一种激光切割玻璃的切割方法与流程

文档序号:27317486发布日期:2021-11-10 00:08阅读:712来源:国知局

1.本技术属于激光加工技术领域,尤其涉及一种激光切割玻璃的切割方法。


背景技术:

2.现有技术中,对玻璃进行激光切割,一般采用激光隐形切割技术或贝塞尔切割技术。激光隐形切割技术是通过将脉冲激光的单个脉冲通过光学整形,让其透过玻璃材料表面在玻璃材料内部聚焦,在焦点区域能量密度较高,形成多光子吸收非线性吸收效应,使得材料改性形成裂纹,后通过机械方式使其完全分离,由于焦深不够,激光隐形切割技术仅适用针对薄玻璃;贝塞尔切割技术利用贝塞尔切割头形成的长焦深贝塞尔光束,聚焦在玻璃体内,在切割薄玻璃时具有良好的效果,但切割厚玻璃或厚蓝宝石时,对激光切割所需的单脉冲能量要求较高,会有切面粗糙,易产生裂纹,容易崩边,激光能量利用率不够等问题。可知,现有技术中两种玻璃切割技术切割厚玻璃时,均需要人为手工裂片,裂片过程中经常出现裂片失败的现象,如无法裂开、裂片后崩边严重或裂纹延展到玻璃非切割区域,导致厚玻璃切割良率大幅降低。


技术实现要素:

