一种可折叠玻璃的渐变减薄工艺
阅读说明：本技术 一种可折叠玻璃的渐变减薄工艺 (Gradual thinning process of foldable glass ) 是由 黄建军 梁建 陈优奇 于 2021-09-16 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种可折叠玻璃的渐变减薄工艺,包括以下步骤：原材切割成坯料、用数控加工中心进行精加工、用抛光机将精加工产渐变区域面进行抛光处理、超声条件下将抛光产品清洗、抛光面单面印防酸油墨保护、将印刷好防酸油墨的产品进行单面化学减薄、脱防酸油墨、超声条件下将脱防酸油墨产品清洗、检测。本发明所述的工艺,通过进行机械预加工后再进行化学减薄,解决玻璃制品台阶联接不光顺,折叠强度、韧性受损的问题。(The invention discloses a gradual thinning process of foldable glass, which comprises the following steps: cutting a raw material into blanks, carrying out finish machining by using a numerical control machining center, carrying out polishing treatment on the gradual change area surface produced by the finish machining by using a polishing machine, cleaning a polished product under an ultrasonic condition, printing acid-proof ink protection on the single surface of the polished surface, carrying out single-surface chemical thinning on the product printed with the acid-proof ink, removing the acid-proof ink, and cleaning and detecting the product without the acid-proof ink under the ultrasonic condition. The process of the invention solves the problems of unsmooth step connection, and impaired folding strength and toughness of glass products by carrying out mechanical preprocessing and then carrying out chemical thinning.)
技术领域
本发明涉及可折叠玻璃技术领域，具体是涉及到一种可折叠玻璃的渐变减薄工艺。
背景技术
可折叠形态电子消费产品自达到商用以来，在可折叠产品结构上的探索持续深入。可折叠盖板材料目前较为成熟的是采用无色透明聚酰亚胺薄膜(CPI)，但存在严重的折痕问题。而玻璃盖板所具有的刚性，可以很好地改善此类问题。并且当玻璃厚度达到0.1mm以下时，即超薄玻璃，具有优异的可折叠性和高硬度的耐刮擦性，成为继CPI薄膜材料之后，在可折叠柔性盖板领域具有重要地位的材料。
可折叠柔性屏重点结构之一基板材料(可折叠玻璃Ultra-Thin Glass简称UTG)尤为重要，UTG反复折叠次数需≥20万次、折叠半径≤R1mm，且与可折叠柔性屏显示元器件需全贴合，所以对UTG的强度、韧性、抗冲击及变形要求十分严苛，为了提升强度及“卷曲屏”更好的卷曲效果从而对UTG进行渐变及局部减薄，即折叠区局部减薄保证优异折叠性能，非折叠区不减薄增强强度及抗冲击性能。
而当前整体减薄产品所有区域减薄成同一厚度，折叠区与非折叠区厚度相同，导致折叠区与非折叠区强度及抗冲击性能相同，无法提升非折叠区强度及抗冲击性性能；此外将非折叠区印“防酸油”或贴“防酸膜”保护后再对折叠区进行化学减薄，导致非折叠区与折叠区交接处存在“台阶”联接不光顺，从而产生光影及折叠强度、韧性受损的问题，难以满足UTG的折叠次数与折叠半径。
