玻璃模造成形裝置及其復層式套筒的製作方法

2023-05-11 12:03:51 1

專利名稱：玻璃模造成形裝置及其復層式套筒的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種套筒，特別是指一種可以抑制徑向熱傳(radial heat transfer)的玻璃模造成形裝置及其復層式套筒。
背景技術：
參圖1，一般玻璃模造成形裝置1主要包含有一套筒11，及沿一軸線方向上、下穿置該套筒的一上模仁12與一下模仁13。
當一硝材2置入該玻璃模造成形裝置1下模仁13的頂面，並對準該套筒11及封閉該上模仁12，完成合模作業後，該玻璃模造成形裝置1會連同該硝材2進入一成形室3內，並由圖面右側向左側依序通過工作站H1進行預熱作業、工作站H2進行加熱作業、工作站P1進行預壓作業、工作站P2進行加壓作業，使該硝材2成形為預設形狀的鏡片2』，再依序進入工作站C1、C2、C3進行冷卻作業，最後，開啟該上模仁12並取出該鏡片2』，就可以循環並重複上述步驟，完成玻璃的成形作業。
值得一提的是，該成形室3內具有設置在工作站H1、H2、P1、P2、C1、C2、C3內且可上、下接觸該上、下模仁12、13的二對加熱板31、32、二對加壓板33、34，及三對冷卻板35、36、37。藉此，前述設定有適當溫度的加熱板31、32、加壓板33、34、冷卻板35、36、37是以熱傳導(thermal conductivity)的方式，透過該上、下模仁12、13與該套筒11進行熱交換(heat exchange)，使硝材2達成需求的溫度。
該成形室3內的各個工作站是呈連通沒有阻隔的狀態，因此，該成形室3內會因為熱輻射(thermal radiation)及少部份的熱對流(thermal convention)現象，影響該套筒11每一次在同一工作站時的實際溫度，以該玻璃模造成形裝置1進入該工作站P1為例，由於該工作站H2內的溫度明顯高於該工作站P1，而工作站P2內的溫度又明顯低於該工作站P1，所以，該工作站H2內的熱能(heat energy)主要會以輻射的方式傳遞至該套筒11右側，而該套筒11左側的熱能卻會朝該工作站P2的方向散失，使該套筒11左側的溫度略低於右側，所以，該硝材2會因為左、右兩側溫度的差異，在後續工作站C1、C2、C3冷卻過程中，常有冷卻收縮程度不一致的情形，形成如圖2所示的偏肉鏡片2』，造成該鏡片2』的面精度相當不穩定，不良率較高。

發明內容
本發明的目的在於提供一種可以降低徑向熱傳的玻璃模造成形裝置及其復層式套筒。
本發明的特徵在於該玻璃模造成形裝置及其復層式套筒包含一套筒、一上模仁及一下模仁。該套筒具有環繞一軸線且界定出一模孔的一第一環壁，及環覆該第一環壁的一第二環壁，該第一環壁具有一第一熱傳導係數，該第二環壁具有小於該第一熱傳導係數的一第二熱傳導係數。該上模仁是沿該軸線方向向下穿置在該套筒的模孔內。該下模仁是沿該軸線方向向上穿置在該套筒的模孔內。
本發明的功效是能提升成品的面精度及良率。


圖1是一示意圖，說明成形一鏡片的步驟。
圖2是一剖視圖，說明一般的玻璃模造成形裝置所製得的鏡片。
圖3是一剖視圖，說明本發明一玻璃模造成形裝置及其復層式套筒的一第一較佳實施例。
圖4是一剖視示意圖，說明該第一較佳實施例中各構件徑向尺寸及所獲得的熱阻抗值。
圖5是一剖視圖，說明本發明一玻璃模造成形裝置及其復層式套筒的一第二較佳實施例。
