CN103796963A - 非金属材料的曲线切割方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种非金属材料的曲线切割方法，能够非常迅速且准确地曲线切割钢化玻璃等钢化的非金属材料的角部。所述非金属材料的曲线切割方法包括：在所述非金属材料的表面上形成预定深度的初始裂缝，使其位于所述非金属材料的角部中要切割的曲线上的步骤；以及沿着所述非金属材料的角部中要切割的曲线，向所述非金属材料的表面上照射激光束，引起热冲击，使裂缝以已经生成的所述初始裂缝为中心，沿着所述角部中要切割的曲线，向两侧边缘部方向传播，从而切割所述非金属材料的步骤。

Description

非金属材料的曲线切割方法
技术领域
本发明涉及非金属材料的曲线切割方法，尤其涉及能够曲线切割钢化的非金属材料，即钢化玻璃的角的非金属材料的曲线切割方法。
背景技术
一般来讲，曲线切割钢化玻璃等非金属材料的角的方法，目前采用的物理方法是利用金刚石砂轮的切割方法、利用其它研磨工具的研磨加工方法；采用的化学方法是湿法刻蚀(wet etching)方法；利用激光的方法是直接消融(direct ablation)切割方法等。
所述利用金刚石砂轮与其它研磨工具的物理加工方法，其问题是加工时间长，并且在加工面产生裂缝(crack)和颗粒(particle)。
并且，所述利用湿法刻蚀方法的化学加工方法，其问题是不仅加工时间长，还导致环境污染及收益率低下。
并且，所述利用激光的直接消融切割方法，其问题是加工时不仅产生碎片(chip)和颗粒(particle)，还引发切割部位的热损伤；其问题还有加工时间长，由于使用价格昂贵的激光，所以需要高额的切割费用。
并且，利用激光的热冲击的一般切割方法，其问题是无法按所需曲率切割钢化玻璃等非金属材料。
图1a为用于说明利用激光切割钢化玻璃的一般切割方法的示意图。
如图1a所示，为了通过现有的利用激光切割钢化玻璃的一般切割方法切割钢化玻璃，首先利用初始破碎机(initial cracker)30在钢化玻璃10上生成初始裂缝20。
如上所述，在钢化玻璃10上生成初始裂缝20后，从所述初始裂缝20开始，向钢化玻璃10照射激光束40，同时从喷射冷却机(quenchingnozzle)50向照射过激光束40的所述钢化玻璃10的划割线(scribingline)喷射冷却液，使之冷却(cooling)，从而切割钢化玻璃10。
通过这种方法切割钢化玻璃10时，只能在所述钢化玻璃10的一定长度内保持直行性地切割，而超过一定长度后会失去直行性，发生向任意方向切割的现象，因此其问题是无法将所述钢化玻璃10切割成所需长度。
图1b为用于说明利用激光曲线切割钢化玻璃的一般曲线切割方法的示意图。
参照图1b，为了通过现有的利用激光曲线切割钢化玻璃的一般曲线切割方法曲线切割钢化玻璃10的角，首先在所述钢化玻璃的边缘部e生成曲线或斜线形态的初始裂缝20。
如上所述，在钢化玻璃10的边缘部e形成曲线或斜线形态的初始裂缝20后，向所述初始裂缝20部分照射激光，从而切割钢化玻璃10。
但是，如上所述的现有的钢化玻璃的一般曲线切割方法，在钢化玻璃10的边缘部e形成初始裂缝20，因此钢化玻璃10的边缘部e以所述初始裂缝20部位为中心破碎并脱落，从而具有影响钢化玻璃10品质的问题，并且具有无法准确地将钢化玻璃10的角部切割成所需的曲率的问题。
发明内容
技术问题
因此，本发明的目的在于提供一种非金属材料的曲线切割方法，能够非常迅速且准确地曲线切割钢化玻璃等钢化的非金属材料的角部。
技术方案
本发明的非金属材料的曲线切割方法包括：在所述非金属材料的表面上形成预定深度的初始裂缝，使其位于所述非金属材料的角部中要切割的曲线上的步骤；以及沿着所述非金属材料的角部中要切割的曲线，向所述非金属材料的表面上照射激光束，引起热冲击，使裂缝以已经生成的所述初始裂缝为中心，沿着所述角部中要切割的曲线，向两侧边缘部方向传播，从而切割所述非金属材料的步骤。
其中，所述初始裂缝优选以预定深度形成于所述非金属材料的表面上，并且以二等分所述非金属材料的角部的中心线为中心，沿着所述角部中要切割的曲线对称。
并且，所述初始裂缝沿着所述非金属材料的角部中要切割的曲线形成于所述非金属材料的表面上，并且不延伸至所述非金属材料的边缘部。
