本發(fā)明涉及一種玻璃棒料制備方法及制備裝置，尤其涉及一種硫系玻璃棒料的制備方法及制備裝置。

背景技術(shù)：

硫系玻璃是采用硫(s)或硒(se)作為主要成分，加以其他元素如鍺(ge)、砷(as)、銻(sb)等組成的玻璃，其在紅外波段具有優(yōu)異的光學(xué)性能。近年來(lái)，硫系玻璃在紅外光學(xué)方面的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，應(yīng)用于各種民用和軍用紅外光學(xué)領(lǐng)域。由于原材料價(jià)格貴，熔制工藝復(fù)雜，導(dǎo)致硫系玻璃價(jià)格很高。為提高熔制效率和降低熔制成本，硫系玻璃往往被熔制成大口徑的玻璃錠，而實(shí)際使用的硫系玻璃鏡片往往口徑比較小。從大口徑玻璃錠加工成小口徑圓柱或圓片，往往需要經(jīng)歷切割，粗成型，磨邊等多道工序，造成材料損耗大、加工費(fèi)用高，同時(shí)硫系玻璃的機(jī)械性能差導(dǎo)致各工序的報(bào)廢率高，這些因素更加提升了硫系玻璃鏡片的成本。

因此，找到一種新的低成本加工硫系玻璃棒的方法對(duì)于降低硫系玻璃鏡片成本有非常重要的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種玻璃棒料制備方法及制備裝置，能夠高效、高品質(zhì)的制備玻璃棒料。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種玻璃棒料制備方法，包括：

a)將物料(a)放入物料筒中；

b)向物料筒、成型模具及準(zhǔn)直模具中通入保護(hù)氣；

c)控制加熱單元升溫，加熱單元內(nèi)達(dá)到物料(a)的軟化溫度ts后保溫，同時(shí)，控制退火單元升溫，退火單元內(nèi)達(dá)到物料(a)的退火溫度后保溫；

d)擠壓軟化后的物料(a)，物料(a)由物料筒經(jīng)過(guò)成型模具成棒料后進(jìn)入準(zhǔn)直模具；

e)加熱單元停止供熱并自然降溫，退火單元保溫且保溫時(shí)間達(dá)t后自然降溫；

f)待冷卻完后，取出由物料a經(jīng)準(zhǔn)直模具準(zhǔn)直成型而制成的玻璃棒料。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述步驟b)中通入保護(hù)氣的流量為0.5-1升/分鐘。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述步驟c)中，加熱單元升溫達(dá)到物料(a)軟化溫度ts后保溫3-4小時(shí)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述步驟c)中，所述加熱單元由上至下順序排列有第一溫區(qū)、第二溫區(qū)和第三溫區(qū)，所述加熱單元保溫時(shí)，第一溫區(qū)的溫度為t1，第二溫區(qū)的溫度為t2，第三溫區(qū)的溫度為t3，并且滿(mǎn)足t1>t2>t3≥ts。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述步驟c)中，所述第一溫區(qū)的溫度t1，所述第二溫區(qū)的溫度t2，所述第三溫區(qū)的溫度t3，還滿(mǎn)足t1-10℃＝t2＝t3+10℃。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述步驟c)中，所述退火單元由上至下順序排列有第四溫區(qū)和第五溫區(qū)，所述退火單元保溫時(shí)，第四溫區(qū)的溫度為t4，第五溫區(qū)的溫度為t5，并且滿(mǎn)足ts>t4>t5。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述步驟c)中，所述第四溫區(qū)的溫度t4，所述第五溫區(qū)的溫度t5，還滿(mǎn)足t4-t5＝30℃。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述步驟d)中，通過(guò)控制恒定速度或控制恒定壓強(qiáng)的方式擠壓物料(a)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，通過(guò)控制恒定壓強(qiáng)的方式擠壓物料(a)時(shí)，恒定壓強(qiáng)的范圍為0.5兆帕-0.8兆帕。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述步驟e)中，所述退火單元的保溫時(shí)間滿(mǎn)足t＝2小時(shí)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述步驟f)中，將準(zhǔn)直模具從所述物料筒上拆下后，取出冷卻后的玻璃棒料。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，制得的玻璃棒料的直徑d3的范圍為：1毫米≤d3≤120毫米，長(zhǎng)度h的范圍為：10毫米≤h≤400毫米。