圖6是一剖視圖，說明本發明一玻璃模造成形裝置及其復層式套筒的一第三較佳實施例。
圖7是一剖視圖，說明本發明一玻璃模造成形裝置及其復層式套筒的一第四較佳實施例。
圖8是一圖表，說明前述各較佳實施例與習知例所獲得的熱阻抗值。
具體實施例方式
下面結合附圖及實施例對本發明進行詳細說明。
在本發明被詳細描述前，要注意的是，在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。
參閱圖3，本發明玻璃模造成形裝置的較佳實施例包含有一套筒4、一上模仁5及一下模仁6。
該套筒4具有環繞一軸線X且界定出一模孔40的一第一環壁41，及環覆該第一環壁41的一第二環壁42。該第一環壁41是選自於下列材料所構成的群組碳化鎢、陶瓷，並具有一第一熱傳導係數k1。該第二環壁42是選自於下列材料所構成的群組不鏽鋼、超硬合金，並具有小於該第一熱傳導係數k1的一第二熱傳導係數k2。
該上模仁5是沿該軸線X方向向下穿置在該套筒4的模孔40內，在本實施例中，該上模仁5是由碳化鎢所製成。
該下模仁6是沿該軸線X方向向上穿置在該套筒4的模孔40內，在本實施例中，該下模仁6是由碳化鎢所製成。
藉此，熱能同樣是以熱傳導(thermal conductivity)的方式，透過該上、下模仁5、6與該套筒4傳遞至該硝材2，使該硝材2依序經過各個工作站，並達成需求的溫度，完成玻璃的成形作業。
因該套筒4的熱傳導率(heat transfer rate)q會影響及決定熱傳效率，依公式 ，可以得知，當熱阻抗值(thermal resistance)R愈高時，熱傳導率q就愈低，所以，若能提升該套筒4的熱阻抗值R，將能有效降低熱傳導率q，使該套筒4因熱傳較慢，而不易受相鄰工作站的溫差影響。要注意的是，容置在該套筒4內的硝材2，必須在每一工作站的作業時間內達到設定的溫度，才能完成每一步驟的成形作業，所以，並不能一味的降低整體的熱傳導率q，而必須在抑制徑向熱傳導率q的同時，維持沿該軸線X方向的熱傳導率q。
以下是依據圓筒的徑向熱阻抗公式R＝ln(do/di)/2πkL(di＝內徑，do＝外徑，k＝熟傳導係數，L＝長度)，分別計算習知例、本發明第一較佳實施例、一第二較佳實施例、一第三較佳實施例及一第四較佳實施例的熱阻抗值R習知例參閱圖1、圖8，該套筒11是由碳化鎢所製成，長度L＝21.9mm，熱傳導係數k＝75W/m-K，內徑di＝14.7mm，外徑do＝18.7mm。
R＝ln(do/di)/2πkL＝ln(18.7/14.7)/2π×75×21.9×10-3＝0.023K/W
本發明第一較佳實施例參閱圖4，在本實施例中，該套筒4的長度L＝21.9mm，且該第一環壁41是由碳化鎢所製成，該第二環壁42是由不鏽鋼(SUS316)所製成，所以，該第一熱傳導係數k1＝75W/m-K，該第二熱傳導係數k2＝21.4W/m-K，內徑d1＝14.7mm，外徑d2＝16.7mm，d3＝18.7mm。
R＝ln(d2/d1)/2πk1L+ln(d3/d2)/2πk2L＝ln(16.7/14.7)/2π×75×21.9×10-3+ln(18.7/16.7)/2π×21.4×21.9×10-3＝0.051K/W本發明第二較佳實施例參閱圖5，是本發明第二較佳實施例，其與第一較佳實施例大致相同，不同處在於該套筒4還具有環覆該第二環壁42的一第三環壁43。該第三環壁43是選自於下列材料所構成的群組不鏽鋼、超硬合金，並具有小於該第一熱傳導係數k1且不等於該第二熱傳導係數k2的一第三熱傳導係數k3。
