本发明涉及蓝宝石加工方法，特别涉及一种3D蓝宝石面板的制作方法及蓝宝石面板。

　　随着触摸屏应用日趋广泛，其结构设计日趋复杂。特别是3D蓝宝石屏幕这一概念的提出，对触摸屏面板加工技术提出了更高的要求。传统的3D玻璃面板均采用热弯、热熔的加工方式。把平板玻璃放置在模具内，再将模具连通玻璃放在高温热弯炉内加热，达到玻璃热熔点左右，同时施加一定外力，使玻璃成型为模具的形状。但蓝宝石熔点高，其熔点达到2000℃以上，传统的玻璃热弯和热熔加工方式并不适合蓝宝石3D面板的加工，而机械加工则是较为理想的手段。

　　现有技术中，蓝宝石3D产品的机械加工方法中，均采用先成型后抛光的加工方式，其中的成型包括其外形部分和内凹部分。也即把产品用CNC实现3D成型后再将产品进行抛光处理。但这种加工方式仅对凹面深度较浅(内凹平面至B平面间的高度较小，例如0.5mm)时比较实用，而涉及到深度较深，特别是达到5-8mm深的凹槽时，这种加工方式所得产品良率低。主要原因是：在加工成型后，其尺寸精度比较接近设计要求，凹面侧壁一般较薄，装夹、抛光时稍有不慎，就会使边、角、壁部塌陷、损伤，而损伤后的工件无法修复，抛光风险很大。

　　因此，本领域需要一种解决上述问题，使得深凹槽3D蓝宝石面板的产品良率高的制作方法。

　　本发明提供一种3D蓝宝石加工工艺，包括先对蓝宝石面板进行外形加工，再完成凸面和外形四周抛光，然后对非凹槽面用喷涂油墨保护，再对产品进行挖槽及内槽抛光处理。从而克服了产品3D成型后非凹槽面的定位和抛光困难等系列问题。本工艺对1～8mm深度的内凹槽都适用，特别是能完成深度达到7mm左右的凹槽加工。另外，内凹槽抛光采用弹性抛光夹头配合不同粒径的抛光液对产品进行抛光。

　　因此，本发明首先提供一种3D蓝宝石面板的制作方法，所述3D蓝宝石面板包含相互平行的A平面、B平面和内凹平面，所述A平面为蓝宝石面板的凸平面，所述内凹平面为在面 板的厚度方向上从B平面向内凹进的平面；所述方法包括如下步骤：

　　2)修磨外形：使用金刚石砂轮修磨A平面和B平面间的外形部分以实现外形成型；

　　5)修磨内凹部分：使用精雕机结合金刚石砂轮棒修磨蓝宝石的内凹平面以及B平面与内凹平面之间的部分，以实现对内凹部分的成型；

　　7)褪油和清洗：褪去步骤4)中喷涂的保护油墨，且对面板进行清洗后得到所述3D蓝宝石面板。

　　本发明中的精雕机属于一种数控机床(CNC)。本发明中，要形成精准的内凹平面、内侧边、内倒边以及外形部分，步骤2)和步骤5)中均优选使用具备自动换刀功能的精雕机来实现。

　　在一种具体的实施方式中，A平面和B平面间的外形部分包括与A平面依次连接的外弧边4、直身位8和外倒边5。

　　在一种具体的实施方式中，B平面与内凹平面之间的部分包括与内凹平面邻接的内侧边6以及位于内侧边与B平面间的内倒边7，且所述内侧边为内弧边或内直边。

　　本发明中，所述外弧边和外倒边也可称为外弧面和外倒角，内弧边和内倒边同样也称为内弧面和内倒角，所述直身位是指与A平面和B平面垂直的面。所述内侧边包括内弧边或内直边，其中内直边也称为内直面，它也同样可以是与A平面和B平面垂直的面。

