CN110482851A - 网格掩墨喷涂治具及基于网格掩墨喷涂治具的切割加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种网格掩墨喷涂治具及基于网格掩墨喷涂治具的切割加工方法，属于玻璃基片生产和加工的技术领域，包括母座，还包括上子座和下子座，所述上子座和下子座均设有网状格栅且两网状格栅对应重叠，所述母座设为环形框架，上子座和下子座均与环形框架相装配且上子座和下子座之间形成装配空间并用于装配玻璃基片，通过规避直接切割满版喷涂防护油墨的UTG基片，而采用遮挡基片进行油墨喷涂并形成激光切割道，随后激光沿着激光切割道的区域进行切割，以实现直接切割均质的UTG基片，期间不会出现因为油墨喷涂不均匀造成的激光散射而引发相应的切割缺陷。
Description
技术领域
本发明属于玻璃基片生产和加工的技术领域，具体而言，涉及一种网格掩墨喷涂治具及基于网格掩墨喷涂治具的切割加工方法。
背景技术
超薄玻璃基片(UTG基片)作为可折叠盖板的重要组成部分，为实现更小或甚至R＝2mm的弯折半径的效果，超薄基片自身质量是关键。尤其是UTG基片被切割成特定尺寸后，其边部的特殊处理，即需要去除因切割产生的崩边、微裂纹等缺陷，从而避免基片在弯折的时候由于微裂纹等造成玻璃的破碎。总体而言，需要解决两个方面的问题：1)采取何种切割方式以获得相对平直的边部质量；2)采取抛光等方式去除边部缺陷。
目前，轮刀式切割局限于直线切割，在进行产品异形(导R角)切割方面仍然面临困难，再者未经化学强化处理的100um左右的UTG基片非常易碎，它难以承受轮刀切割时的机械压力出现高比例碎片，或者产生非期望的基片边部的明显崩片、缺角等缺陷。这些缺陷对于后续的边部抛光是非常致命的缺陷，可能直接导致基片的报废。因此，寻找合适的切割方式获得边部平直的基片是重要的工作组成。
相比而言，激光非机械力作用的切割能够获得更好的边部切割效果而可能成为未来超薄基片切割的主流方式，激光切割是指将激光束照射在工件表面时释放的能量使工件融化并蒸发，以达到切割分片的目的。激光切割没有对玻璃表面施加压力，所以不会造成玻璃基材破片，同时可以做各种各样异形切割。
另一方面，UTG基片在加工和转运过程极易易发生玻璃表面划伤或相互挤压撑伤等质量缺陷，目前，采取在玻璃双表面喷涂防护油墨方式降低或避免上述问题的发生，并形成了UTG基片喷涂防护油墨-切割-边部抛光-化学强化的加工过程。最终在经过化学强化处理的UTG基片上涂布功能膜涂形成可折叠的盖板。
为此，通常的实施方式为：在UTG超薄基片喷涂防护油墨后进行激光切割或者期望的尺寸进行后续的加工。然而，UTG基片表面均匀喷涂油墨是一项非常艰巨的任务，尤其要消除相关的气泡、确保膜层厚薄均匀、颜色均匀、喷涂环境洁净等是非常困难的。同时，也由于激光切割道上常常遇见喷涂不均匀的情况而导致激光在该区域出现散射的问题，最终导致激光切割玻璃不彻底，分片困难或严重崩边等缺陷，如图1、图2所示，图中圆圈内为激光切割道遇到油墨喷涂不均匀的地方引起激光被散射，从而导致玻璃切割不彻底；如图3、图4所示，为喷涂油墨后切割不彻底造成的大崩边等缺陷，达到10um左右；因此，上述缺陷严重影响后续的边部抛光制程。
发明内容
鉴于此，为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种网格掩墨喷涂治具及基于网格掩墨喷涂治具的切割加工方法通过规避直接切割满版喷涂防护油墨的UTG基片，而采用遮挡基片进行油墨喷涂并形成激光切割道，随后激光沿着激光切割道的区域进行切割，以实现直接切割均质的UTG基片，期间不会出现因为油墨喷涂不均匀造成的激光散射而引发相应的切割缺陷。
本发明所采用的技术方案为：一种网格掩墨喷涂治具，包括母座，还包括上子座和下子座，所述上子座和下子座均设有网状格栅且两网状格栅对应重叠，所述母座设为环形框架，上子座和下子座均与环形框架相装配且上子座和下子座之间形成装配空间，并用于装配玻璃基片。