在本實施例中，該套筒4的長度L＝21.9mm，該第一環壁41是以碳化鎢所製成，該第二、三環壁42、43分別是不鏽鋼(SUS410、SUS316)所製成，所以，該第一熱傳導係數k1＝75W/m-K，該第二、三熱傳導係數k2、k3分別為28.7W/m-K、21.4W/m-K，內徑d1＝14.7mm，外徑d2＝15.7mm，d3＝17.7mm，d4＝18.7。
R＝ln(d2/d1)/2πk1L+ln(d3/d2)/2πk2L+ln(d4/d3)/2πk3L＝ln(15.7/14.7)/2π×75×21.9×10-3+ln(17.7/15.7)/2π×28.7×21.9×10-3+ln(18.7/17.7)2π×21.4×21.9×10-3＝0.055K/W本發明第三較佳實施例參閱圖6，是本發明第三較佳實施例，其與第二較佳實施例大致相同，不同處在於在本實施例中，該套筒4內徑d1＝14.7mm，外徑d2＝15.7mm，d3＝16.7mm，d4＝18.7。
R＝ln(d2/d1)/2πk1L+ln(d3/d2)/2πk2L+ln(d4/d3)/2πk3L＝ln(15.7/14.7)/2π×75×21.9×10-3+ln(16.7/15.7)/2π×28.7×21.9×10-3+ln(18.7/16.7)/2π×21.4×21.9×10-3＝0.0604K/W本發明第四較佳實施例參閱圖7，是本發明第四較佳實施例，其與第二較佳實施例大致相同，不同處在於該第一環壁41是以碳化鎢所製成，該第二、三環壁42、43分別是不鏽鋼(SUS316、SUS410)所製成，所以，該第一熱傳導係數k1＝75W/m-K，該第二、三熱傳導係數k2、k3分別為21.4W/m-K、28.7W/m-K。
R＝ln(d2/d1)/2πk1L+ln(d3/d2)/2πk2L+ln(d4/d3)/2πk3L＝ln(15.7/14.7)/2π×75×21.9×10-3+ln(16.7/15.7)/2π×21.4×21.9×10-3+ln(18.7/16.7)/2π×28.7×21.9×10-3＝0.0610K/W參閱圖8，依據上述，習知例的徑向熱阻抗值R是0.023K/W，本發明第一、二、三、四較佳實施例中套筒4的徑向熱阻抗值(R)分別是0.051K/W、0.055K/W、0.0604K/W、0.0610K/W，明顯高於習知例。藉此，本發明可以大幅提升該套筒4的徑向熱阻抗值R，並依據前述 的公式可知，本發明能有效降低該套筒4的徑向熱傳導率(q)。
參閱圖3，以該第一較佳實施例為例，由於該套筒4整體的徑向熱傳導性變差，徑向熱傳導率q變小，因此，周圍以輻射方式傳遞的熱能對該套筒4的影響會減至最低，而能降低熱能徑向傳遞的傳導率，使該硝材2的受熱溫度均一，冷卻收縮程度一致，進而提升該成品的面精度及良率。
值得一提的是，由於該套筒4是以熱傳導係數較大、熱傳導性較佳的第一環壁41鄰近該上、下模仁5、6與該硝材2，因此，就模孔40內部而言，透過該上、下模仁5、6與該第一環壁41傳導的熱能，仍然可以有效的沿該軸線X方向傳遞，迅速的達到所要求的溫度，且因為該第二環壁42的熱傳導係數較小，熱傳導性較差，所以，該套筒4模孔40內部的熱能不易流失，能維持穩定的溫度。