并且，所述初始裂缝能够以接触式形成于所述非金属材料的表面上。
例如，所述初始裂缝能够通过砂轮，以接触式形成于非金属材料的表面上。
相反，所述初始裂缝能够以非接触式形成于所述非金属材料的表面上。
例如，所述初始裂缝能够通过照射的激光束，以非接触式形成于非金属材料的表面上。
其中，所述激光束能够沿着所述非金属材料的角部中要切割的曲线，向所述非金属材料的表面上至少照射一次。
技术效果
如上所述，本发明的非金属材料的曲线切割方法，在所述非金属材料的表面上形成初始裂缝，使其位于所述非金属材料的角部中要切割的曲线的中央部，因此其优点是在形成初始裂缝时，不会发生所述非金属材料的边缘部破碎脱落的现象。
并且，沿着所述角部中要切割的曲线，向所述非金属材料的表面上照射激光束，使裂缝以所述初始裂缝为中心，沿着所述非金属基板的角部中要切割的曲线，同时迅速准确地向形成所述非金属材料角部的两侧边缘部传播，因此不仅切割部位不发生热损伤，还能够在不产生碎片或颗粒的同时按所需曲率切割所述非金属材料的角部。
如上所述，根据本发明一个实施例的非金属材料的曲线切割方法，其有益效果是不仅不发生非金属材料的边缘部破碎脱落的现象，并且切割部位不产生碎片或颗粒，切割部位不发生热损伤，因此能够防止非金属材料的切割品质与收益率低下，同时能够大幅缩减切割时间与费用。
附图说明
图1a为用于说明利用激光切割钢化玻璃的一般切割方法的示意图；
图1b为用于说明利用激光曲线切割钢化玻璃的一般曲线切割方法的示意图；
图2为用于说明本发明一个实施例的非金属材料的曲线切割方法中形成初始裂缝的过程的示意图；
图3为用于说明本发明一个实施例的非金属材料的曲线切割方法中形成初始裂缝的过程的另一个示意图；
图4为显示钢化的非金属材料上形成初始裂缝的状态的剖视图；
图5为用于说明本发明一个实施例的非金属材料的曲线切割方法中照射激光束的过程的示意图；
图6为用于说明本发明一个实施例的非金属材料的曲线切割方法的框图。
具体实施方式
本发明能够进行多种变更、具有多种形态，在附图中例示特定实施例，并在本说明书中进行详细说明。但是这并非将本发明限定于特定的公开形态，而应理解为包括本发明的思想及技术范围所包含的所有变更、均等物及替代物。
第一、第二等用语能够用于说明多种构成要素，但是所述构成要素不受所述用语的限定。所述用语仅用于使一个构成要素区别于其他构成要素。例如，在不脱离本发明的权利范围的前提下，第一构成要素可命名为第二构成要素，类似地，第二构成要素也可命名为第一构成要素。
在本申请中使用的用语，仅仅为了说明特定实施例而使用，并非要限定本发明。在本说明书中若未特别言及，单数型也包括复数型。在本申请中应理解“包括”或“具有”等用语，目的在于指定存在说明书中记载的特征、数字、步骤、工作、构成要素、部分部件或将它们组合的产物，而不是事先排除一个或一个以上的其他特征或数字、步骤、工作、构成要素、部分部件或将它们组合的产物的存在或附加可能性。
若无另行定义，包括技术或科学用语在内，在本说明书中使用的所有用语，具有和本发明所属技术领域的普通技术人员的通常理解相同的意思。
通常使用的事先定义过的用语，应解释为与相关技术的文章脉络的意思相一致的意思，若本申请中无明确定义，不得解释为理想化或过度形式性的意思。
下面参照附图，说明本发明一个实施例的非金属材料的曲线切割方法。
下面为了便于说明，对与现有的非金属材料的切割方法相同/类似的部分，赋予了相同的附图标记。
图2为用于说明本发明一个实施例的非金属材料的曲线切割方法中形成初始裂缝的过程的示意图，图3为用于说明本发明一个实施例的非金属材料的曲线切割方法中形成初始裂缝的过程的另一个示意图，图4为显示钢化的非金属材料上形成初始裂缝的状态的剖视图，图5为用于说明本发明一个实施例的非金属材料的曲线切割方法中照射激光束的过程的示意图，图6为用于说明本发明一个实施例的非金属材料的曲线切割方法的框图。
参照图2至图6，为了根据本发明一个实施例的非金属材料的曲线切割方法曲线切割钢化的非金属材料10的角部c，首先在步骤S110中，在所述非金属材料10的表面上形成预定深度的初始裂缝20，使其位于所述非金属材料10的角部c中要切割的曲线sc上。
例如，所述角部c被切割成曲线形态的钢化的非金属材料10可以为钢化玻璃。