一種玻璃棒料制備裝置，包括驅(qū)動(dòng)單元、模具單元、加熱單元、退火單元、控制單元，所述退火單元位于所述加熱單元之下，其特征在于，所述模具單元包括物料筒、封蓋、成型模具和準(zhǔn)直模具；

所述成型模具、所述準(zhǔn)直模具與所述物料筒可拆卸地連接，并且所述準(zhǔn)直模具位于所述成型模具之下；

所述物料筒位于所述加熱單元內(nèi)；

所述準(zhǔn)直模具的上端位于所述加熱單元內(nèi)，其下端位于所述退火單元內(nèi)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述準(zhǔn)直模具的上端位于所述加熱單元內(nèi)的長(zhǎng)度為30-50毫米。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述成型模具上設(shè)置有至少一個(gè)通孔；

所述準(zhǔn)直模具設(shè)有截面與所述通孔相同的準(zhǔn)直空腔。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述通孔的直徑d1的范圍為：1毫米≤d1≤120毫米；

所述準(zhǔn)直空腔的截面直徑d2的范圍為：1毫米≤d2≤120毫米。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述封蓋設(shè)有通入保護(hù)氣的第一氣管；

所述準(zhǔn)直模具設(shè)有通入保護(hù)氣的第二氣管。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述加熱單元包括環(huán)繞在所述物料筒周?chē)牡谝粶貐^(qū)和第二溫區(qū)，以及環(huán)繞在所述準(zhǔn)直模具周?chē)牡谌郎貐^(qū)；

所述第一溫區(qū)、所述第二溫區(qū)和第三溫區(qū)由上至下順序設(shè)置。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述退火單元包括由上至下順序設(shè)置的第四溫區(qū)和第五溫區(qū)；

所述第四溫區(qū)和所述第五溫區(qū)環(huán)繞在所述準(zhǔn)直模具周?chē)?/p>

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述驅(qū)動(dòng)單元包括驅(qū)動(dòng)器、推桿和壓板；

所述壓板與所述物料筒的內(nèi)腔相適配。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，控制單元包括中央控制器，以及設(shè)置于所述加熱單元和所述退火單元中的溫度傳感器，用于測(cè)量所述推桿移動(dòng)位置的位置傳感器和設(shè)置于所述推桿與所述壓板連接位置處的壓力傳感器。

根據(jù)本發(fā)明，準(zhǔn)直模具的上部位于加熱單元內(nèi)長(zhǎng)度為30-50毫米。準(zhǔn)直模具上部位于加熱單元中，保證了物料a通過(guò)成型模具之后能夠順利的進(jìn)入準(zhǔn)直模具，從而形成了一個(gè)過(guò)渡區(qū)間。而且，由于退火單元中的溫度較低，準(zhǔn)直模具的上部位于加熱單元中，能夠解決通過(guò)成型模具之后玻璃棒料快速降溫導(dǎo)致的內(nèi)外溫差變大而導(dǎo)致的應(yīng)力集中，以及玻璃棒料內(nèi)外組織不均勻的情況。

根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)設(shè)置三個(gè)溫區(qū)使得加熱單元能夠更均勻的實(shí)現(xiàn)物料a的加熱。其中第一溫區(qū)的溫度t1為最高的，有利于物料a能夠充分保持軟化狀態(tài)，并且通過(guò)擠壓使得物料a更加致密，而且能夠順利將物料a擠壓通過(guò)成型模具，并且對(duì)排出內(nèi)部的氣泡等起到有益作用。第二溫區(qū)的溫度t2低于第一溫區(qū)的溫度t1，進(jìn)一步保證經(jīng)過(guò)第一溫區(qū)的物料a能夠被降低溫度保持致密狀態(tài)，使物料a能夠相對(duì)變硬一些，容易被成型模具切割，從而更進(jìn)入準(zhǔn)直模具中。第三溫區(qū)的溫度為t3低于第二溫區(qū)的溫度t2，能夠進(jìn)一步降低物料a的溫度，使成型的玻璃棒料保持致密狀態(tài)，使得進(jìn)入準(zhǔn)直模具的玻璃棒料能保持成型模具切割后的形狀，保證了產(chǎn)品形狀尺寸的標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步避免進(jìn)入準(zhǔn)直空腔的玻璃棒料與上方物料a斷裂或被拉長(zhǎng)等，進(jìn)一步保證玻璃棒料的尺寸一致。第三溫區(qū)環(huán)繞在準(zhǔn)直模具周?chē)?，起到了玻璃棒料生產(chǎn)過(guò)程的過(guò)渡的作用，避免經(jīng)過(guò)成型模具的物料a被溫差較大的退火單元直接降溫，避免了玻璃棒料內(nèi)外溫差的急速變化導(dǎo)致的品質(zhì)差的問(wèn)題。相鄰兩個(gè)溫區(qū)之間相差10℃形成一個(gè)均勻梯度，保證物料a軟化狀態(tài)下內(nèi)部組織的均勻。