據上所述可知，本發明的玻璃模造成形裝置及其復層式套筒具有下列優點及功效本發明是藉由該套筒4復層式的設計，在不影響熱能軸向傳遞的情形下，降低熱能徑向傳遞的傳導率，使該硝材2的受熱溫度均一，冷卻收縮程度一致，進而提升該成品的面精度及良率。
權利要求
1.一種玻璃模造成形裝置，其特徵在於其包含一套筒，具有環繞一軸線且界定出一模孔的一第一環壁，及環覆該第一環壁的一第二環壁，該第一環壁具有一第一熱傳導係數，該第二環壁具有小於該第一熱傳導係數的一第二熱傳導係數；一上模仁，是沿該軸線方向向下穿置在該套筒的模孔內；及一下模仁，是沿該軸線方向向上穿置在該套筒的模孔內。
2.如權利要求1所述的玻璃模造成形裝置，其特徵在於，該上、下模仁是由碳化鎢所製成。
3.如權利要求1所述的玻璃模造成形裝置，其特徵在於，該套筒的第一環壁是選自於下列材料所構成的群組碳化鎢、陶瓷，該第二環壁選自於下列材料所構成的群組不鏽鋼、超硬合金。
4.如權利要求3所述的玻璃模造成形裝置，其特徵在於，該第一環壁是由碳化鎢所製成，該第二環壁是由不鏽鋼所製成。
5.如權利要求1所述的玻璃模造成形裝置，其特徵在於，該套筒還具有一第三環壁，該第三環壁是環覆該第二環壁，並具有小於該第一熱傳導係數且不等於該第二熱傳導係數的一第三熱傳導係數。
6.如權利要求5所述的玻璃模造成形裝置，其特徵在於，該第三環壁選自於下列材料所構成的群組不鏽鋼、超硬合金。
7.如權利要求6所述的復層式套筒，其特徵在於，該第三環壁是由不鏽鋼所製成。
8.一種復層式套筒，是應用於一玻璃模造成形裝置，該玻璃模造成形裝置包含有沿一軸線方向上、下相間隔的一上模仁與一下模仁，其特徵在於該復層式套筒包含環繞一軸線且界定出一模孔的一第一環壁，及環覆該第一環壁的一第二環壁，該模孔是供該上、下模仁沿該軸線方向穿置，該第一環壁具有一第一熱傳導係數，該第二環壁具有小於該第一熱傳導係數的一第二熱傳導係數。
9.如權利要求8所述的復層式套筒，其特徵在於，該第一環壁是選自於下列材料所構成的群組碳化鎢、陶瓷，該第二環壁是選自於下列材料所構成的群組不鏽鋼、超硬合金。
10.如權利要求9所述的復層式套筒，其特徵在於，該第一環壁是由碳化鎢所製成，該第二環壁是由不鏽鋼所製成。
11.如權利要求8所述的復層式套筒，其特徵在於，該復層式套筒還具有一第三環壁，該第三環壁是環覆該第二環壁，並具有小於該第一熱傳導係數且不等於該第二熱傳導係數的一第三熱傳導係數。
12.如權利要求11所述的復層式套筒，其特徵在於，該第三環壁是選自於下列材料所構成的群組不鏽鋼、超硬合金。
13.如權利要求12所述的復層式套筒，其特徵在於，該第三環壁是由不鏽鋼所製成。
全文摘要
本發明公開了一種玻璃模造成形裝置及其復層式套筒，該玻璃模造成形裝置包含有一套筒，及沿一軸線方向上、下相間隔的一上模仁與一下模仁。該套筒具有環繞該軸線且界定出一模孔的一第一環壁，及環覆該第一環壁的一第二環壁，該模孔是供該上、下模仁沿該軸線方向穿置，該第一環壁具有一第一熱傳導係數，該第二環壁具有小於該第一熱傳導係數的一第二熱傳導係數。藉此，在不影響軸向熱傳的情形下，降低徑向熱傳。
文檔編號C03B11/12GK1978353SQ200510134539
公開日2007年6月13日 申請日期2005年12月8日 優先權日2005年12月8日
發明者林建男 申請人:亞洲光學股份有限公司