璃组合物包含:58-72摩尔%的SiO2、9-17摩尔%的Al2O3、2-12摩尔%的B2O3、8-16摩尔%的Na2O以及0-4摩尔%的K2O,其中,比例((Al2O3+B2O3)/∑改性剂)>1。

在另一个实施方式中,玻璃层12和/或20可以包括碱性铝硅酸盐玻璃组合物,其包含:64-68摩尔%的SiO2;12-16摩尔%的Na2O;8-12摩尔%的Al2O3;0-3摩尔%的B2O3;2-5摩尔%的K2O;4-6摩尔%的MgO;以及0-5摩尔%的CaO,其中66摩尔%≤SiO2+B2O3+CaO≤69摩尔%;Na2O+K2O+B2O3+MgO+CaO+SrO>10摩尔%;5摩尔%≤MgO+CaO+SrO≤8摩尔%;(Na2O+B2O3)-Al2O3≤2摩尔%;2摩尔%≤Na2O-Al2O3≤6摩尔%;以及4摩尔%≤(Na2O+K2O)-Al2O3≤10摩尔%。

在替代实施方式中,玻璃层12和/或20可以包括碱性铝硅酸盐玻璃组合物,其包含:2摩尔%或更多的Al2O3和/或ZrO2或者4摩尔%或更多的Al2O3和/或ZrO2。在一个或多个实施方式中,玻璃层12和/或20包括如下玻璃组合物,其包含:SiO2的量是约67摩尔%至约80摩尔%,Al2O3的量是约5摩尔%至约11摩尔%,碱金属氧化物(R2O)的量是大于约5摩尔%(例如,约5摩尔%至约27摩尔%)。在一个或多个实施方式中,R2O的量包括:Li2O的量是约0.25摩尔%至约4摩尔%,以及K2O的量等于或小于3摩尔%。在一个或多个实施方式中,玻璃组合物包括非零量的MgO以及非零量的ZnO。

在其他实施方式中,玻璃层12和/或20由如下玻璃组合物形成,其展现出:SiO2的量是约67摩尔%至约80摩尔%,Al2O3的量是约5摩尔%至约11摩尔%,碱金属氧化物(R2O)的量是大于约5摩尔%(例如,约5摩尔%至约27摩尔%),其中,玻璃组合物基本不含Li2O,以及非零量的MgO;和非零量的ZnO。

在其他实施方式中,玻璃层12和/或20是铝硅酸盐玻璃制品,其包括玻璃组合物,包含:SiO2的量是约67摩尔%或更大;以及弯垂温度是约600℃至约710℃。在其他实施方式中,玻璃层12和/或20由铝硅酸盐玻璃制品形成,其包括玻璃组合物,包含:SiO2的量是约68摩尔%或更大;以及弯垂温度是约600℃至约710℃(如本文所定义)。

在一些实施方式中,玻璃层12和/或20由相互不同的玻璃材料形成,它们在组成、厚度、强化水平和成形方法(例如,浮法形成而不是熔融形成)中的任意一个或多个上是不同的。在一个或多个实施方式中,本文所述的玻璃层12和/或20具有约710℃或更小或约700℃或更小的弯垂温度。在一个或多个实施方式中,玻璃层12和20中的一个是钠钙玻璃片,而玻璃层12和20中的另一个是本文所讨论非钠钙玻璃材料中的任意一种。在一个或多个实施方式中,玻璃层12和/或20包括玻璃组合物,其包含:SiO2的量是约68摩尔%至约80摩尔%,Al2O3的量是约7摩尔%至约15摩尔%,B2O3的量是约0.9摩尔%至约15摩尔%;非零量的P2O5到最高至且包括约7.5摩尔%,Li2O的量是约0.5摩尔%至约12摩尔%,以及Na2O的量是约6摩尔%至约15摩尔%。

在一些实施方式中,玻璃层12和/或20的玻璃组合物可以包含向玻璃制品赋予颜色或色彩的氧化物。在一些实施方式中,玻璃层12和/或20的玻璃组合物包含氧化物,当玻璃制品暴露于紫外辐射时,所述氧化物防止了玻璃制品的变色。此类氧化物的例子包括但不限于Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ce、W和Mo的氧化物。