根據(jù)本發(fā)明，成型模具為可拆卸的，因此非常方便不同尺寸玻璃棒料的生產(chǎn)，更換方便，并且同一個(gè)成型模具可以設(shè)置多個(gè)通孔，使得玻璃棒料生產(chǎn)效率得到提高，節(jié)約了時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。

根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)設(shè)置兩個(gè)溫區(qū)進(jìn)一步保證玻璃棒料能夠?qū)崿F(xiàn)均勻退火。相鄰兩個(gè)溫區(qū)之間相差30℃形成一個(gè)均勻梯度，保證物料a退火狀態(tài)下內(nèi)部溫度變化的均勻。提升整個(gè)玻璃棒料內(nèi)部的品質(zhì)。

根據(jù)本發(fā)明，保護(hù)氣氣源通過(guò)第二氣管可以向準(zhǔn)直模具的準(zhǔn)直空腔內(nèi)輸送保護(hù)氣，從而使準(zhǔn)直空腔中的空氣被排出到物料筒外，避免生產(chǎn)的玻璃棒料被空氣氧化，進(jìn)一步保證了生產(chǎn)的玻璃棒料的品質(zhì)。第一氣管和第二氣管通入保護(hù)氣的流量為0.5-1升/分鐘。保護(hù)氣的流量小于0.5升/分鐘，容易導(dǎo)致保護(hù)氣不能及時(shí)地將物料筒和準(zhǔn)直空腔內(nèi)的空氣排除干凈，難以達(dá)到保護(hù)物料a和玻璃棒料不被氧化的目的。而保護(hù)氣的流量大于1升/分鐘，保護(hù)氣的流速過(guò)快，容易導(dǎo)致保護(hù)氣滲入物料筒中軟化后的物料a中，導(dǎo)致物料a中產(chǎn)生氣泡，氣泡進(jìn)入玻璃棒料中使玻璃棒料的內(nèi)部形成缺陷，嚴(yán)重影響玻璃棒料的品質(zhì)。保護(hù)氣的流速過(guò)快還會(huì)導(dǎo)致準(zhǔn)直空腔中的玻璃棒料的內(nèi)外冷卻速度不同，使得玻璃棒料的內(nèi)外產(chǎn)生不同的應(yīng)力，導(dǎo)致玻璃棒料產(chǎn)生裂痕等瑕疵。

根據(jù)本發(fā)明，通孔的直徑d1小于1毫米容易導(dǎo)致在生產(chǎn)過(guò)程玻璃棒料發(fā)生斷裂，或者玻璃棒料表面存在裂痕、缺陷等情況。而通孔的直徑d1大于120毫米則會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)的玻璃棒料在冷卻的過(guò)程中內(nèi)外散熱不均而產(chǎn)生玻璃棒料內(nèi)部組織不均導(dǎo)致品質(zhì)變差，從而影響玻璃棒料的質(zhì)量。

根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)中央控制器以及各種傳感器之間的協(xié)同控制，實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的玻璃棒料制備裝置的自動(dòng)控制，提高了工作效率。進(jìn)一步使得玻璃棒料生產(chǎn)過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)，提高了玻璃棒料的產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約了人力，進(jìn)一步的降低了生產(chǎn)成本。

附圖說(shuō)明

圖1是示意性表示根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的玻璃棒料制備裝置的主視圖；

圖2是示意性表示根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的玻璃棒料制備裝置的主視圖；

圖3是示意性表示根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的成型模具的主視圖；

圖4是示意性表示根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的玻璃棒料的主視圖。

具體實(shí)施方式

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施方式中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹。顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

在針對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行描述時(shí)，術(shù)語(yǔ)“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”所表達(dá)的方位或位置關(guān)系是基于相關(guān)附圖所示的方位或位置關(guān)系，其僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此上述術(shù)語(yǔ)不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)地描述，實(shí)施方式不能在此一一贅述，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不因此限定于以下實(shí)施方式。

