[實(shí)用新型]藍(lán)寶石水刀切割裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201721737461.2
• 申請(qǐng)日: 2017-12-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN207983132U
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-10-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 段斌斌;程佳寶;丁鈺明;王子學(xué);朱涇偉;蘇艷芳;周利斌
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 天通銀廈新材料有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B24C1/04
• 分類(lèi)號(hào): B24C1/04;B24C3/00;B24C9/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

一種藍(lán)寶石水刀切割裝置，其機(jī)箱內(nèi)側(cè)底面向箱體的廢液收集端傾斜，該端底部設(shè)有廢液收集口，廢液收集口下方連有循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)，在機(jī)箱內(nèi)設(shè)有可旋轉(zhuǎn)的工件夾持機(jī)構(gòu)和橫向噴射的磨料水射流噴頭及其行走機(jī)構(gòu)，在機(jī)箱頂部設(shè)有抽真空系統(tǒng)，還設(shè)有與磨料水射流噴頭水平的酸液噴淋系統(tǒng)，使酸液被超高壓磨料水射流轟擊后高速?zèng)_擊藍(lán)寶石進(jìn)行協(xié)同的化學(xué)加工。現(xiàn)今藍(lán)寶石晶錠越來(lái)越大，使切縫不得不越來(lái)越深，為了解決磨料水射流能量衰減的問(wèn)題，本新型將磨料水射流的噴口與藍(lán)寶石工件所處的環(huán)境抽真空，從而極大的減少了氣阻，有效地提高了切割深度。

技術(shù)領(lǐng)域：

本實(shí)用新型涉及加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種藍(lán)寶石水刀切割裝置。

背景技術(shù)：

工業(yè)上使用的人工合成藍(lán)寶石為α-Al₂O₃，除了具有天然藍(lán)寶石的晶瑩剔透的視覺(jué)美感，它還有許多優(yōu)良的物理化學(xué)性能，如：高硬度(僅次于金剛石)、高熔點(diǎn)(2054℃)、絕緣性好(常溫下的電阻率大于1011Ω·cm)、化學(xué)穩(wěn)定性好(常溫下不與強(qiáng)酸、堿反應(yīng)，高溫下緩慢反應(yīng))等，這些優(yōu)異的性能加上人工合成藍(lán)寶石成本的低廉，使得其越來(lái)越多的被應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，包括：LED 襯底材料、手機(jī)屏、腕表鏡面、防彈玻璃、照相機(jī)鏡頭等。

由于藍(lán)寶石極其堅(jiān)硬，耐劃傷，適合用于半導(dǎo)體和LED技術(shù)，但玻璃、陶瓷、和藍(lán)寶石有個(gè)共同點(diǎn)就是很難加工。它們易碎而且都是非常堅(jiān)硬的材料，挑戰(zhàn)著銑、鉆、磨等傳統(tǒng)制造工藝的極限，加工這些材料時(shí)刀具磨損快，并且需要好幾個(gè)加工環(huán)節(jié)才能得到足夠好的加工質(zhì)量。

成本低、效率高的放電(電火花)加工技術(shù)已成功用于金屬制品加工，但由于藍(lán)寶石絕緣的性質(zhì)，這種對(duì)高硬度、高耐磨材料的加工技術(shù)無(wú)法應(yīng)用在藍(lán)寶石上。另外，由于藍(lán)寶石的化學(xué)穩(wěn)定性和耐高溫，將常溫下化學(xué)加工的途徑也堵死，即便在高溫下，加工效率也非常低。

近年來(lái)發(fā)展的將激光切割應(yīng)用到藍(lán)寶石切割上，效果顯著，但還有些難以克服的問(wèn)題，如：對(duì)于反光、透光材料，激光難以有效的燒蝕，熱量的不均勻?qū)е虏牧系牧芽p等。