其中，所述初始裂缝20以预定深度形成于所述非金属材料10的表面上，并且以二等分所述非金属材料10的角部c的中心线CL为中心，沿着所述角部c中要切割的曲线sc对称。
另外，所述初始裂缝20优选沿着所述非金属材料10的角部c中要切割的曲线sc，形成于所述非金属材料10的表面上，并且不延伸至所述非金属材料10的边缘部。
即，本发明一个实施例的非金属材料的曲线切割方法中，不在所述非金属材料10的开始切割的边缘部e形成初始裂缝20，而是以二等分所述角部c的中心线CL为中心，沿着所述角部c中要切割的曲线sc，形成于所述非金属材料10的表面上。
因此，其优点是在所述非金属材料10上形成初始裂缝20时，不会发生边缘部e破碎的现象等。
更具体而言，现有的非金属材料的一般曲线切割方法中，初始裂缝形成于所述非金属材料10的强度最弱的部分，即边缘部e。因此，在形成所述初始裂缝20时，频繁发生所述非金属材料10的边缘部e破碎脱落的现象，从而具有不仅出现碎片或颗粒等，还影响非金属材料10的切割品质的问题。
但是，本发明一个实施例的非金属材料的曲线切割方法中，在所述非金属材料10的强度最强的部分，即以二等分所述角部c的中心线CL为中心，沿着所述角部c中要切割的曲线sc，在所述非金属材料10的表面上形成初始裂缝20，因此在形成初始裂缝20时，绝不发生所述非金属材料10的边缘部e破碎脱落等破损现象，从而其优点是不产生碎片或颗粒等。
另外，所述初始裂缝20能够以接触式形成于所述非金属材料10的表面上。例如，所述初始裂缝10，可通过将初始破碎机30的砂轮300接触于所述非金属材料10的表面上的状态下旋转所述砂轮300，以加工所述非金属材料10的表面，从而以接触式形成于所述非金属材料10的表面上。
不同于此，所述初始裂缝10能够以非接触式形成于所述非金属材料10的表面上。例如，所述初始裂缝20，可通过向所述非金属材料10的表面上照射激光束40，以加工所述非金属材料10的表面，从而以非接触式形成于所述非金属材料10的表面上。
另外，所述初始裂缝20以二等分所述非金属材料10的角部c的中心线CL为中心对称、具有相同的深度、并且以与所述角部c中的要切割的曲线相同的曲率形成，因此以相同的速度从二等分所述非金属材料10角部c的中心线CL开始，沿着所述角部c中要切割的曲线sc，切割至所述曲线sc的末端部所在的所述非金属材料10的两侧边缘部e。
如上所述，在非金属材料10的表面上形成为以二等分所述非金属材料10角部c的中心线CL为中心对称且具有与所述角部c中要切割的曲线相同的曲率的初始裂缝20，然后在步骤S120中，沿着所述非金属材料10的角部c中要切割的曲线sc，向所述非金属材料10的表面上照射激光束40。
其中，所述激光束40能够沿着所述非金属材料10的角部c中要切割的曲线sc，向所述非金属材料10的表面上照射一次。
不同于此，所述激光束40可根据所述非金属材料10的材质与厚度或中要切割的角部c曲率的变化，沿着所述非金属材料10的角部c中要切割的曲线sc，向所述非金属材料10的表面上反复照射数次。
如上所述，沿着非金属材料10的角部c中要切割的曲线sc，向所述非金属材料10的表面上至少照射一次激光束40时，所述非金属材料10发生热冲击，裂缝以已经生成的所述初始裂缝20为中心，沿着所述角部c中要切割的曲线sc，向所述非金属材料10的两侧边缘部e方向传播，从而在步骤S130，使得所述非金属材料10的角部c被切割成所需的曲线形态。
再次参照图2至图6，说明本发明一个实施例的非金属材料的曲线切割方法的作用效果。
参照图2至图6，根据本发明一个实施例的非金属材料的曲线切割方法，不在所述非金属材料10强度最弱、易破碎的边缘部e形成初始裂缝20，而是在形成裂缝时，在所述非金属材料10的表面上形成初始裂缝，使其位于最为稳定的部分，即以二等分所述非金属材料10角部c的中心线CL为中心，向两侧位于所述角部c中要切割的曲线sc上。
因此，在所述非金属材料10上形成初始裂缝20时，其优点是不发生所述非金属材料10的边缘部e破碎等破损的现象。
并且，所述初始裂缝20以二等分所述非金属材料10角部e的中心线CL为中心，向两侧沿着所述角部c中要切割的曲线sc，以相同的深度和相同的长度形成，因此当沿着所述非金属材料10的角部c中要切割的曲线sc照射激光束40时，所述非金属材料10发生热冲击，从而裂缝以所述初始裂缝20为中心，沿着所述角部c中要切割的曲线sc，以相同的速度同时向所述非金属材料10的两侧边缘部e方向传播，使得所述非金属材料10的角部c非常迅速且精密地被切割成所需的曲线形态。