圖1和圖2是示意性表示根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的玻璃棒料制備裝置的主視圖。結(jié)合圖1和圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，本玻璃棒料制備裝置包括驅(qū)動(dòng)單元1、模具單元2、加熱單元3、退火單元4、控制單元5。在本實(shí)施方式中，加熱單元3和退火單元4均固定支承在支架6上，并且加熱單元3位于退火單元4之上。加熱單元3和退火單元4內(nèi)部構(gòu)成一個(gè)閉合的加熱空間。模具單元2固定支承在加熱單元3和退火單元4構(gòu)成的閉合的加熱空間中。驅(qū)動(dòng)單元1固定支承在支架6上，并且驅(qū)動(dòng)單元1位于加熱單元3的上方。驅(qū)動(dòng)單元1、加熱單元3、退火單元4分別與控制單元5電連接。

結(jié)合圖1和圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，模具單元2包括物料筒21、封蓋22、成型模具23和準(zhǔn)直模具24。在本實(shí)施方式中，物料筒21為中空的圓筒，成型模具23通過(guò)物料筒21的底部的安裝位置，實(shí)現(xiàn)與物料筒21可拆卸地連接。同樣的，準(zhǔn)直模具24也可拆卸地安裝在物料筒21的底部，將物料筒21中放入物料a后，物料a位于成型模具23之上。在本實(shí)施方式中，準(zhǔn)直模具24設(shè)有準(zhǔn)直空腔242。準(zhǔn)直空腔242從準(zhǔn)直模具24的上端面向另一端延伸，從而在準(zhǔn)直空腔242內(nèi)形成豎直的柱形腔體。

圖3是示意性表示根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的成型模具的主視圖。如圖3所示，在本實(shí)施方式中，成型模具23上設(shè)有六個(gè)通孔231，當(dāng)然，通孔231數(shù)量為可變的，其至少設(shè)置有一個(gè)，還可以為兩個(gè)、三個(gè)等。按照生產(chǎn)的需要，通孔231的形狀或尺寸是可以改變的，當(dāng)然在一個(gè)成型模具23上的不同的通孔231的形狀或尺寸可以是相同的，也可以是不同的。成型模具23為可拆卸的，因此非常方便不同尺寸玻璃棒料的生產(chǎn)，更換方便，并且同一個(gè)成型模具23可以設(shè)置多個(gè)通孔231，使得玻璃棒料生產(chǎn)效率得到提高，節(jié)約了時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。在本實(shí)施方式中，通孔231的直徑d1的范圍為：1毫米≤d1≤120毫米。通孔231的直徑d1小于1毫米容易導(dǎo)致在生產(chǎn)過(guò)程玻璃棒料發(fā)生斷裂，或者玻璃棒料表面存在裂痕、缺陷等情況。而通孔231的直徑d1大于120毫米則會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)的玻璃棒料在冷卻的過(guò)程中內(nèi)外散熱不均而產(chǎn)生玻璃棒料內(nèi)部組織不均導(dǎo)致品質(zhì)變差，從而影響玻璃棒料的質(zhì)量。結(jié)合圖1和圖2所示，在本實(shí)施方式中，準(zhǔn)直模具24與成型模具23是相匹配的，準(zhǔn)直空腔242的數(shù)量以及截面的形狀或尺寸均與通孔231的設(shè)置形式保持一致，這樣才能保證準(zhǔn)直空腔242通過(guò)通孔231與物料筒21相連通。在本實(shí)施方式中，準(zhǔn)直空腔242的截面直徑d2需要與通孔231的直徑d1相匹配，因此準(zhǔn)直空腔242的截面直徑d2的范圍為：1毫米≤d2≤120毫米。

