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研究生: 林晉猷
Lin, Chin-Yu
論文名稱: 3D 4摺曲面玻璃成型設備及製程之研究
Research on 3D 4-Folded Glass Molding Equipment and Process
指導教授: 周榮華
Chou, Jung-Hua
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 工程科學系碩士在職專班
Department of Engineering Science (on the job class)
論文出版年: 2017
畢業學年度: 105
語文別: 中文
論文頁數: 66
中文關鍵詞: 曲面玻璃3D玻璃真空成型熱吸成型
外文關鍵詞: Curved glass, 3D glass, Vacuum forming, Heat suction molding
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  • 時代進步手機功能不單純只有訊息及通話功能。4G及Wi-Fi無線上網,帶給手機更多功能,生活中食衣住行育樂,皆可在手機觸控螢幕上透過指尖滑動搞定所有事物。
    手機機殼由兩片前後蓋板組成,而目前蓋板大多為金屬材質,尤其以鋁居多,其因鋁輕且易切削,但金屬材質形成天然屏障阻隔電磁波,迫使手機金屬蓋板上都有部分非金屬材質設計,以利通訊。而玻璃蓋板可使電磁波順利穿透,達到5G通訊及無線充電網等功能,其兩功能為未來手機的趨勢。
    2010年時手機玻璃蓋板以2D平面為主,到了2015開始推出3D曲面玻璃蓋板的手機,其原理將2D平面透過玻璃熱塑特性成型成3D 曲面,而曲面玻璃可搭配可撓性顯示器,OLED。
    現在市面上手機所採用之曲面玻璃,皆使用熱壓成型技術,但此技術僅能成型2摺曲面玻璃或4摺彎角幅度較小的曲面玻璃。因此在本研究提出一個生產3D 4摺曲面玻璃成型設備,並以此設備進行生產4摺彎角幅度較大的曲面玻璃,以及進一步分析良率、可能發生的不良品現象和對策。
    3D 4摺曲面玻璃是用三款手機蓋板用之2D高鋁玻璃長度為158mm,寬度為87mm,厚度為0.7mm,成功以該設備生產出3D 4曲面玻璃尺寸為138.5mm,寬67.5mm,寬3.8mm。生產最高良率72.22%是使用POCO GF-LT-1模具孔徑<1μm 搭配Corning Gorilla 3玻璃。
    關鍵詞:曲面玻璃;3D玻璃;真空成型;熱吸成型

    Mobile phones are typically enclosed by metal plates, mostly using aluminum for its easy manufacturing capabilities. However, the metal plates form a barrier to the electromagnetic waves. Thus, non-metallic cover plates such as using glass material are gradually adopted, especially for 5G communication and wireless charging network. Hence, glass cover plates have transformed from 2D in 2010 to 3D in 2015 as the latter can also be used in OLED.
    Previously, hot-pressing technology was used to fabricate curved glass plates. But this technology is limited to 2-shape or 4-bend angle smaller surfaces. Therefore, in this study, a 3D 4-folded glass forming apparatus was designed and implemented to produce curved glass with a large 4-bending angle.
    Using the 2D plane glass length of 158 mm, width of 87 mm, thickness of 0.7 mm, 3D 4 curved surface glass is successfully produced with the size of 138.5 mm in length, 67.5 mm in width and 3.8 mm in thickness. Better quality and yield can be achieved by the mold pore size of <1μm. The yield is up to 72.22% with POCO GF-LT-1 and Corning Gorilla 3 using mold pore size of <1μm.

    第一章 緒論 1 1.1研究動機......................................................................................................1 1.2研究目標......................................................................................................3 1.3研究流程......................................................................................................3 第二章 文獻回顧 5 2.1 真空成型.....................................................................................................5 2.2 成型設備暨模具.........................................................................................5 2.3 成型製程...................................................................................................12 第三章 成型設備及相關技術 13 3.1 玻璃特性...................................................................................................13 3.1.1玻璃製程 15 3.1.2高鋁玻璃 15 3.2 3D 4摺曲面玻璃成型技術........................................................................16 3.2.1模仁 16 3.2.2熱吸成型模具 20 3.2.3壓框 21 3.2.4真空系統 21 3.2.4加熱系統 27 3.2.5氮氣系統 28 第四章 研發設備說明 29 4.1成型系統.....................................................................................................29 4.1.1模仁 29 4.1.2熱吸成型模具 29 4.1.3壓框 30 4.4真空系統....................................................................................................31 4.4.1真空腔體 31 4.4.2真空幫浦 35 4.4.3真空計 37 4.4.4閥門 38 4.5加熱系統....................................................................................................39 4.5.1高溫爐 39 4.5.2紅外線石英燈加熱器 39 4.6氮氣系統....................................................................................................40 4.7電/程控制面板..........................................................................................40 4.8設備設計成品............................................................................................40 4.9設計變更....................................................................................................41 4.10設備規格及功能......................................................................................42 第五章 3D 4摺曲面玻璃成型實驗 44 5.1玻璃規格....................................................................................................44 5.1.1軟化點(Softening point) 44 5.1.2退火點(Annealing point) 45 5.1.3應變點(Strain point) 45 5.2製程流程....................................................................................................45 5.3製程說明....................................................................................................45 5.4製程參數.....................................................................................................49 5.4.1模仁粒徑<5μm 50 5.4.2模仁粒徑<1μm 51 5.5製程結果.....................................................................................................53 5.5.1模仁粒徑<5μm及<1μm..........................................................................54 5.5.2 NEG T2X-1 55 5.5.3 Panda MN228 55 5.5.4 Gorilla 3 56 5.6成品瑕疵及對策.........................................................................................57 5.6.1成型度不佳..............................................................................................57 5.6.2破片 58 5.6.3轉印 59 5.6.4麻點 60 5.6.5霧化 61 5.7玻璃成品驗收條件.....................................................................................62 第六章 結論建議 63 6.1結論............................................................................................................63 6.2建議............................................................................................................63 參考文獻 64

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