因此当前市场上急需一种可折叠玻璃的渐变减薄工艺。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种可折叠玻璃的渐变减薄工艺，进行机械预加工后再进行化学减薄，解决台阶联接不光顺，折叠强度、韧性受损的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种可折叠玻璃的渐变减薄工艺，包括以下步骤：
步骤1原材切割成坯料；
步骤2用数控加工中心进行精加工；
步骤3用抛光机将精加工产品渐变区域面进行抛光处理；
步骤4超声条件下将抛光产品清洗；
步骤5抛光面单面印防酸油墨保护；
步骤6将印刷好防酸油墨的产品进行单面化学减薄；
步骤7脱防酸油墨；
步骤8超声条件下将脱防酸油墨产品清洗；
步骤9检测。
进一步的，所述步骤1原材切割成坯料，即用开料机将原材切割成坯料，切割参数：钻石刀轮角度120度，切割速度600±100mm/s，切割压力4±1％，切割深度0.05±0.02mm。原材和坯料厚度可选择T＝0.2mm。
优选的，所述用数控加工中心进行精加工，坯料安装至数控加工中心专用治具，主轴转速开启、冷却润滑液开启、启动加工。具体加工过程为：砂轮A处进行产品的渐变区域加工，进给速度600mm/min，主轴转速28000r/min，砂轮直径砂粒500#；砂轮B处进行产品的外形精加工，进给速度800mm/min，主轴转速38000r/min，砂轮直径砂粒1000#；砂轮C处进行产品的外形上下安全倒角，加工进给速度1000mm/min，主轴转速40000r/min，砂轮直径砂粒1200#；具体的，安全倒角目的是，因为在数控加工中心四周加工后产品上下表面与侧面成90°角时会产生细小砂边、崩边、微裂纹，通过设置了安全倒角(安全倒角30-45°，大小0.05-0.1mm)可以有效的减小杜绝细小砂边、崩边，将微裂纹至控制在0.03mm以内。
优选的，所述步骤3用抛光机将精加工产品的渐变区域面进行抛光处理，即数控加工中心精加工产品安装至抛光专用治具，渐变区域面朝上，抛光机转速开启、磨削液开启、启动抛光。抛光参数：抛光时间3600s，抛光压力200-220kg，抛光介质地毯，抛光转速150-200r/min，工件转速3-5r/min，磨粉浓度1.5-2.0％。具体的，该步骤进行抛光后产品渐变区域面的厚度为T＝0.17-0.19mm。
优选的，用超声波将抛光产品清洗干净(纯水要求≥15ΜΩ/cm，慢拉水温≥75℃，喷淋关闭，烘干槽烘淋关闭，超声波抛动速率≤450mm/min，超声波功率2格，碱性清洗剂清洗，清洗机药水槽清洗剂与纯水配比1：8。具体，所述碱性清洗剂可选用常见的碱性清洗剂，比如碱与表面活性剂等构成的清洗剂。超声波功率2格，1格功率为300W。
优选的，用丝印机将清洗好的产品单面印防酸油墨保护，产品安装至治具定位，抛光面为油墨印刷面。印刷参数：网版型号165T/420目，刮胶速度150-200mm/min，回油速度280-350mm/min，真空负压≥-0.06MPA，油墨烤干温度140-150℃，油墨烤干时间30min。具体的所述防酸油墨，以重量百分比为单位，包括以下原料：10％-30％环氧树脂、10％-25％异丁烯酸甲酯、10％-20％聚氨基甲酸乙酯树脂、20％-40％二季四戊醇、1％-5％磷酸二羟乙基甲基丙烯酸酯。具体的，油墨厚度10-30um，抛光面区域为满面印刷，同时预留出在侧面下一步预减薄的区域。在实际的生产过程中发现，数控加工中心渐变区域有砂轮留下的痕迹，经抛光后表面光洁发亮肉眼不可见砂印、划痕、发雾、坑点等，如果不保护渐变区域(不进行油墨保护直接减薄)同时进行减薄会把这些不良重新放大呈现出来，造成严重的外观不良。
优选的，印刷好的产品进行单面化学减薄，将产品完全浸泡在的混合酸液中，减薄速率3-10um/min，可以控制在3um/min、4um/min、5um/min、6um/min、7um/min、8um/min、9um/min、10um/min；所述混合酸液，以重量百分比为单位，包括以下原料：1％-4％氢氟酸、1％-4％浓硝酸、1％-4％浓盐酸、余量为水；氢氟酸，在混合酸液中的占比可为1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％；浓硝酸，在混合酸液中的占比可为1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％；浓盐酸，在混合酸液中的占比可为1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％；因为在UTG原材中主要成为SiO2，SiO2与混酸反应成SiF4、H2O，该步骤通过混酸作用，可以控制减薄速率3-10um/min，减薄后的产品厚度公差T值±0.005mm，TTV值≤0.004mm。