結(jié)合圖1和圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，封蓋22嵌套在物料筒21的上部，并且封蓋22的中間位置還設(shè)有一個(gè)通孔。在本實(shí)施方式中，封蓋22還設(shè)有第一氣管221。第一氣管221與外界的保護(hù)氣氣源相連通。在本發(fā)明的工作過(guò)程中，保護(hù)氣氣源通過(guò)第一氣管221可以向物料筒21的腔體內(nèi)輸送保護(hù)氣，從而使物料筒21中的空氣被排出到物料筒21外，避免生產(chǎn)過(guò)程中物料筒21中的物料a被空氣氧化，保證了物料a的品質(zhì)，進(jìn)一步保證了生產(chǎn)的玻璃棒料的品質(zhì)。在本實(shí)施方式中，準(zhǔn)直模具24設(shè)有第二氣管241。第二氣管241與外界的保護(hù)氣氣源相連通。在本發(fā)明的工作過(guò)程中，保護(hù)氣氣源通過(guò)第二氣管241可以向準(zhǔn)直模具24的準(zhǔn)直空腔242內(nèi)輸送保護(hù)氣，從而使準(zhǔn)直空腔242中的空氣被排出到物料筒21外，避免生產(chǎn)的玻璃棒料被空氣氧化，進(jìn)一步保證了生產(chǎn)的玻璃棒料的品質(zhì)。在本實(shí)施方式中，第一氣管221和第二氣管241通入保護(hù)氣的流量為0.5-1升/分鐘。保護(hù)氣的流量小于0.5升/分鐘，容易導(dǎo)致保護(hù)氣不能及時(shí)地將物料筒21和準(zhǔn)直空腔242內(nèi)的空氣排除干凈，難以達(dá)到保護(hù)物料a和玻璃棒料不被氧化的目的。而保護(hù)氣的流量大于1升/分鐘，保護(hù)氣的流速過(guò)快，容易導(dǎo)致保護(hù)氣滲入物料筒21中軟化后的物料a中，導(dǎo)致物料a中產(chǎn)生氣泡，氣泡進(jìn)入玻璃棒料中使玻璃棒料的內(nèi)部形成缺陷，嚴(yán)重影響玻璃棒料的品質(zhì)。保護(hù)氣的流速過(guò)快還會(huì)導(dǎo)致準(zhǔn)直空腔242中的玻璃棒料的內(nèi)外冷卻速度不同，使得玻璃棒料的內(nèi)外產(chǎn)生不同的應(yīng)力，導(dǎo)致玻璃棒料產(chǎn)生裂痕等瑕疵。在本實(shí)施方式中，保護(hù)氣可采用99.99％的氮?dú)狻?/p>

結(jié)合圖1和圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，加熱單元3包括第一溫區(qū)31、第二溫區(qū)32和第三溫區(qū)33。在本實(shí)施方式中，第一溫區(qū)31、第二溫區(qū)32和第三溫區(qū)33均呈環(huán)形分布。第一溫區(qū)31、第二溫區(qū)32和第三溫區(qū)33由上至下順序排列設(shè)置。在本實(shí)施方式中，物料筒21位于加熱單元3內(nèi)，并且第一溫區(qū)31和第二溫區(qū)32并列環(huán)繞在物料筒21的外側(cè)。如圖2所示，準(zhǔn)直模具24的上端也位于加熱單元3內(nèi)，并且第三溫區(qū)33環(huán)繞在準(zhǔn)直模具24的上部的周?chē)?。在本?shí)施方式中，準(zhǔn)直模具24的上端位于加熱單元3內(nèi)的長(zhǎng)度為30毫米-50毫米。準(zhǔn)直模具24上端位于加熱單元3中，保證了物料a通過(guò)成型模具23之后能夠順利的進(jìn)入準(zhǔn)直模具24，從而形成了一個(gè)過(guò)渡區(qū)間。而且，由于退火單元4中的溫度較低，準(zhǔn)直模具24的上部位于加熱單元3中，能夠解決通過(guò)成型模具23之后玻璃棒料快速降溫導(dǎo)致的內(nèi)外溫差變大而導(dǎo)致的應(yīng)力集中，以及玻璃棒料內(nèi)外組織不均勻的情況。在本實(shí)施方式，加熱單元3對(duì)物料筒21中的物料a進(jìn)行加熱，當(dāng)加熱單元3加熱到物料a的軟化溫度ts，并且物料a被軟化后進(jìn)行保溫。其中第一溫區(qū)31的溫度為t1，第二溫區(qū)32的溫度為t2，第三溫區(qū)33的溫度為t3，并且滿(mǎn)足t1>t2>t3≥ts。進(jìn)一步的，第一溫區(qū)31的溫度t1，第二溫區(qū)32的溫度t2，第三溫區(qū)33的溫度t3，還滿(mǎn)足t1-10℃＝t2＝t3+10℃的條件。通過(guò)設(shè)置三個(gè)溫區(qū)使得加熱單元3能夠更均勻的實(shí)現(xiàn)物料a的加熱。其中第一溫區(qū)的溫度t1為最高的，有利于物料a能夠充分保持軟化狀態(tài)，并且通過(guò)擠壓使得物料a更加致密，而且能夠順利將物料a擠壓通過(guò)成型模具，并且對(duì)排出內(nèi)部的氣泡等起到有益作用。第二溫區(qū)32的溫度t2低于第一溫區(qū)的溫度t1，進(jìn)一步保證經(jīng)過(guò)第一溫區(qū)31的物料a能夠被降低溫度保持致密狀態(tài)，使物料a能夠相對(duì)變硬一些，容易被成型模具23切割，從而更進(jìn)入準(zhǔn)直模具24中。第三溫區(qū)33的溫度為t3低于第二溫區(qū)32的溫度t2，進(jìn)一步使得物料a能夠被降低溫度保持致密狀態(tài)，使得進(jìn)入準(zhǔn)直模具的玻璃棒料能保持成型模具切割后的形狀，保證了產(chǎn)品形狀尺寸的標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步避免進(jìn)入準(zhǔn)直空腔242的玻璃棒料與上方物料a斷裂或玻璃棒料被拉長(zhǎng)等，進(jìn)一步保證玻璃棒料的尺寸一致。第三溫區(qū)33環(huán)繞在準(zhǔn)直模具24周?chē)?，起到了玻璃棒料生產(chǎn)過(guò)程的過(guò)渡的作用，避免進(jìn)過(guò)成型模具23的物料a被溫差較大的退火單元4直接降溫，避免了玻璃棒料內(nèi)外溫差的急速變化導(dǎo)致的品質(zhì)差的問(wèn)題。相鄰兩個(gè)溫區(qū)之間相差10℃形成一個(gè)均勻梯度，保證物料a軟化狀態(tài)下內(nèi)部組織的均勻。