　　在一种具体的实施方式中，步骤3)中，先结合使用抛光液和旋转的抛光盘对A平面进行抛光，再结合使用抛光液和毛刷对A平面和B平面间的外形部分进行抛光。

　　在一种具体的实施方式中，步骤4)中喷涂的保护油墨厚度为10～50微米，优选20～30微米。在一种具体的实施方式中，所述保护油墨为UV感光油，对其结合固化剂喷涂使用时，油墨层不易脱落，能对已经抛光的蓝宝石外形部分起到很好的保护作用。本领域技术人员能理解地，所述保护油墨通过商购即可获取。本发明中，用于褪去油墨的化学药剂例如可选用商购获取的褪镀液。

　　在一种具体的实施方式中，步骤2)中砂轮的直径为50～120mm，优选75～85mm。步骤5)中砂轮棒的直径为4～30mm。本发明中，所述砂轮棒的直径可以根据金刚石砂的粒度不 同而不同，如粗修所用的200目金刚砂对应使用直径5～30mm，优选8～15mm的砂轮棒，而中修和精修所用粒径更小的金刚石砂对应使用直径更小的砂轮棒，如4～10mm，优选6～8mm。

　　在一种具体的实施方式中，步骤2)中使用具备自动换刀功能的精雕机结合金刚石砂轮修磨实现外形成型，步骤5)中使用具备自动换刀功能的精雕机结合金刚石砂轮棒修磨内凹部分。

　　在一种具体的实施方式中，在所述3D蓝宝石面板中，A平面至内凹平面间的厚度为0.5～1.5mm，优选为0.8～1mm；内凹平面至B平面间的高度为0.8～8mm，优选为1～7mm。

　　本发明的工艺流程简述如下：粗磨两平面→外形加工→外形抛光(四周&A平面)→油墨喷涂保护(非凹槽面)→挖内凹槽→凹槽抛光→褪油、清洗和检验。

　　本发明的有益效果是：本发明可以实现尺寸为2～4寸、厚度在2-8mm的3D蓝宝石面板的加工。所得产品的外观品质好，产品的加工良率高。采用该方法加工的蓝宝石手机面板的弧边粗糙度RA≤5nm、平面粗糙度RA≤0.5nm，外观时尚、立体感强。

　　其中：1、A平面，2、B平面，3、内凹平面，4、外弧边，5、外倒边，6、内侧边，7、内倒边，8、直身位。

　　1)粗磨加工：将已切割成2～8.5mm厚(例如其尺寸为121*61*8.1mm)的蓝宝石基材，放置于粗磨机上下盘(上下盘反转)内，通过加入研磨液进行双面研磨，通过此工序完成上下表面研磨，研磨去除量例如为0.1mm，保证面板的总厚度一致以及表面平整度控制在0.01mm以内。

　　2)外形加工：外形成型采用精雕机加工。通过采用3种不同粒度(180#/300#/800#)砂 轮来完成粗、中、细三道工艺加工。该工艺能够通过精雕机自动换刀系统来实现，进而减少了产品多次定位的外形尺寸误差，外形尺寸控制在±0.03mm，表面粗糙度一般在400～500nm。为了避免外形加工产生砂崩，增加了0.1～0.15mm长的倒边来改善砂崩不良。

　　为了克服上述缺点，本发明的目的在于运用精雕机修外形技术、成熟的蓝宝石抛光技术，精雕机自动换刀及不同粒度的砂轮棒挖槽工艺，及多种弹性抛光夹具配合抛光头与抛光液实现最佳抛光效果的工艺。

　　3)表面(A平面)抛光：粗抛处理：2～3um钻石液和铜盘，上、下盘转速比：0.3～0.5，压力控制在200～300kg，厚度公差：±0.03mm、表面粗糙度10nm、平整度≤0.05mm。精抛处理：硅溶胶和抛光垫，上盘压力控制在0.25～0.27kg/cm2，转速38～42rpm，厚度公差：±0.01mm，表面粗糙度＜0.5nm、平整度≤0.05mm。