即，沿着所述角部c中要切割的曲线sc，向所述非金属材料10照射激光束40时，由于所述初始裂缝20以二等分所述角部c的中心线CL为中心，向两侧以相同的深度和相同的长度形成，因此不是先切割所述角部c的某一侧边缘部e，而是裂缝以所述初始裂缝20为中心，以相同的速度同时迅速准确地从所述角部c的中心线CL传播至所述非金属材料10的两侧边缘部e，从而使得同时切割所述非金属材料10角部c的两侧边缘部，因此在切割所述非金属材料10的角部e时，不仅不产生碎片(chip)或颗粒(particle)，并且切割部位不发生热损伤。
另外，所述初始裂缝20以具有与所述角部c中要切割的曲率相同的曲率的方式形成于所述角部c中要切割的曲线sc上的中央部位，因此当沿着所述角部c中要切割的曲线sc向非金属材料10照射所述激光束40时，裂缝沿着所述角部c中要切割的曲线sc，从所述初始裂缝20向角部c的两侧边缘部e方向传播至末端，因此其优点是非常迅速且准确地曲线切割所述非金属材料10的角部c。
如上所述，根据本发明一个实施例的非金属材料的曲线切割方法，在所述非金属材料10的表面上形成初始裂缝20，使其位于所述非金属材料10的角部c中要切割的曲线sc的中央部位，因此其优点是在形成初始裂缝20时，不发生所述非金属材料10的边缘部e破碎脱落的现象。
并且，沿着所述角部c中要切割的曲线sc，向所述非金属材料10的表面上照射激光束40，从而使裂缝以所述初始裂缝20为中心，沿着所述非金属材料10的角部c中要切割的曲线sc，同时迅速准确地传播至形成所述非金属材料10的角部c的两侧边缘部e，因此不仅切割部位不发生热损伤，还能够在不产生碎片或颗粒的同时按所需曲率切割所述非金属材料10的角部c。
如上所述，根据本发明一个实施例的非金属材料的曲线切割方法，不仅不发生非金属材料10的边缘部e破碎脱落的现象，并且切割部位不产生碎片或颗粒，切割部位不发生热损伤，因此防止非金属材料10的切割品质与收益率低下的同时还能够大幅缩减切割时间与费用。
尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员或对本技术领域具备通常的知识的人应当理解，在不脱离权利要求书所记载的本发明的思想及技术领域的范围内，可对前述各实施例所记载的技术方案进行多种修改及变形。

Claims (8)

1.一种非金属材料的曲线切割方法，其用于切割非金属材料的角部，包括：
在所述非金属材料的表面上形成预定深度的初始裂缝，使其位于所述非金属材料的角部中要切割的曲线上的步骤；以及
沿着所述非金属材料的角部中要切割的曲线，向所述非金属材料的表面上照射激光束，引起热冲击，使裂缝以已经生成的所述初始裂缝为中心，沿着所述角部中要切割的曲线，向两侧边缘部方向传播，从而切割所述非金属材料的步骤。
2.根据权利要求1所述的非金属材料的曲线切割方法，其特征在于：
所述初始裂缝以预定深度形成于所述非金属材料的表面上，并且以二等分所述非金属材料的角部的中心线为中心，沿着所述角部中要切割的曲线对称。
3.根据权利要求1所述的非金属材料的曲线切割方法，其特征在于：
所述初始裂缝沿着所述非金属材料的角部中要切割的曲线形成于所述非金属材料的表面上，并且不延伸至所述非金属材料的边缘部。
4.根据权利要求1所述的非金属材料的曲线切割方法，其特征在于：
所述初始裂缝以接触式形成于所述非金属材料的表面上。
5.根据权利要求4所述的非金属材料的曲线切割方法，其特征在于：
所述初始裂缝通过砂轮以接触式形成于非金属材料的表面上。
6.根据权利要求1所述的非金属材料的曲线切割方法，其特征在于：
所述初始裂缝以非接触式形成于所述非金属材料的表面上。
7.根据权利要求6所述的非金属材料的曲线切割方法，其特征在于：
所述初始裂缝通过照射的激光束以非接触式形成于非金属材料的表面上。
8.根据权利要求1所述的非金属材料的曲线切割方法，其特征在于：
所述激光束沿着所述非金属材料的角部中要切割的曲线，向所述非金属材料的表面上至少照射一次。
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