3.本技术实施例提供一种激光切割玻璃的切割方法,以解决现有的激光切割厚玻璃存在切割良率低的问题。
4.第一方面,本技术实施例提供一种激光切割玻璃的切割方法,包括:激光切割装置预先设定切割参数;激光切割装置按预先设定的切割参数产生激光束,所述激光束的焦点作用于待切割玻璃上,在所述焦点的作用下所述待切割玻璃产生改性区,沿所述待切割玻璃的厚度方向,所述改性区的宽度从所述待切割玻璃一侧面向另一面变窄;第二激光器产生的激光作用于所述改性区,所述待切割玻璃裂片。
5.本技术实施例提供的一种激光切割玻璃的切割方法,因采用激光切割装置在焦点的作用下在待切割玻璃上产生改性区,沿待切割玻璃的厚度方向,改性区的宽度从待切割玻璃一侧面向另一面依次变窄,再利用激光器产生的激光作用于改性区进行裂片,裂片过程中,从待切割玻璃一侧面吸收的热量更多,热量快速的从改性区宽度较宽的一侧向较窄的一侧传递,急剧增大了沿待切割玻璃厚度方向产生的应力差别,从而实现待切割玻璃的迅速裂片,克服了现有的激光切割厚玻璃存在良率低的问题,提高了厚玻璃的切割良率。
附图说明
6.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例,对本领域技术人员来说,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
7.为了更完整地理解本技术及其有益效果,下面将结合附图来进行说明。其中,在下
面的描述中相同的附图标号表示相同部分。
8.图1为本技术实施例使用的激光切割装置的装置结构图。
9.图2为本技术实施例激光切割玻璃的切割方法的流程图。
10.图3为本技术实施例中改性区的结构一的示意图。
11.图4为本技术实施例中改性区的结构二的示意图。
12.图5为本技术实施例中第一种焦点的空间分布状态示意图。
13.图6为本技术实施例中第二种焦点的空间分布状态示意图。
14.图7为本技术实施例中第三种焦点的空间分布状态示意图。
具体实施方式
15.下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例,本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本技术保护的范围。
16.本技术实施例提供一种激光切割玻璃的切割方法,以解决现有的激光切割厚玻璃存在切割良率低的问题。以下将结合附图对进行说明。
17.参见图1所示,图1为本技术实施例使用的激光切割装置的装置结构图。
18.为实现本技术实施例的切割方法提供一种激光切割装置,该装置包括激光器1、扩束镜2、第一反射镜3、半波4、第二反射镜5、空间光调制器6、第一透镜7、光阑8、第二透镜9、电动翻转镜10、第三透镜11、ccd相机12、切割头13和工作台14,第一透镜7和第二透镜9组成第一光学4f系统,第一透镜7和第三透镜11组成第二光学4f系统,第一激光器1产生的激光依次通过扩束镜2、第一反射镜3、半波4、第二反射镜5后入射到空间光调制器6上,出射光经第一透镜7、光阑8、第二透镜9、电动翻转镜10内,经电动翻转镜10后激光分成两路,一路通过第一光学4f系统把空间光调制器6近场的像传递到工作台14上的待切割玻璃表面,另一路通过第二光学4f系统将整形后的光束传递到ccd相机12中进行观察。
19.参见图2、图3、图4所示,图2为本技术实施例激光切割玻璃的切割方法的流程图,图3为本技术实施例中改性区的结构一的示意图,图4为本技术实施例中改性区的结构二的示意图。
20.在一些实施方式中,一种激光切割玻璃的切割方法,具体步骤如下:s1,激光切割装置预先设定切割参数;s2,激光切割装置按预先设定的切割参数产生激光束,激光束的焦点作用于待切割玻璃15上,在焦点的作用下待切割玻璃15产生改性区150,沿待切割玻璃15的厚度方向,改性区150的宽度从待切割玻璃15一侧面向另一侧面变窄;s3,第二激光器产生的激光作用于改性区150,待切割玻璃15裂片。
21.可以理解的,激光切割装置发出的激光束对待切割玻璃15具有透射性,激光束的焦点作用于待切割玻璃15上,形成改性区150,改性区150贯穿待切割玻璃15的厚度,且改性区150的宽度从待切割玻璃15表面向背面变窄,第二激光器为二氧化碳激光器,二氧化碳激光器产生的激光作用在待切割玻璃15上,待切割玻璃15表面吸收更多的热量,热量在改性区150作用,从待切割玻璃15表面快速的传向其背面,急剧加大了待切割玻璃15沿厚度方向
产生的应力差别,从而实现了待切割玻璃15的迅速裂片,从而实现更高良率的玻璃切割裂片。
22.在一些实施方式中,参见图3和图4所示,改性区150的截面形状为三角形或梯形。可以理解的,三角形的底边位于待切割玻璃15的表面,三角形的顶点位于待切割玻璃15的背面,或者,梯形的底边位于待切割玻璃15的表面,梯形的定边位于待切割玻璃15的背面,采用倒三角型或倒梯形,有利于待切割玻璃15的迅速裂片的同时,避免因切割宽度较大,浪费玻璃,提高了玻璃的有效利用率。
23.在一些实施方式中,改性区150的截面形状为等腰三角形或等腰梯形。可以理解的,形成规则形状的改性区150,使得切割位置两侧的玻璃具有相同的应力变化,有利于裂片。
24.在一些实施方式中,待切割玻璃15的厚度越大,改性区150两侧边之间形成的夹角a越大。可以理解的,待切割玻璃15的厚度,裂片所需要的热量越大,改性区150的面积越大,吸收的热量越多,因此,增加改性区150两侧边之间形成的夹角的度数,以增加改性区150的面积,从而更有利于待切割玻璃15的裂片。
25.在一些实施方式中,切割参数包括焦点行数、行间距离、每行的焦点数量、每行中相邻焦点之间的距离、每行中各焦点的焦斑面积。根据实际切割需要,设置切割参数,自由组合入射到待切割玻璃15的焦点的空间分布状态或者焦斑面积大小、能量配比等,作用于待切割玻璃15的切割位置,沿切割方向移动,能够实现入射到待切割玻璃15表面的角度产生的改性区150的宽度大于待切割玻璃15内部和背面的改性区150的宽度即可,待切割玻璃15在焦点的作用下内部产生超过待切割玻璃15断裂阈值的拉应力,沿着切割方向产生多层且连续的贯穿性裂纹。
26.参见图5、图6和图7所示,图5为本技术实施例中第一种焦点的空间分布状态示意图,图6为本技术实施例中第二种焦点的空间分布状态示意图,图7为本技术实施例中第三种焦点的空间分布状态示意图。
27.在一些实施方式中,位于同一行中的焦点的焦斑面积相同,不同行的焦斑面积不相同,焦斑面积从待切割玻璃一侧面向另一面不同行的焦斑面积依次变小。
28.在一些实施方式中,不同行的焦点数量相同。
29.示例性的,参见图5所示,沿从待切割玻璃的厚度方向,设置五行焦点,从待切割玻璃正面至其背面,分别为第一行、第二行、第三行、第四行和第五行,其中,第一行、第二行、第三行、第四行和第五行均设置一个焦点,从第一行至第五行,焦点的焦斑面积变小。
30.在一些实施方式中,不同行的焦点的焦斑面积相同,从待切割玻璃一侧面向另一面不同行的焦点数量依次减少。
31.示例性的,参见图6所示,沿从待切割玻璃15的厚度方向,设置四行焦点,从待切割玻璃正面至其背面,分别为第一行、第二行、第三行和第四行,其中,第一行设置四个焦点、第二行设置三个焦点、第三行设置两个焦点、第四行设置一个焦点,焦点呈三角形阵列排布。
32.在一些实施方式中,位于同一行中的焦点的焦斑面积不相同,不同行的焦点数量不同,不同行的焦点的焦斑面积不同,从待切割玻璃一侧面向另一面依次减少。
33.示例性的,参见图7所示,沿从待切割玻璃15的厚度方向,设置四行焦点,从待切割
玻璃正面至其背面,分别为第一行、第二行、第三行和第四行,其中,第一行设置两个焦点、第二行至第四行均设置一个焦点,第一行中的两个焦点的焦斑面积大小不同,沿切割方向焦斑面积变形。
34.在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。
35.在本技术的描述中,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。
36.以上对本技术实施例所提供的一种激光切割玻璃的切割方法进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想;同时,对于本领域的技术人员,依据本技术的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上,本说明书内容不应理解为对本技术的限制。
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