优选的，脱单面印防酸保护油墨，将减薄的产品完全浸泡在脱墨液中，脱墨参数：脱墨时间5-10min，脱墨温度60-70℃。脱墨液可选择光学玻璃脱墨剂KL-2207；
优选的，用超声波将减薄产品清洗干净，纯水要求≥15ΜΩ/cm，慢拉水温≥75℃，喷淋关闭，烘干槽烘淋关闭，超声波抛动速率≤450mm/min，超声波功率2格，碱性清洗剂清洗，清洗机药水槽清洗剂与纯水配比1：8。具体，所述碱性清洗剂可选用常见的碱性清洗剂，比如碱(氢氧化钠等碱性物质)与表面活性剂等组成的清洗剂。超声波功率2格，1格功率为300W。
优选的，外观检验，检验标准：温度20℃-25℃；湿度50％-75％，检验距离人眼与被测物表面的距离为300mm±50mm，冷白荧光台灯，光照度为1000±200Lux。
本发明的有益效果是：
1、申请人在具体的生产过程中发现：UTG太薄进行数控加工中心及抛光机械预加工到指定规格会破片，无法进行渐变区域结构成型，所以用厚玻璃先把折叠渐变区域加工好，达到渐变折叠所需求，覆上防酸油墨保护，再用混酸减薄另外一面(无保护油墨面)直至UTG所需厚度，化学减薄速度可控，能够制备出符合精度要求的玻璃制品。而且只进行预加工整体厚度达不到UTG规格所需厚度，故达不到产品所需规格要求；只做化学减薄就是折叠渐区域与非折叠区交接处有台阶。因此本发明将机械预处理和化学减薄有机的结合，可以有效解决台阶联接不光顺，折叠强度、韧性受损的问题。
2、经过本发明所述工艺制备出的玻璃制品，厚度公差T±0.005mm，TTV值≤0.004mm，折叠次数≥20万次，折叠半径≤R1mm，DOL≥6UM，CS≥450mpa，笔跌≥10cm。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明所述工艺制得的玻璃制品的结构示意图；
图2是传统工艺制造过程中的示意图；
图3是本发明所述工艺中关于步骤1中产品切割的示意图；
图4是本发明所述工艺关于步骤2中安全倒角加工的示意图；
图5是本发明所述工艺关于步骤3中产品加工的示意图；
图6是本发明所述工艺关于步骤5中产品加工的示意图；
图7是本发明所述工艺关于步骤6中产品加工的示意图；
图8是本发明所述工艺关于步骤2中砂轮的示意图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
如图1-8所述，一种可折叠玻璃的渐变减薄工艺，包括以下步骤：
步骤1、用开料机将原材(T≥0.2mm，具体选择0.2mm)切割成坯料(例如产品尺寸长165*宽135mm，坯料尺寸长165.5*宽135.5mm)，切割参数：钻石刀轮角度120度，切割速度600±100mm/s，切割压力4±1％，切割深度0.05±0.02mm。
步骤2、用数控加工中心将坯料进行精加工(尺寸、外形结构、渐变区域结构等等)，坯料安装至数控加工中心专用治具，主轴转速开启、冷却润滑液开启、启动加工。砂轮A处进行渐变区域加工，进给速度600mm/min，主轴转速28000r/min，砂轮直径砂粒500#；砂轮B处进行产品外形精加工，进给速度800mm/min，主轴转速38000r/min，砂轮直径砂粒1000#；砂轮C处进行产品外形上下安全倒角，加工进给速度1000mm/min，主轴转速40000r/min，砂轮直径砂粒1200#。其中安全倒角30°，大小0.05mm。
步骤3、用扫光机将精加工产品渐变区域面进行抛光处理，数控加工中心精加工产品安装至抛光专用治具，渐变区域面朝上，扫光机转速开启、磨削液开启、启动抛光。抛光参数：抛光时间3600S，抛光压力200-220kg，抛光介质地毯，抛光转速150-200r/min，工件转速3-5r/min，磨粉浓度1.5-2％。
步骤4、用超声波将抛光产品清洗干净(纯水要求≥15ΜΩ/cm，慢拉水温≥75℃，喷淋关闭，烘干槽烘淋关闭，超声波抛动速率≤450mm/min，超声波功率2格，碱性清洗剂清洗，清洗机药水槽清洗剂与纯水配比1：8)。