　　四周抛光：3～5um钻石液和毛刷，上盘转速：45±5rpm，对四周弧边进行粗抛，用硅溶胶对四周弧边进行精抛。表面粗糙度＜5nm。

　　4)油墨喷涂保护：用保护油墨对非挖槽面进行油墨保护，防止加工凹槽时对已抛光的凸面造成损伤。喷涂油墨厚度优选20-30um，外观为油墨面平整无毛刺杂质。

　　5)挖内凹槽：利用CNC(刀库)设备，分别用200#/400#/800#粒度砂轮棒对凹槽进行粗、中、精的凹槽一次性成型加工。产品厚度公差厚度控制在±0.03mm。

　　6)凹槽抛光：用3～5um钻石液配合弹簧抛光头对四周弧边进行粗抛，用硅溶胶配合精毛刷对四周弧边进行精抛，产品表面精修抛光处理。

　　7)褪油、清洗检验：将非凹槽面保护油膜，通过化学药剂褪去，清洗后对产品进行检验。

　　本发明步骤1)中，使用双面铸铁盘和粗磨机对蓝宝石平板基材粗磨，使得A平面和B平面的平面度、平行度和平板材料的厚度均磨至目标精度，例如A平面和B平面的平面度均控制在±0.01mm。本发明中，粗磨例如采用16B双面粗磨机，所用辅料为40um碳化硼研磨液，具体加工参数：上盘转速9～11RPM，下盘转速28～32RPM，单位面压0.06～0.08kg/cm2，即压强为6～8个大气压，加工时间28～32min。为避免凹槽两侧边刀具加工后产生的砂崩，增加0.15mm左右的内倒角和外倒角(即倒角连接的两边的宽度去除量均为0.15mm左右)改善砂崩状况。

　　在一种具体的实施方式中，步骤2)中可以使用两种或更多种粒度的金刚石砂打磨蓝宝石外形。如使用大粒径的金刚石砂打磨外弧边、直身位和外倒边后，再切换小粒径的金刚石砂打磨外弧边、直身位和外倒边。在修磨外形过程中，CNC上砂轮高速旋转，产品 也会慢慢转动以配合CNC对蓝宝石的修磨。在一种具体的实施方式中，步骤2)中不同粒度的两种或多种金刚石砂位于同一砂轮上。在步骤2)所用砂轮中，砂轮圆面上的圆弧通槽的形状与待加工产品的形状匹配。

　　步骤5)中使用的金刚石砂轮棒(刀具)至少包括两种以上，在一个具体实施方式中，所述金刚石砂轮棒为三种金刚石粒径依次变小的砂轮棒，第一刀具的金刚石粒度例如为120～200目，第二刀具的金刚石粒度例如为200～500目，第三刀具的金刚石粒度例如为600～1000目。在修磨内凹部分的过程中，精雕机上砂轮棒高速旋转，产品却是静止不动的。

　　在具体的加工过程中，步骤2)中加工时，是砂轮部分包裹蓝宝石面板的加工状态，而步骤5)中是蓝宝石面板部分包裹砂轮棒的加工状态。本发明中的内倒边和外倒边均可以是平面倒边，也可以是弧面倒边，图3中所示为平面倒边。

　　在一种具体实施方式中，步骤6)对内凹部分抛光，包括对B平面以及B平面与内凹平面之间的部分进行抛光，还包括对内凹平面3进行抛光。

　　本发明的有益效果是：本发明可以实现尺寸为2～4寸，厚度在2-8mm的3D蓝宝石面板的加工。本发明的关键在于将平片产品的外形完成抛光后，用喷涂油墨对非凹槽面进行保护。本发明一改传统工艺中先对内外全部位置3D成型后再抛光的工艺，从而降低了凸面抛光破片的风险。本发明的方法提高了制成良率，保证产品的产出。采用此工艺生产出的3D蓝宝石面板的外观品质好。弧边粗糙度：RA≤5nm、面粗糙度：RA≤0.5nm，外观时尚、立体感强。

　　以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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