[發(fā)明專利]用于透明脆性材料的斜向切割補償方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011626223.0
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112828474B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王雪輝;成迎虹;溫彬;李曾卓
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢華工激光工程有限責(zé)任公司
• 主分類號: B23K26/38
• 分類號: B23K26/38;B23K26/402;B23K26/064
• 代理公司: 北京集智東方知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11578
• 代理人: 吳倩;龔建蓉

本發(fā)明涉及一種用于透明脆性材料的斜向切割補償方法及系統(tǒng)，其包括如下步驟：設(shè)置加工治具，并傾斜透明脆性材料，使透明脆性材料的下表面與治具斜面貼合；設(shè)置光路補償單元，其用于補償激光光束射入傾斜的透明脆性材料時帶來的像差；激光光束依次經(jīng)過光路補償單元、光路補償單元和透明脆性材料之間的空隙內(nèi)的空氣，折射聚焦于傾斜的透明脆性材料內(nèi)部，并沿斜向切割軌跡完成對傾斜的透明脆性材料的斜向切割。本發(fā)明通過增加光路補償單元補償激光射入傾斜的透明脆性材料時帶來的像差，使得聚焦于透明脆性材料內(nèi)的激光能量能夠被有效集中，保證在透明脆性材料內(nèi)形成的焦深段足以沿斜向切割軌跡對傾斜的透明脆性材料進行斜向切割。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及材料加工領(lǐng)域，尤其涉及一種透明脆性材料的斜向切割補償方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前對于透明脆性材料，如玻璃的切割加工，有以下幾種切割方法：

1、機械方法：用刀具等工具進行機械切割，其切割效果極差，無法適用于高要求的精度切割；

2、激光切割：若采用一般激光切割頭進行切割，則激光切割頭需要垂直于玻璃100，如圖1a所示，激光光束L1在玻璃100內(nèi)部縱向形成焦深段S1，以形成垂直的切割面，若需要切割面為斜面，則如圖1b所示，需要將玻璃100傾斜，此時激光光束L1發(fā)生折射，形成的焦深段S1內(nèi)，激光能量不能在玻璃100 內(nèi)部集中，導(dǎo)致斜向切割效果差；

若采用振鏡掃描切割，則需要通過激光掃描的方法沿玻璃的三維輪廓、在各個方向上逐步進行掃描式切割，其操作復(fù)雜，切割效率低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種透明脆性材料的斜向切割方法及系統(tǒng)，其通過增加光路補償單元補償激光射入傾斜的透明脆性材料時帶來的像差，使得聚焦于透明脆性材料內(nèi)的激光能量能夠被有效集中，保證在透明脆性材料內(nèi)形成的焦深段足以沿斜向切割軌跡對傾斜的透明脆性材料進行斜向切割。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

一方面，提供了一種用于透明脆性材料的斜向切割補償方法，其包括如下步驟：

設(shè)置加工治具，且所述加工治具具有治具斜面，并傾斜透明脆性材料，使所述透明脆性材料的下表面與治具斜面貼合；

設(shè)置光路補償單元，其與傾斜的透明脆性材料的上表面之間存在空隙，用于補償激光光束射入傾斜的透明脆性材料時帶來的像差，使得聚焦于透明脆性材料內(nèi)的激光能量足以沿斜向切割軌跡對傾斜的透明脆性材料進行斜向切割；

激光光束依次經(jīng)過光路補償單元、光路補償單元、透明脆性材料之間的空隙內(nèi)的空氣，折射聚焦于傾斜的透明脆性材料內(nèi)部，并沿斜向切割軌跡完成對傾斜的透明脆性材料的斜向切割。

優(yōu)選的，所述透明脆性材料具有相互平行的下表面和上表面。

優(yōu)選的，所述透明脆性材料包括玻璃或藍寶石。

優(yōu)選的，所述治具斜面與水平面的夾角為α，所述斜向切割軌跡與傾斜的透明脆性材料的上表面之間的夾角為β，且α與β互為余角。

優(yōu)選的，所述光路補償單元的折射率與透明脆性材料相同。

優(yōu)選的，“激光光束依次經(jīng)過光路補償單元、光路補償單元和透明脆性材料之間的空隙內(nèi)的空氣，折射聚焦于傾斜的透明脆性材料內(nèi)部，并沿斜向切割軌跡完成對傾斜的透明脆性材料的斜向切割”的過程包括如下步驟：

控制加工治具、傾斜的透明脆性材料同步沿Z向移動至預(yù)定位置；