結(jié)合圖1和圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，退火單元4包括第四溫區(qū)41和第五溫區(qū)42。在本實(shí)施方式中，第四溫區(qū)41和第五溫區(qū)42由上至下順序排列設(shè)置。并且第四溫區(qū)41與第三溫區(qū)33相鄰。第四溫區(qū)41和第五溫區(qū)42均環(huán)繞在準(zhǔn)直模具24的周?chē)?。在本?shí)施方式中，退火單元4溫度升高到退火溫度后進(jìn)行保溫，其中第四溫區(qū)41的溫度為t4，第五溫區(qū)42的溫度為t5，并且滿(mǎn)足ts>t4>t5。進(jìn)一步的，第四溫區(qū)41的溫度t4，第五溫區(qū)42的溫度t5，還滿(mǎn)足t4-t5＝30℃的關(guān)系。通過(guò)設(shè)置兩個(gè)溫區(qū)進(jìn)一步玻璃棒料能夠均勻?qū)崿F(xiàn)退火。相鄰兩個(gè)溫區(qū)之間相差30℃形成一個(gè)均勻梯度，保證物料a退火狀態(tài)下內(nèi)部溫度變化的均勻。提升整個(gè)玻璃棒料內(nèi)部的品質(zhì)。

結(jié)合圖1和圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，驅(qū)動(dòng)單元1包括驅(qū)動(dòng)器11、推桿12和壓板13。在本實(shí)施方式中，驅(qū)動(dòng)器11固定支承在加熱單元3的上方。推桿12與驅(qū)動(dòng)器11相互連接，且驅(qū)動(dòng)器11可驅(qū)動(dòng)推桿12實(shí)現(xiàn)上下移動(dòng)。壓板13的形狀與物料筒21的腔體的截面相同，且壓板13可在物料筒21的腔體內(nèi)實(shí)現(xiàn)上下滑動(dòng)。推桿12通過(guò)封蓋22上的通孔伸入物料筒21的腔體內(nèi)，并且推桿12的端部與壓板13可拆卸地連接，從而使壓板13隨推桿12實(shí)現(xiàn)上下移動(dòng)。驅(qū)動(dòng)單元1用于對(duì)物料筒內(nèi)的物料a進(jìn)行擠壓，從而迫使軟化后的物料a能夠通過(guò)成型模具23進(jìn)入準(zhǔn)直模具24，從而實(shí)現(xiàn)玻璃棒料的生產(chǎn)。在本實(shí)施方式中，驅(qū)動(dòng)器11可采用步進(jìn)電機(jī)。