进一步地，所述上子座通过定位销装配于所述环形框架的端部所在表面上，以实现对上子座的稳定装配。
进一步地，所述下子座嵌套于所述环形框架的内部，且环形框架的内环孔壁上设有多个支撑柱，通过各个支撑柱实现对下子座进行活动装配，便于后期对下子座、母座的拆卸。
进一步地，所述环形框架的内环孔设有环形状的下沉台，该下沉台与所述下子座的表面相平齐，以实现对玻璃基片进行稳定的装夹。
进一步地，各所述支撑柱对称布置于所述环形框架的内环孔壁上，以对下子座提供均衡的支撑作用力。
进一步地，所述环形框架呈矩形状，环形框架的具体结构是根据玻璃基片的产品外形确定，有关网格形状和大小并无限制，即网格可以为矩形形状，也可以为直角部位进行倒角圆弧处理后的圆弧形状。
本发明还提供了一种基于网格掩墨喷涂治具的切割加工方法，该切割加工方法基于上述的网格掩墨喷涂治具，其包括：
(1)提供超薄玻璃基片；
(2)将超薄玻璃基片置入网格掩墨喷涂治具中；
(3)对网格掩墨喷涂治具中的超薄玻璃基片进行满版喷涂；
(4)对喷涂完成的超薄玻璃基片进行激光切割，且激光切割的路径为超薄玻璃基片上由网状格栅所掩墨部分形成的激光切割道。
进一步地，所述步骤(2)的具体步骤如下：
1)将下子座与母座之间装配并形成初态组合治具；
2)将超薄玻璃基片放置在初态组合治具的对应位置上；
3)将上子座与母座之间装配并形成终态组合治具，该终态组合治具的装配空间对超薄玻璃基片进行装夹。
进一步地，所述步骤3)中，将终态组合治具中上子座拆卸之后，将喷涂完成的玻璃基片留存于初态组合治具上，通过初态组合治具对玻璃基片进行转移，一方面，在对UTG基片进行转移过程中，由于有初态组合治具的防护，可防止对玻璃基片产生划伤、撑伤等；另一方面，可对玻璃基片进行直接定位，无需二次定位，提升了加工效率和加工精度。
进一步地，所述玻璃基片采用UTG基片，提升UTG基片的切割成品率。
本发明的有益效果为：
1.采用本发明所公开的网格掩墨喷涂治具，其通过上子座、母座和下子座对UTG基片进行装夹，且上子座和下子座上的网状格栅对喷涂进行遮挡，随着油墨的喷涂能够预留出激光切割道，以实现在激光切割时直接切割均质的UTG基片，确保了切割质量，其切割后的边部毛刺、崩边等缺陷尺寸可以控制在4um以内，相对于直接切割喷涂油墨区域的10um以上缺陷尺寸而言获得明显改善，有利于后续边部抛光加工促进质量和成品率的提升。
2.采用本发明所公开的网格掩墨喷涂治具，由于该治具对UTG基片的遮挡部分极少，实现了UTG基片几乎满版的防护油墨喷涂，对UTG基片的面部防划伤、撑伤具有有效结果。
3.采用本发明所公开的网格掩墨喷涂治具，上子座、母座、下子座相互之间可以分离，并将UTG基片最终留存在母座上，并通过母座的转移进行激光切割，实现喷涂与激光切割工序UTG基片的方便转接。
附图说明
图1是现有的UTG基片在激光切割时UTG基片切割不彻底的示例一；
图2是现有的UTG基片在激光切割时UTG基片切割不彻底的示例二；
图3是现有的UTG基片在激光切割时UTG基片切割不彻底导致大崩边缺陷示例一；
图4是现有的UTG基片在激光切割时UTG基片切割不彻底导致大崩边缺陷示例二；
图5是本发明提供的网格掩墨喷涂治具中UTG基片喷涂后的截面示意图；
图6是本发明提供的网格掩墨喷涂治具中上子座的结构示意图；
图7是本发明提供的网格掩墨喷涂治具中母座的结构示意图；
图8是本发明提供的网格掩墨喷涂治具中下子座的结构示意图；
图9是本发明提供的网格掩墨喷涂治具的分解结构示意图；
图10是本发明提供的网格掩墨喷涂治具的组装整体结构示意图；
附图中标注如下：
1-上子座，2-母座，3-下子座，4-网状格栅，5-UTG基片，6-支撑柱，7-定位销，8-激光切割道，9-防护油墨。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义；实施例中的附图用以对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
实施例1
