专利名称：玻璃三维加工的装置及其方法
技术领域：
本发明涉及一种玻璃三维加工的装置及其方法。
背景技术：
由于IT产业(小型cell)及电视(大型cell)等不同用途的电子产品持续增长需求，对于玻璃基板有了三维异形切割要求，切割玻璃厚度0. 6mm以下切割要求和切割后玻璃强度保持高水平切割要求。传统的玻璃异形切割方法是使用钻石或硬金属轮插补法，加工过程中并有切割辅助液体的加入，这种机械插补切割方法切割效率低，良品率低，而且切割中人为的添加切割辅助剂，导致液态辅助剂的黏附样品，对具有电路结构ITO导电玻璃电路存在短路影响；另外，切割切面比较粗糙，存在微细的裂纹，存在着局部应力，由于是直接与样品接触加工，切割中会产生微小颗粒会溅射到导电玻璃的基地上导致电路机构破坏，切割后还必须进行清洗、抛光等后处理，复杂的图形切割还需要多次重新更换刀头和夹具，加工工序较多，机械插补切割法对玻璃内在的破坏成为导致显示器和触摸屏失效的重要因素，这些切割不良品都是对已经接近成品的电子玻璃一种重要浪费。玻璃的激光切割可以避免这些问题的出现，而且激光具有非接触、无污染环境、易控制等特性，使其成为当代玻璃切割的重要应用热点，并且逐渐会在工业中得到广泛的应用。首先，玻璃是一种熔融的无机产品，有独特的机械和热导性，这些性能与温度密切相关， 常温下，玻璃具有非延展性，是一种理想的脆性材料。玻璃对于紫外激光和远红外激光具有较强的吸收，一般在90%以上，因此一般玻璃适合用紫外激光和(X)2激光进行加工。但是这两种激光对较厚玻璃深加工时，会有一定锥度的存在，并且随着玻璃厚度增加和所加工三维异形图形的复杂程度增加，锥度愈发明显，影响产品的实际使用。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种玻璃三维加工的装置。本发明的目的通过以下技术方案来实现玻璃三维加工的装置，特点是超短脉冲激光器的输出端布置有光闸，光闸的输出端设置有扩束镜，扩束镜的输出端布置有45度全反射镜，45度全反射镜的输出端布置有三维动态聚焦系统，三维动态聚焦系统的输出端布置有远心场镜，所述远心场镜正对于平台， 所述平台的上方还安装有吹气装置；所述平台包含X轴传送单元、Y轴传送单元、Z轴传送单元和耐高温陶瓷基板，X轴传送单元包括X轴滑轨和控制X轴滑轨运动的电机，Y轴传送单元包括Y轴滑轨和控制Y轴滑轨运动的电机，Z轴传送单元包括Z轴滑轨和控制Z轴滑轨运动的电机，Y轴传送单元安装于X轴传送单元的X轴滑轨上，Z轴传送单元安装于Y轴传送单元的Y轴滑轨上，耐高温陶瓷基板连接于Z轴传送单元的Z轴滑轨上，耐高温陶瓷基板上固定玻璃样品，玻璃样品的左右两端分别连接集尘管。进一步地，上述的玻璃三维加工的装置，其中，所述超短脉冲激光器是波长为
3532nm绿光波段的激光器。本发明装置实现玻璃三维加工的方法，包括如下步骤a)由三维动态聚焦系统将超短脉冲激光聚焦在玻璃内，伴随着激光异形扫描玻璃，整个加工过程呈现螺旋状加工；b)由X轴传送单元、Y轴传送单元、Z轴传送单元移动平台；c)平台上的集尘管，将扫描后的玻璃熔渣收集；d)平台上的吹气装置将玻璃上表面加工的熔渣和粉尘颗粒吹走。本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在本发明通过将超短脉冲激光聚焦在玻璃内部，根据三维动态聚焦振镜的特性，实现在聚焦焦点处上下5mm的三维任意图形加工，并三维移动平台，完成大幅面的尺寸图形加工，具有加工图形边缘光滑光泽、加工后强度高和加工效率高等特点。
下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明图1 本发明装置的结构示意图；图2:平台的结构示意图。图中各附图标记的含义见下表
权利要求
1.玻璃三维加工的装置，其特征在于超短脉冲激光器(10)的输出端布置有光闸 (16)，光闸(16)的输出端设置有扩束镜(15)，扩束镜(1 的输出端布置有45度全反射镜 (11)，45度全反射镜(11)的输出端布置有三维动态聚焦系统，三维动态聚焦系统的输出端布置有远心场镜(14)，所述远心场镜(14)正对于平台(19)，所述平台(19)的上方还安装有吹气装置00)；所述平台(19)包含X轴传送单元(8)、Y轴传送单元(1)、Z轴传送单元 ⑶和耐高温陶瓷基板(7)，X轴传送单元⑶包括X轴滑轨和控制X轴滑轨运动的电机，Y 轴传送单元(1)包括Y轴滑轨和控制Y轴滑轨运动的电机，Z轴传送单元C3)包括Z轴滑轨和控制Z轴滑轨运动的电机，Y轴传送单元(1)安装于X轴传送单元的X轴滑轨上，Z轴传送单元C3)安装于Y轴传送单元的Y轴滑轨上，耐高温陶瓷基板(7)连接于Z轴传送单元的Z轴滑轨上，耐高温陶瓷基板(7)上固定玻璃样品G)，玻璃样品(4)的左右两端分别连接集尘管。
2.根据权利要求1所述的玻璃三维加工的装置，其特征在于所述超短脉冲激光器 (10)是波长为532nm绿光波段的激光器。
3.利用权利要求1所述装置实现玻璃三维加工的方法，其特征在于包括如下步骤a)由三维动态聚焦系统将超短脉冲激光聚焦在玻璃内，伴随着激光异形扫描玻璃，整个加工过程呈现螺旋状加工；b)由X轴传送单元、Y轴传送单元、Z轴传送单元移动平台；c)平台上的集尘管，将扫描后的玻璃熔渣收集；d)平台上的吹气装置将玻璃上表面加工的熔渣和粉尘颗粒吹走。
全文摘要
本发明涉及玻璃三维加工的装置及方法，超短脉冲激光器的输出端依次布置扩束镜和45度全反射镜，45度全反射镜的输出端布置三维动态聚焦系统，三维动态聚焦系统的输出端布置远心场镜，远心场镜正对于平台，平台上方安装吹气装置；平台的X轴传送单元包括X轴滑轨和控制X轴滑轨运动的电机，Y轴传送单元包括Y轴滑轨和控制Y轴滑轨运动的电机，Z轴传送单元包括Z轴滑轨和控制Z轴滑轨运动的电机，Y轴传送单元安装于X轴传送单元的X轴滑轨上，Z轴传送单元安装于Y轴传送单元的Y轴滑轨上，耐高温陶瓷基板置于Z轴传送单元的Z轴滑轨上，耐高温陶瓷基板上固定玻璃样品，其左右两端均连接集尘管。通过三维移动平台，实现大幅面的尺寸图形加工。
文档编号C03B33/09GK102249528SQ20111000652
公开日2011年11月23日 申请日期2011年1月13日 优先权日2011年1月13日
发明者徐海宾, 潘传鹏, 狄建科, 赵裕兴 申请人:苏州德龙激光有限公司