[實用新型]一種單線切割設備

有效

• 申請號: 201220067589.3
• 申請日: 2012-02-28
• 公開（公告）號: CN202491317U
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 鄒維;吳云才;袁得運
• 申請（專利權）人: 浙江上城科技有限公司
• 主分類號: B28D5/04
• 分類號: B28D5/04;B28D7/00
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 吳輝輝

技術領域

本實用新型涉及一種單線切割設備，尤其是一種適用于切割藍寶石的單線切割設備。

背景技術

單晶藍寶石是一種物理特性、機械忒性和化學特性獨特組合的優良材料。由其制成的產品廣泛應用于醫療儀器，環保設備、激光設備、高真空測試設備等。此外，藍寶石襯底還是生產LED芯片的理想的原材料。

由于藍寶石表面特別硬，莫氏硬度為9級，所以除了金剛石之外，幾乎沒有任何物質能在其表面能產生劃痕，這也使得藍寶石的切割需要更高的技術要求。

切割藍寶石最早采用的是外圓切割技術。外圓切割技術是將金剛石通過電鍍或者陶瓷燒結附著在一塊巨大的圓形刀片的外周上，通過刀片的高速旋轉帶動金剛石與藍寶石的摩擦從而達到切割的目的。外圓切割技術存在的問題是，外圓刀片的剛性差，刀口擺動量難以控制，刀口很寬，導致切割的刀縫很寬，從而使得被加工的材料大大的浪費，同時，隨著加工產品的厚度越來越薄，外圓刀難以切出很薄的晶片。由于外圓切割存在多種缺點，內圓切割技術應運而生。內圓切割技術具有切片精度高、成本低等優點。但內圓切割也存在缺點：1）晶片表面的損傷層較厚，難以滿足產品在某些高要求的領域的應用。2）對于不規則的異形件，內圓切割技術需要定制合適的夾具，增加了加工的困難。

線切割技術是新一代切割硬脆材料的加工技術，它的原理是通過高速運動的鋼絲帶動附著在鋼絲上的切割磨料對半導體等硬脆材料進行摩擦，從而達到切割的目的。與傳統的刀鋸切割相比，線切割技術具有材料損耗少，精度高的優點。包括單線切割和多線切割兩種方式。單線切割具有加工簡單，成本低廉的獨特優勢；多線切割具有切割效率高的優勢。

應用多線切割的條件是被切工件的外形必須為規則形狀，如圓柱形、長方形等，如果應用于切割不規則材料時，由于線網中各個鋼絲接觸材料的高度和面積均不相同，會引起切割線網的切割壓力不同，進而引起線網的不穩定，甚至斷線。

因此，在將大尺寸的晶錠剖方，以及將不規則形狀的藍寶石加工成規則方形材料時，只能使用單線切割技術。

現有的單線切割設備結構如圖1所示，由繞線機構和切割平臺組成，從上至下包括收放線輪、張力輪和導輪，其中，張力輪調節金剛線張力，導輪形成切割操作面，收放線輪置于設備的上部，收放線輪配有電機等位置調節裝置，通過收放線輪的前后位置調整來收放線。

該類裝置存在以下不足：

首先，該設備的收放線輪太小，金剛線的排線距離只有25mm，線輪的直徑只有100mm，對于直徑250um的金剛線只能裝載2km。金剛線的排線間距只有0.3mm，由于排線間距非常小，金剛線在線輪上排線時相互擠壓，容易造成金剛石的脫落。

在實際的切割過程中，我們發現金剛線的切割能力下降的非常快，經顯微鏡觀察，電鍍金剛線表面的金剛石脫落嚴重。金剛石的脫落大大的降低了金剛線的切割能力，增加了產品的加工成本。此外，在同樣的加工條件下，該設備切出來的產品表面的線痕非常深，原因是該設備不能設置較大的張力，導致在切割過程中金剛線不能很好的在一個方向進行下降切割。再者，線輪的裝載線的長度有限，需要經常更換新線，難以滿足連續加工的要求，降低了生產效率。

其次，該設備的收放線輪由于復雜的位置調節裝置所限，一個繞線機構只能帶動一個切割平臺，因此工作效率較低，為提高工作效率，只能配備多臺單線切割機，造成切割成本的上升。

發明內容

為解決上述現有技術的不足，本實用新型提供了一種單線切割設備，使用一套繞線機構帶動多個獨立平臺的方式，由于繞線機構為設備的大部分成本所在，因此大大降低了切割成本；使用獨立的繞線機構，并采用大直徑收放線輪，大大增加了金剛線裝載量，進一步減低了成本；增大了金剛線的排線間距，避免金剛石排線過密而引起的金剛石脫落。

本實用新型的具體技術路線是：

一種單線切割設備，主要由繞線機構和切割平臺構成，金剛線裝載于繞線裝置的收放線輪中，經張力輪調節張力后，送至切割平臺的導輪間作往復運動，實現對切割平臺上產品的切割，其特征在于所述切割平臺包含兩個或兩個以上的獨立平臺，所有獨立平臺皆由同一臺繞線裝置帶動。通過這樣的一拖多形式，節省了成本，大大提高了工作效率。

所述切割平臺的側部設有一獨立的繞線機構，其收放線輪內的金剛線通過滑輪組調節走線方向，并通過設置于繞線機構底部的張力輪調節張力后，送至切割平臺的導輪間作往復運動。通過上述改進，克服了繞線機構與切割平臺置于同一廂體內限制，有利于降低成本和提高效率。