結(jié)合圖1和圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，控制單元5包括中央控制器51、溫度傳感器52、位置傳感器53和壓力傳感器54。在本實(shí)施方式中，溫度傳感器52、位置傳感器53和壓力傳感器54均與中央控制器51實(shí)現(xiàn)電連接。中央控制器51通過(guò)接收溫度傳感器52、位置傳感器53和壓力傳感器54的信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)驅(qū)動(dòng)單元1、加熱單元3和退火單元4的控制。在本實(shí)施方式中，第一溫區(qū)31、第二溫區(qū)32、第三溫區(qū)33、第四溫區(qū)41和第五溫區(qū)42均對(duì)應(yīng)設(shè)置有溫度傳感器52，溫度傳感器52對(duì)上述五個(gè)溫區(qū)進(jìn)行溫度的采集，并將采集信號(hào)發(fā)送到中央控制器中，中央控制器51根據(jù)接收的信號(hào)對(duì)五個(gè)溫區(qū)分別進(jìn)行溫度控制。在本實(shí)施方式中，位置傳感器53與驅(qū)動(dòng)器11對(duì)應(yīng)設(shè)置，并且位置傳感器53采集驅(qū)動(dòng)器11驅(qū)動(dòng)推桿12移動(dòng)的位置。位置傳感器53將采集到的位置信號(hào)傳輸?shù)街醒肟刂破?1，中央控制器51根據(jù)推桿12位置的變化，實(shí)現(xiàn)中央控制器51對(duì)驅(qū)動(dòng)器11的速度的控制，從而實(shí)現(xiàn)推桿速度的調(diào)整。在本實(shí)施方式中，壓力傳感器54設(shè)置于推桿12與壓板13的連接位置處，用于采集推桿12的壓力。通過(guò)壓力傳感器54將采集到的壓力信號(hào)傳輸?shù)街醒肟刂破?1中，實(shí)現(xiàn)中央控制器51對(duì)驅(qū)動(dòng)器11的驅(qū)動(dòng)壓力的控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)推桿12壓力的調(diào)整。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，壓力反饋到擠壓過(guò)程是壓強(qiáng)，因此可以通過(guò)中央控制器51的作用進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換。在本實(shí)施方式中，中央控制器51具有恒定速度和恒定壓強(qiáng)兩種方式實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)單元1對(duì)物料a的擠壓。恒定速度方式下，保持推桿12的擠壓速度保持不變，中央控制器51對(duì)擠壓壓力或壓強(qiáng)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整。當(dāng)然，恒定壓強(qiáng)方式下，保持推桿12的擠壓壓力或壓強(qiáng)不變，中央控制器51對(duì)擠壓速度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整。在本實(shí)施方式中，通過(guò)控制恒定壓強(qiáng)的方式擠壓物料a時(shí)，壓強(qiáng)與加熱物料a的溫度有關(guān)，溫度高則擠壓壓強(qiáng)可以降低，因此恒定壓強(qiáng)的范圍為0.5兆帕-0.8兆帕。在本實(shí)施方式中，通過(guò)控制恒定速度的方式擠壓物料a時(shí)，中央控制器51可以設(shè)定以0.1毫米/分鐘的恒定速度對(duì)物料a進(jìn)行擠壓。通過(guò)中央控制器51以及各種傳感器之間的協(xié)同控制，實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的玻璃棒料制備裝置的自動(dòng)控制，提高了工作效率。進(jìn)一步使得玻璃棒料生產(chǎn)過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)，提高了玻璃棒料的產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約了人力，進(jìn)一步的降低了生產(chǎn)成本。

結(jié)合上述對(duì)本發(fā)明的玻璃棒料制備裝置的實(shí)施方式，進(jìn)一步對(duì)本發(fā)明的玻璃棒料制備方法進(jìn)行詳細(xì)闡述。

根據(jù)本發(fā)明的玻璃棒料制備方法，包括以下幾步：

a)選擇需要制備的玻璃棒料的成型模具23，以及相對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)直模具24，將成型模具23和準(zhǔn)直模具安裝到物料筒21的底部，然后將物料a放入物料筒21中，物料a位于成型模具23之上。

b)通過(guò)第一氣管221向物料筒21通入保護(hù)氣，通過(guò)第二氣管241向準(zhǔn)直模具24的準(zhǔn)直空腔242中通入保護(hù)氣。在本實(shí)施方式中，第一氣管221和第二氣管241中保護(hù)氣的流量設(shè)置為0.5升/分鐘，充分排出物料筒21和準(zhǔn)直空腔242中的空氣。通過(guò)設(shè)置不同的保護(hù)氣流量可以控制排出空氣的時(shí)間，因此保護(hù)氣的流量最高可設(shè)置為1升/分鐘。