步骤5、用丝印机将清洗好的产品单面印防酸油墨保护，产品安装至治具定位，抛光面为油墨印刷面。印刷参数：网版型号165T/420目，刮胶速度150-200mm/min，回油速度280-350mm/min，真空负压≥-0.06MPA，油墨烤干温度140-150℃，油墨烤干时间30min。其中，所述防酸油墨，以重量百分比为单位，包括以下原料：10％环氧树脂、25％异丁烯酸甲酯、20％聚氨基甲酸乙酯树脂、40％二季四戊醇、5％磷酸二羟乙基甲基丙烯酸酯。油墨厚度10um，抛光面区域为满面印刷，同时预留出在侧面下一步预减薄的区域。
步骤6、将印刷好的产品进行单面化学减薄，产品完全浸泡至混合酸液中，减薄速率3-10um/min。所述混合酸液，以重量百分比为单位，包括以下原料：1％氢氟酸、1％浓硝酸、1％浓盐酸、余量为水。
步骤7、脱单面印防酸保护油墨，将减薄的产品完全浸泡，脱墨中，脱墨参数：脱墨时间5-10min，脱墨温度60-70℃。
步骤8、用超声波将减薄产品清洗干净(纯水要求≥15ΜΩ/cm，慢拉水温≥75℃，喷淋关闭，烘干槽烘淋关闭，超声波抛动速率≤450mm/min，超声波功率2格，碱性清洗剂清洗，清洗机药水槽清洗剂与纯水配比1：8)。
步骤9、外观检验，检验标准：温度20℃-25℃；湿度50％-75％，检验距离人眼与被测物表面的距离为300mm±50mm，冷白荧光台灯(光源在检测者正上方)，光照度为1000±200Lux。
实施例2
如图1-8所述，一种可折叠玻璃的渐变减薄工艺，包括以下步骤：
步骤1、用开料机将原材(T≥0.2mm，具体选择0.25mm)切割成坯料(例如产品尺寸长165*宽135mm，坯料尺寸长165.5*宽135.5mm)，切割参数：钻石刀轮角度120度，切割速度600±100mm/s，切割压力4±1％，切割深度0.05±0.02mm。
步骤2、用数控加工中心将坯料进行精加工(尺寸、外形结构、渐变区域结构等等)，坯料安装至数控加工中心专用治具，主轴转速开启、冷却润滑液开启、启动加工。砂轮A处进行渐变区域加工，进给速度600mm/min，主轴转速28000r/min，砂轮直径砂粒500#；砂轮B处进行产品外形精加工，进给速度800mm/min，主轴转速38000r/min，砂轮直径砂粒1000#；砂轮C处进行产品外形上下安全倒角，加工进给速度1000mm/min，主轴转速40000r/min，砂轮直径砂粒1200#。其中安全倒角40°，大小0.07mm。
步骤3、用扫光机将精加工产品渐变区域面进行抛光处理，数控加工中心精加工产品安装至抛光专用治具，渐变区域面朝上，扫光机转速开启、磨削液开启、启动抛光。抛光参数：抛光时间3600S，抛光压力200-220kg，抛光介质地毯，抛光转速150-200r/min，工件转速3-5r/min，磨粉浓度1.5-2％。
步骤4、用超声波将抛光产品清洗干净(纯水要求≥15ΜΩ/cm，慢拉水温≥75℃，喷淋关闭，烘干槽烘淋关闭，超声波抛动速率≤450mm/min，超声波功率2格，碱性清洗剂清洗，清洗机药水槽清洗剂与纯水配比1：8)。
步骤5、用丝印机将清洗好的产品单面印防酸油墨保护，产品安装至治具定位，抛光面为油墨印刷面。印刷参数：网版型号165T/420目，刮胶速度150-200mm/min，回油速度280-350mm/min，真空负压≥-0.06MPA，油墨烤干温度140-150℃，油墨烤干时间30min。其中，所述防酸油墨，以重量百分比为单位，包括以下原料：30％环氧树脂、10％异丁烯酸甲酯、15％聚氨基甲酸乙酯树脂、40％二季四戊醇、5％磷酸二羟乙基甲基丙烯酸酯。油墨厚度20um，抛光面区域为满面印刷，同时预留出在侧面下一步预减薄的区域。
步骤6、将印刷好的产品进行单面化学减薄，产品完全浸泡至混合酸液中，减薄速率3-10um/min。所述混合酸液，以重量百分比为单位，包括以下原料：2％氢氟酸、3％浓硝酸、2％浓盐酸、余量为水。
步骤7、脱单面印防酸保护油墨，将减薄的产品完全浸泡，脱墨中，脱墨参数：脱墨时间5-10min，脱墨温度60-70℃。
步骤8、用超声波将减薄产品清洗干净(纯水要求≥15ΜΩ/cm，慢拉水温≥75℃，喷淋关闭，烘干槽烘淋关闭，超声波抛动速率≤450mm/min，超声波功率2格，碱性清洗剂清洗，清洗机药水槽清洗剂与纯水配比1：8)。
步骤9、外观检验，检验标准：温度20℃-25℃；湿度50％-75％，检验距离人眼与被测物表面的距离为300mm±50mm，冷白荧光台灯(光源在检测者正上方)，光照度为1000±200Lux。
实施例3
如图1-8所述，一种可折叠玻璃的渐变减薄工艺，包括以下步骤：