實(shí)用新型內(nèi)容：

鑒于此，有必要設(shè)計(jì)一種高效且切割效果好的藍(lán)寶石水刀切割裝置。

一種藍(lán)寶石水刀切割裝置，包括：機(jī)箱、工件夾持機(jī)構(gòu)、水刀行走機(jī)構(gòu)、真空泵、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、磨料水射流系統(tǒng)、酸液噴淋系統(tǒng)、循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)；

機(jī)箱包括箱體和頂蓋，箱體內(nèi)側(cè)底面向箱體的廢液收集端傾斜，該廢液收集端的箱體內(nèi)側(cè)底部設(shè)有廢液收集口，廢液收集口下方連有循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)，在箱體中部設(shè)有工件夾持機(jī)構(gòu)，箱體四壁的頂部設(shè)有向內(nèi)側(cè)下傾的臺(tái)階，頂蓋對(duì)應(yīng)處設(shè)有與之對(duì)應(yīng)的臺(tái)階，在箱體臺(tái)階和頂蓋臺(tái)階上設(shè)有密封橡膠墊，當(dāng)機(jī)箱內(nèi)部抽真空后，外部氣壓會(huì)迫使頂蓋與箱體接觸的更緊密，從而有利于密封；頂蓋上接有管路，管路另一端與真空泵相連；

工件夾持機(jī)構(gòu)包括：卡爪、托盤(pán)、轉(zhuǎn)軸、電機(jī)、減速器；卡爪固定在托盤(pán)邊緣用于固定藍(lán)寶石工件，托盤(pán)用于托載藍(lán)寶石工件，轉(zhuǎn)軸上端與托盤(pán)中心固定，轉(zhuǎn)軸下端從箱體底部伸出并通過(guò)減速器與電機(jī)相連，轉(zhuǎn)軸附近的箱體內(nèi)側(cè)底面向轉(zhuǎn)軸方向隆起以避免固體顆粒在轉(zhuǎn)軸四周淤積；

水刀行走機(jī)構(gòu)包括：橫向?qū)к墶⒖v向?qū)к墶⑸炜s進(jìn)給機(jī)構(gòu)；橫向?qū)к壦焦潭ㄔ趶U液收集端內(nèi)壁上，縱向?qū)к壌怪痹O(shè)置，縱向?qū)к壍幕瑒?dòng)部與橫向?qū)к壔瑒?dòng)連接，伸縮進(jìn)給機(jī)構(gòu)的滑動(dòng)部與縱向?qū)к壔瑒?dòng)連接，伸縮進(jìn)給機(jī)構(gòu)的伸縮部上固定有磨料噴嘴和酸液噴頭，磨料噴嘴和酸液噴頭水平設(shè)置，伸縮進(jìn)給機(jī)構(gòu)的伸縮部可向接近藍(lán)寶石工件的方向伸出；將導(dǎo)軌設(shè)置在端壁上是基于以下考慮：藍(lán)寶石晶錠經(jīng)常需要切段，藍(lán)寶石晶圓經(jīng)常需要切片，本實(shí)用新型專(zhuān)門(mén)用來(lái)完成上述兩項(xiàng)工作，而不論是藍(lán)寶石晶錠還是藍(lán)寶石晶圓，其直徑越來(lái)越大，其硬度又非常高，單向切割隨著距離的延長(zhǎng)、切縫縱深深度的加大，射流能量衰減嚴(yán)重，故需要采用旋轉(zhuǎn)切割，另外，在一般意義上來(lái)說(shuō)，采用固定磨料噴嘴、旋轉(zhuǎn)工件的方式最為方便、穩(wěn)定；而藍(lán)寶石晶錠越來(lái)越大，固定其最好的方式為從下方托起，這樣，將導(dǎo)軌和磨料噴嘴設(shè)置在側(cè)壁上不但滿(mǎn)足上述需要，而且精簡(jiǎn)了結(jié)構(gòu)，縮小了設(shè)備體積，便于抽真空；