玻璃层12和/或20可以具有约1.45至约1.55的折射率。如本文所用,折射率值是相对于550nm波长而言。玻璃层12和/或20可以通过其形成的方式进行表征。例如,玻璃层12和/或20可以表征为可浮法成形(即,通过浮法工艺形成)、可下拉成形,具体地,可熔合成形或者可狭缝拉制(即,通过下拉工艺例如熔合拉制工艺或者狭缝拉制工艺形成)。在一个或多个实施方式中,本文所述的玻璃层12和/或20可以展现出无定形微结构,以及可以基本不含晶体或微晶。换言之,在此类实施方式中,玻璃制品排除了玻璃陶瓷材料。

在一个或多个实施方式中,当玻璃层12和/或20的厚度是0.7mm时,在约300nm至约2500nm的波长范围上,玻璃层12和/或20展现出约88%或更小的平均总太阳光透射率。例如,玻璃层12和/或20展现处如下平均总太阳光透射率:约60%至约88%,约62%至约88%,约64%至约88%,约65%至约88%,约66%至约88%,约68%至约88%,约70%至约88%,约72%至约88%,约60%至约86%,约60%至约85%,约60%至约84%,约60%至约82%,约60%至约80%,约60%至约78%,约60%至约76%,约60%至约75%,约60%至约74%,或者约60%至约72%。

在一个或多个实施方式中,在约380nm至约780nm的波长范围,对于0.7mm或1mm的厚度,玻璃层12和/或20展现出约75%至约85%的平均透射率。在一些实施方式中,在这个厚度和这个波长范围上的平均透射率可以是如下范围:约75%至约84%,约75%至约83%,约75%至约82%,约75%至约81%,约75%至约80%,约76%至约85%,约77%至约85%,约78%至约85%,约79%至约85%,或者约80%至约85%。在一个或多个实施方式中,在约300nm至约400nm的波长范围上,对于0.7mm或1mm的厚度,玻璃层12和/或20展现出50%或更小的Tuv-380或者Tuv-400(例如,49%或更小、48%或更小、45%或更小、40%或更小、30%或更小、25%或更小、23%或更小、20%或更小或者15%或更小)。

在一个或多个实施方式中,玻璃层12和/或20可以经过强化,从而包括从表面延伸到压缩深度(DOC)的压缩应力。压缩应力区域由展现出拉伸应力的中心部分平衡。在DOC处,应力从正(压缩)应力转化为负(拉伸)应力。

在一个或多个实施方式中,可以利用制品的各部分之间热膨胀系数的错配来产生压缩应力区和展现出拉伸应力的中心区,使玻璃层12和/或20得到机械强化。在一些实施方式中,可以通过将玻璃加热到低于玻璃化转变点的温度然后迅速淬火来使玻璃制品得到热强化。

在一个或多个实施方式中,可以通过离子交换对玻璃层12和/或20进行化学强化。在离子交换过程中,用具有相同价态或氧化态的较大的离子代替或交换玻璃层12和/或20的表面处或者靠近玻璃表面处的离子。在玻璃层12和/或20包含碱金属硅铝酸盐玻璃的那些实施方式中,制品表面层中的离子以及更大的离子是一价的碱金属阳离子,例如Li+、Na+、K+、Rb+和Cs+。或者,表面层中的一价阳离子可以用除碱金属阳离子以外的一价阳离子,例如Ag+等替换。在此类实施方式中,被交换到玻璃层12和/或20中的单价离子(或阳离子)产生应力。

本公开内容的方面(1)属于对包含第一玻璃片和第二玻璃片的复杂弯曲玻璃层叠体制品的冷成形性进行评估的方法,该方法包括:获得玻璃层叠体制品的复杂弯曲第一玻璃片的第一几何参数(G1)和第二几何参数(G2);计算冷成形估算量(CFE)值,所述冷成形估算量(CFE)值与第一玻璃片在冷成形过程中所经受的应力相关,其中,CFE值包括B1*G1+B2*G2,其中,B1和B2是计算用于将G1和G2与CFE值相关联的系数;以及将计算得到的CFE值与冷成形阈值进行对比,所述冷成形阈值与冷成形过程中在复杂弯曲玻璃层叠体制品中形成缺陷的可能性相关。

方面(2)属于方面(1)的方法,其还包括当计算得到的CFE值小于冷成形阈值时,确定弯曲玻璃层叠体制品适合进行冷成形。

方面(3)属于方面(1)或方面(2)的方法,其中,第一玻璃片的平均厚度大于第二玻璃片的平均厚度,以及第一玻璃片由第一玻璃组合物形成,其不同于第二玻璃片的第二玻璃组合物。