c)加熱單元3中第一溫區(qū)31、第二溫區(qū)32和第三溫區(qū)33升溫，在達(dá)到物料a的軟化溫度ts后，控制單元5通過(guò)溫度傳感器52的傳輸信號(hào)，控制第一溫區(qū)31、第二溫區(qū)32和第三溫區(qū)33進(jìn)行保溫。在本實(shí)施方式中，第一溫區(qū)31、第二溫區(qū)32和第三溫區(qū)33均以2℃/分鐘的速度進(jìn)行升溫。在本實(shí)施方式中，第一溫區(qū)31上升到的溫度為370℃，第二溫區(qū)32上升到的溫度為360℃，第三溫區(qū)33上升到的溫度為350℃，并且第一溫區(qū)31、第二溫區(qū)32和第三溫區(qū)33按照上述溫度保溫時(shí)間3-4小時(shí)，從而達(dá)到物料a達(dá)到充分軟化。

同時(shí)，退火單元4中第四溫區(qū)41、第五溫區(qū)42升溫，退火單元4內(nèi)達(dá)到物料a的退火溫度后，控制單元5通過(guò)溫度傳感器52的傳輸信號(hào)，控制第四溫區(qū)41、第五溫區(qū)42保溫。在本實(shí)施方式中，第四溫區(qū)41、第五溫區(qū)42均以10℃/分鐘的速度進(jìn)行升溫。在本實(shí)施方式中，第四溫區(qū)41上升到的溫度為180℃，第五溫區(qū)42上升到的溫度為150℃。第四溫區(qū)41、第五溫區(qū)42按照上述溫度進(jìn)行保溫。

d)物料a充分軟化后，中央控制器51控制驅(qū)動(dòng)器11運(yùn)行從而使推桿12帶動(dòng)壓板13對(duì)物料a進(jìn)行擠壓。物料a通過(guò)成型模具23上的通孔231，進(jìn)入相應(yīng)的準(zhǔn)直空腔242中。在本實(shí)施方式中，中央控制器51可以設(shè)定以0.1毫米/分鐘的恒定速度對(duì)物料a進(jìn)行擠壓，相應(yīng)的，中央控制器51可以通過(guò)位置傳感器53傳輸?shù)男盘?hào)，對(duì)物料a的擠壓壓力或壓強(qiáng)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整以維持?jǐn)D壓速度不變。當(dāng)然，根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施方式，中央控制器51還可以通過(guò)設(shè)定以恒定壓強(qiáng)為0.5兆帕-0.8兆帕的方式運(yùn)行。恒定壓強(qiáng)從0.5兆帕到0.8兆帕是連續(xù)可調(diào)的。在本實(shí)施方式中，可采用10000牛頓的恒定壓力對(duì)直徑為150毫米的物料a進(jìn)行擠壓，即采用0.56兆帕的恒定壓強(qiáng)對(duì)物料a進(jìn)行擠壓，相應(yīng)的，中央控制器51可以通過(guò)壓力傳感器54傳輸?shù)男盘?hào)，對(duì)物料a的擠壓速度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整以維持?jǐn)D壓壓力或壓強(qiáng)不變。

e)物料a被擠壓完后，中央控制器51控制加熱單元3中的第一溫區(qū)31、第二溫區(qū)32和第三溫區(qū)33停止供熱并自然降溫，同時(shí)，中央控制器51控制退火單元4中的第四溫區(qū)41和第五溫區(qū)42繼續(xù)保溫2小時(shí)后自然降溫。

f)準(zhǔn)直空腔242中的玻璃棒料冷卻后，從物料筒21上拆下準(zhǔn)直模具24，然后將其中的玻璃棒料取出。在本實(shí)施方式中，制得的玻璃棒料的直徑d3的范圍為：1毫米≤d3≤120毫米，長(zhǎng)度h的范圍為：10毫米≤h≤400毫米。通過(guò)本方法制備的預(yù)制板的外表面光亮五瑕疵，并且玻璃棒料的直徑與成型模具的直徑差異可以保證在0.05mm以?xún)?nèi)，各玻璃棒料的長(zhǎng)度一致，非常適合后續(xù)加工。

上述內(nèi)容僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式的例舉，對(duì)于其中未詳盡描述的設(shè)備和結(jié)構(gòu)，應(yīng)當(dāng)理解為采取本領(lǐng)域已有的通用設(shè)備及通用方法來(lái)予以實(shí)施。

以上所述僅為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。