步骤1、用开料机将原材(T≥0.2mm，具体选择0.3mm)切割成坯料(例如产品尺寸长165*宽135mm，坯料尺寸长165.5*宽135.5mm)，切割参数：钻石刀轮1200，切割速度600±100mm/s，切割压力4±1％，切割深度0.05±0.02mm。
步骤2、用数控加工中心将坯料进行精加工(尺寸、外形结构、渐变区域结构等等)，坯料安装至数控加工中心专用治具，主轴转速开启、冷却润滑液开启、启动加工。砂轮A处进行渐变区域加工，进给速度600mm/min，主轴转速28000r/min，砂轮直径砂粒500#；砂轮B处进行产品外形精加工，进给速度800mm/min，主轴转速38000r/min，砂轮直径砂粒1000#；砂轮C处进行产品外形上下安全倒角，加工进给速度1000mm/min，主轴转速40000r/min，砂轮直径砂粒1200#。其中安全倒角45°，大小0.1mm。
步骤3、用扫光机将精加工产品渐变区域面进行抛光处理，数控加工中心精加工产品安装至抛光专用治具，渐变区域面朝上，扫光机转速开启、磨削液开启、启动抛光。抛光参数：抛光时间3600S，抛光压力200-220kg，抛光介质地毯，抛光转速150-200r/min，工件转速3-5r/min，磨粉浓度1.5-2％。
步骤4、用超声波将抛光产品清洗干净(纯水要求≥15ΜΩ/cm，慢拉水温≥75℃，喷淋关闭，烘干槽烘淋关闭，超声波抛动速率≤450mm/min，超声波功率2格，碱性清洗剂清洗，清洗机药水槽清洗剂与纯水配比1：8)。
步骤5、用丝印机将清洗好的产品单面印防酸油墨保护，产品安装至治具定位，抛光面为油墨印刷面。印刷参数：网版型号165T/420目，刮胶速度150-200mm/min，回油速度280-350mm/min，真空负压≥-0.06MPA，油墨烤干温度140-150℃，油墨烤干时间30min。其中，所述防酸油墨，以重量百分比为单位，包括以下原料：30％环氧树脂、25％异丁烯酸甲酯、20％聚氨基甲酸乙酯树脂、24％二季四戊醇、1％磷酸二羟乙基甲基丙烯酸酯。油墨厚度30um，抛光面区域为满面印刷，同时预留出在侧面下一步预减薄的区域。
步骤6、将印刷好的产品进行单面化学减薄，产品完全浸泡至混合酸液中。所述混合酸液，以重量百分比为单位，包括以下原料：4％氢氟酸、4％浓硝酸、4％浓盐酸、余量为水。
步骤7、脱单面印防酸保护油墨，将减薄的产品完全浸泡，脱墨中，脱墨参数：脱墨时间5-10min，脱墨温度60-70℃。
步骤8、用超声波将减薄产品清洗干净(纯水要求≥15ΜΩ/cm，慢拉水温≥75℃，喷淋关闭，烘干槽烘淋关闭，超声波抛动速率≤450mm/min，超声波功率2格，碱性清洗剂清洗，清洗机药水槽清洗剂与纯水配比1：8)。
步骤9、外观检验，检验标准：温度20℃-25℃；湿度50％-75％，检验距离人眼与被测物表面的距离为300mm±50mm，冷白荧光台灯(光源在检测者正上方)，光照度为1000±200Lux。
性能检测等试验
1、性能检测
对实施例1-3制备出的玻璃制品进行检测，完全可以满足如下指标：厚度T±0.005mm，TTV值≤0.004mm，折叠次数≥20万次，折叠半径≤R1mm，DOL≥6UM，CS≥450mpa，笔跌≥10cm。
2、对比试验
(1)对比例1，以实施例2为参照例，其中步骤5防酸油墨选择市售常用的防酸油墨，其余步骤和操作和实施例3一致，试验过程和结果记录在下表1。
以实施例2为例，在抛光后，厚度为0.18mm，成品要求，厚度为0.1mm，因此需要减薄的厚度为0.08mm，即80um；因此从上表1中的结果可以看出，在混酸中进行减薄，减薄速率为8um/min，需要进行化学减薄10min，即抛光面需要被油墨层有效的保护10min以上；实施例2经过10min的减薄，抛光面被本发明所述的防酸油墨很好的保护，没有被蚀刻；而对比例1在混酸中减薄8min，发现抛光面被蚀刻，说明市售的防酸油墨，具有一定的保护效果，但是在经过使用一段时间后，抛光面和混酸发生反应，因此防酸效果下降，发生蚀刻。(2)、对比例2，步骤2中没有设置安全倒角，其余步骤和实施例1一致。试验过程和结果记录在下表中。
组别
产品外观
对比例2
没有安全倒角的产品周边会产生，砂边/崩边/微裂纹
实施例1
有安全倒角，无以上现象
因此通过安全倒角的设置，防止发生砂边/崩边/微裂纹等现象。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。