方面(4)属于方面(3)的方法,其中,B1、B2和冷成形阈值是第一玻璃组合物的函数。

方面(5)属于方面(3)的方法,其中,第一玻璃组合物是钠钙玻璃。

方面(6)属于方面(5)的方法,其中,第一玻璃片是未强化的玻璃片以及冷成形阈值是20MPa,并且还包括当计算得到的CFE值小于20MPa时,确定弯曲玻璃层叠体制品适合进行冷成形。

方面(7)属于方面(5)的方法,其中,第一玻璃片是热强化的玻璃片以及冷成形阈值是50MPa,并且还包括当计算得到的CFE值小于50MPa时,确定弯曲玻璃层叠体制品适合进行冷成形。

方面(8)属于方面(2)至(7)中任一项的方法,其中,第二玻璃组合物是碱性铝硅酸盐玻璃组合物或者碱性铝硼硅酸盐玻璃组合物。

方面(9)属于方面(2)至(8)中任一项的方法,其还包括通过多个复杂弯曲玻璃层叠体制品的有限元分析确定应力的多次线性回归分析来确定B1和B2。

方面(10)属于方面(1)至(9)中任一项的方法,其中,冷成形阈值是第一玻璃片的最大可允许应力,其是通过将层叠测试样品与采用有限元分析预测的应力水平进行对比确定的。

方面(11)属于方面(1)至(10)中任一项的方法,其中,第一玻璃片包括:长度L、宽度W和弦高,其中,G1=L/W,G2=弦高,B1=1以及B2=0.5。

方面(12)属于方面(1)至(10)中任一项的方法,其中,第一玻璃片还包括:内表面、与内表面相对的外表面、宽度W、长度L、平均厚度T1,其中,复杂弯曲形状具有弦高CH、弯曲深度(DOB)、最小第一曲率半径R1、第二最小曲率半径R2和最大高斯曲率GC,其中,第二玻璃层还包括:内表面、外表面和平均厚度T2,其中,(0.05673*W-0.1035*L-0.0031*CH+6.99003*CH+0.1855*R1+0.00115*R2+4.633988*GC-0.1836*T1-101.95*T2)小于冷成形阈值。

方面(13)属于对复杂弯曲玻璃层叠体制品进行冷成形的方法,其包括:对第一玻璃片进行支撑,所述第一玻璃片具有复杂弯曲形状、第一主表面和第二主表面;将第二玻璃片支撑在第一玻璃片上,其中,第二玻璃片具有第一主表面、第二主表面以及不同于所述复杂弯曲形状的形状;将聚合物中间层材料放置在第一玻璃片的第二主表面与第二玻璃片的第一主表面之间;将第二玻璃片材料弯曲成符合第一玻璃片材料的复杂弯曲形状,其中,在弯曲过程中,第一玻璃片的最大温度小于第一玻璃片的玻璃材料的玻璃转化温度,其中,第二玻璃片的最大温度小于第二玻璃片的玻璃材料的玻璃转化温度;其中,所述复杂弯曲形状具有第一几何参数(G1)和第二几何参数(G2),其中,第一玻璃片在弯曲过程中经受的第一主应力小于或等于估算应力值(B1*G1+B2*G2),其中,B1和B2是确定用于将G1和G2与第一玻璃片在弯曲过程中所经受的应力相关联的系数。

方面(14)属于方面(13)的方法,其中,第一玻璃片的平均厚度大于第二玻璃片的平均厚度,以及第一玻璃片的玻璃材料不同于第二玻璃片的玻璃材料。

方面(15)属于方面(13)或方面(14)的方法,其中,第一玻璃片是未强化的玻璃片,以及估算应力值小于20MPa。

方面(16)属于方面(13)或方面(14)的方法,其中,第一玻璃片是热强化的玻璃片,以及估算应力值是50MPa。

方面(17)是方面(13)至(16)中任一项的方法,其中,第二玻璃片的玻璃材料是碱性铝硅酸盐玻璃组合物或者碱性铝硼硅酸盐玻璃组合物,以及第一玻璃片的玻璃材料是钠钙玻璃组合物。

