[發(fā)明專利]用于處理玻璃元件的方法和裝置

在審

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• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN111977953A
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: A·奧特納;U·特林克斯;F·瓦格納;C·埃策;D·塞勒;M·克魯格;P·切佩爾卡;F-T·雷特斯;A·維茨曼;R·哈特曼
• 申請（專利權(quán)）人: 肖特股份有限公司
• 主分類號: C03B33/10
• 分類號: C03B33/10;C03B33/09
• 代理公司: 北京思益華倫專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11418
• 代理人: 趙飛

本發(fā)明的目的是，在熱加工之后更加簡便又可靠地分離玻璃元件。為此，本發(fā)明提供一種處理玻璃元件(1)的方法，在該方法中在溫度提高到至少100℃的熱處理過程期間或之后，將用于分離玻璃元件(1)的穿孔線(3)引入到玻璃元件(1)中，通過借助超短脈沖激光器(7)的脈沖激光束(5)沿穿孔線(3)的預(yù)定路線將彼此間隔的絲狀損傷(9)引入玻璃元件(1)中，并且其中在引入絲狀損傷(9)期間或之后，對玻璃元件(1)進(jìn)行冷卻，使得產(chǎn)生在絲狀損傷(9)處引起機(jī)械應(yīng)力的溫度梯度，從而減小沿穿孔線(3)分離玻璃元件(1)所必需的致斷力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體上涉及通過沿期望的分離線分離玻璃來處理玻璃。本發(fā)明特別是涉及一種用于引入分離線的激光輔助方法。

背景技術(shù)

為了沿預(yù)定的線分割玻璃板，通常應(yīng)用刻劃斷裂法。在此方法中，首先沿著線刻劃玻璃，然后通過在該線上施加彎曲應(yīng)力而使其斷裂。然而，這里的問題在于，特別是在玻璃較厚的情況下，通過在線處的開裂所產(chǎn)生的邊緣面可能延展，并因而不再垂直于側(cè)面。

WO 2015/095088A1已知了一種用于激光切割顯示器玻璃的方法。在此方法中，在玻璃帶的溢流熔融成型過程(Overflow-Fusion-Formungsprozess)之后，分離開玻璃帶的滾邊，將玻璃帶切成一定長度，然后再將其切成期望的規(guī)格，以獲得玻璃板的期望的目標(biāo)輪廓和尺寸。切割可以使用超短脈沖激光進(jìn)行。WO 2015/095091A1也描述了相應(yīng)的內(nèi)容。

US 9975799和WO 2016/007843主要描述了分離出由玻璃帶通過吹塑成型形成的瓶制品(所謂的絲帶拉伸工藝)，這是通過沿瓶頸成絲，隨后通過引入機(jī)械應(yīng)力或熱應(yīng)力(特別是通過二氧化碳激光器)沿絲線分離出瓶制件。在熱成型過程之后即刻進(jìn)行分離過程。

上述文獻(xiàn)的共同點(diǎn)在于，在熱成形過程之后進(jìn)行超短脈沖激光過程，其中熱狀態(tài)下的斷裂預(yù)備與冷狀態(tài)下的基材分割之間并無明確的時間間隔。

由于成絲是一種基于熱的過程，因此它不僅取決于諸如熱膨脹系數(shù)的材料特性，而且取決于加工期間的工件溫度。事實(shí)表明，室溫下成絲脆性材料與高溫下成絲同種材料存在以下明顯差異：成絲過程所產(chǎn)生的局部溫差ΔT隨著工件溫度升高而減小，因此更高的工件溫度下在成絲區(qū)域中產(chǎn)生的應(yīng)力遠(yuǎn)低于在更低的基材溫度下該區(qū)域中產(chǎn)生的應(yīng)力。材料中的損傷度在高溫下也相應(yīng)下降。在圍繞成絲周圍的損傷度上的差異通過明顯更高的致斷力(在更高的工件溫度下成絲時)表現(xiàn)，該致斷力還具有明顯更高的分散度。

出乎意料地，隨著成絲過程中加工溫度的升高，斷開絲線所必需的致斷力及其分散度增高。這種效應(yīng)一直持續(xù)到玻璃的轉(zhuǎn)化溫度，在達(dá)到該轉(zhuǎn)化溫度時所產(chǎn)生的材料損傷的可分割性急劇下降。對于在線工藝(Inline-Prozess)中應(yīng)用成絲法而言，這種效應(yīng)特別是在附近或熱成型區(qū)域中的高溫下尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于，在熱加工、特別是熱成型之后，更加簡便又可靠地分離玻璃元件。該目的通過獨(dú)立權(quán)利要求的主題解決。本發(fā)明的有利技術(shù)方案參閱各從屬權(quán)利要求。

高溫下分離線處的可分割性的衰減效應(yīng)可以通過增加突發(fā)脈沖數(shù)和/或突發(fā)脈沖頻率來抵消，由此產(chǎn)生較強(qiáng)的損傷以及(與之相關(guān)的)較低的致斷力。但本發(fā)明的基礎(chǔ)在于，如果在激光引起損傷的區(qū)域中進(jìn)行迅速冷卻，則可以顯著減小致斷力及其發(fā)散性。冷卻速率越快，成絲過程后立即在改性材料的區(qū)域通過強(qiáng)制冷卻降低致斷力及其分散度的效果則越明顯：冷卻速率越慢，致斷力的減小度越大。

據(jù)此，本發(fā)明提供一種處理玻璃元件的方法，在該方法中在溫度提高到至少100℃、優(yōu)選至少200℃、特別優(yōu)選至少300℃的熱處理工藝期間或之后將用于分離玻璃元件的穿孔線引入到玻璃元件中，其中通過借助超短脈沖激光器的脈沖激光束沿穿孔線的預(yù)定路線引入彼此間隔的絲狀損傷，并且其中在引入絲狀損傷期間或之后對玻璃元件進(jìn)行冷卻，使得產(chǎn)生在絲狀損傷處引起機(jī)械應(yīng)力的溫度梯度，從而減小沿穿孔線分離玻璃元件所需的致斷力。