方面(18)属于冷成形的玻璃层叠体制品,其包括:第一玻璃层,所述第一玻璃层包含:内表面、与内表面相对的外表面、宽度W、长度L、具有弦高CH的复杂弯曲形状,其中,-0.14<L/W-0.05*(CH)<0.223;以及第二玻璃层,所述第二玻璃层包含:内表面、外表面;布置在第一玻璃层的内表面与第二玻璃层的内表面之间的聚合物中间层。

方面(19)属于方面(18)的冷成形玻璃层叠体制品,其中,第一玻璃层的平均厚度T1大于第二玻璃层的平均厚度T2。

方面(20)属于方面(19)的冷成形玻璃层叠体制品,其中,T1是1mm至4mm,以及T2是.3mm至1mm。

方面(21)属于方面(18)至(20)中任一项的冷成形玻璃层叠体制品,其中,W是300mm至1800mm,L是230mm至1600mm,以及CH是1mm至45mm。

方面(22)属于方面(18)至(21)中任一项的冷成形玻璃层叠体制品,其中,第一玻璃层的玻璃材料不同于第二玻璃层的玻璃材料。

方面(23)属于方面(22)的冷成形玻璃层叠体制品,其中,第二玻璃层的玻璃材料是碱性铝硅酸盐玻璃组合物或者碱性铝硼硅酸盐玻璃组合物,以及第一玻璃片的玻璃材料是钠钙玻璃组合物。

方面(24)属于方面(18)至(23)中任一项的冷成形玻璃层叠体制品,其中,第二玻璃层是化学强化玻璃材料。

方面(25)属于冷成形玻璃层叠体制品,其包括:第一玻璃层,所述第一玻璃层包括:内表面,与内表面相对的外表面,宽度W,长度L,平均厚度T1,具有弦高CH、弯曲深度(DOB)、最小第一曲率半径R1、第二最小曲率半径R2和最大高斯曲率GC的复杂弯曲形状;第二玻璃层,所述第二玻璃层包括:内表面、外表面和平均厚度T2;以及布置在第一玻璃层的内表面与第二玻璃层的内表面之间的中间层,其中,(0.05673*W-0.1035*L-0.0031*CH+6.99003*CH+0.1855*R1+0.00115*R2+4.633988*GC-0.1836*T1-101.95*T2)小于80MPa。

方面(26)属于方面(25)的冷成形玻璃层叠体制品,其中,T1大于T2。

方面(27)属于方面(25)或方面(26)的冷成形玻璃层叠体制品,其中,T1是1mm至4mm,以及T2是.3mm至1mm。

方面(28)属于方面(25)至(27)中任一项的冷成形玻璃层叠体制品,其中,W是300mm至1800mm,L是230mm至1600mm,CH是1mm至45mm,DOB是5mm至210mm,R1是40mm至5000mm,R2是740mm至32500mm,以及GC是0.14e-7 1/mm2至15e-7 1/mm2

方面(29)属于方面(25)至(28)中任一项的冷成形玻璃层叠体制品,其中,第一玻璃层的玻璃材料不同于第二玻璃层的玻璃材料。

方面(30)属于方面(29)的冷成形玻璃层叠体制品,其中,第二玻璃层的玻璃材料是碱性铝硅酸盐玻璃组合物或者碱性铝硼硅酸盐玻璃组合物,以及第一玻璃片的玻璃材料是钠钙玻璃组合物。

方面(31)属于方面(25)至(30)中任一项的冷成形玻璃层叠体制品,其中,第二玻璃层是化学强化玻璃材料。

除非另有表述,否则都不旨在将本文所述的任意方法理解为需要使其步骤以具体顺序进行。因此,当方法权利要求实际上没有陈述为其步骤遵循一定的顺序或者其没有在权利要求书或说明书中以任意其他方式具体表示步骤限于具体的顺序,都不旨在暗示该任意特定顺序。此外,如本文所用冠词“一个”旨在包括一个或者不止一个组分或元素,并且并不旨在理解为表示仅一个。

对本领域的技术人员而言,显而易见的是可以在不背离所示实施方式的精神或范围的情况下作出各种修改和变动。因为本领域的技术人员可以想到所揭示的实施方式的融合了实施方式的精神和实质的各种改良、组合、子项组合和变化,应认为所揭示的实施方式包括所附权利要求书范围内的全部内容及其等同内容。

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