如图6-图10所示，在本实施例中具体提供了一种网格掩墨喷涂治具，包括母座2、上子座1和下子座3，以母座2作为基本的载体，所述母座2设为环形框架，环形框架呈矩形状，在实际运用中，有关网格形状和大小并无限制，即网格可以为矩形形状，也可以为直角部位进行倒角圆弧处理后的圆弧形状；上子座1和下子座3均与环形框架相装配，并且上子座1、环形框架和下子座3三者是呈相互平行的状态且上子座1和下子座3之间形成玻璃基片的装配空间，该装配空间实现对玻璃基片的稳定装夹。在所述上子座1和下子座3上均设有网状格栅4，且当上子座1和下子座3均按照预定位置装配至母座2上时，两网状格栅4呈对应重叠，即：上子座1的网状格栅4部分和下子座3的网状格栅4部分是相互对称的，在本实施例中，网状格栅4包括若干个矩形网格，优选的，所述玻璃基片为超薄玻璃基片(即：UTG基片5)。
将所述上子座1通过定位销7装配于所述环形框架的端部所在表面上，在环形框架的各边框上均开设有两个定位销孔且上子座1上开设有与各所述定位销孔对应匹配的插销孔，将上子座1重合在所述环形框架的端部表面上，再分别将各个定位销7依次穿过各个插销孔后，装入对应的定位销孔内，以实现对上子座1的正确装配并进行定位锁紧。
下子座3与环形框架的外形相匹配，将所述下子座3嵌套于所述环形框架的内部，且环形框架的内环孔壁上设有多个支撑柱6，各个支撑柱6用于对下子座3提供支撑作用力，且为保证下子座3的平稳安装，将各个支撑柱6设置于同一水平面上，同时，为保证各个支撑柱6不会对后续的喷涂工艺产生阻挡或遮挡，将支撑柱6的长度进行适应性的限制，该支撑柱6的长度不应超过下子座3的网状格栅4边缘宽度，当下子座3嵌套在环形框架的内部时，支撑柱6不会伸长至网状格栅4的喷涂区域内。优选的，将各所述支撑柱6对称布置于所述环形框架的内环孔壁上，在环形框架的内环孔的长边侧壁上均设有两个所述支撑柱6。
所述环形框架的内环孔设有环形状的下沉台，该下沉台与环形框架的内环孔相匹配且下沉台与所述下子座3的表面相平齐，以实现对UTG基片5的平稳装夹。
实施例2
如图5所示，在实施例1的基础上，在本实施例中，具体提供了适用于网格掩墨喷涂治具的切割加工方法，该网格掩墨喷涂治具中装夹有UTG基片5，该切割加工方法中应用实施例1中提供的网格掩墨喷涂治具，其具体步骤如下：
(1)选取超薄玻璃基片待用；
(2)将超薄玻璃基片置入网格掩墨喷涂治具中，其具体步骤如下：
1)将下子座3与母座2之间装配并形成初态组合治具，使下子座3嵌套在母座2内部并通过母座2内部的各个支撑柱6对下子座3提供良好的支撑作用；
2)将UTG基片5放置在初态组合治具的对应位置上，即将UTG基片5装入至母座2与下子座3所形成的凹槽内；
3)通过各个定位销7进行对应装配，将上子座1与母座2之间装配并形成终态组合治具，以完成对UTG基片5的装夹，此时，UTG基片5被装夹牢固；
(3)对网格掩墨喷涂治具中的超薄玻璃基片进行满版喷涂；具体如下：
将终态组合治具置于喷涂机中，对终态组合治具的双面均进行满版喷涂并最终完成对UTG基片5的喷涂，由于终态组合治具采用网状格栅4对喷涂掩墨防护，在后续切割加工过程中，规避因防护油墨9导致激光作用对切割带来的质量缺陷，以达到对成品率的提升；
(4)对喷涂完成的UTG基片5进行激光切割，由于上子座1和下子座3上均有网状格栅4部分，则会导致在喷涂过程中网状格栅4部分会对防护油墨9喷涂遮挡以形成激光切割道8，因此，在后续进行激光切割工艺中，激光切割的路径为UTG基片5上网状格栅4掩墨部分形成的激光切割道8。
目前工业用激光是1064um红外激光，激光切割对UTG基片5红外光透过率达到80％以上时激光能量转换率可达到最高；基于激光切割对玻璃基材红外光透过率的要求，要求UTG基片5表面均匀、洁净度高且无异物遮挡光束，故在UTG基片5喷涂防护油墨9时，依据产品外形设计需求，采用网状格栅4进行掩墨防护，达到激光切割线路表面平整洁净度高，激光红外光透过率高。
在本实施例中采用1064nm的脉冲激光光源进行0.07mm非强化基片的切割，切割后多点位置边部毛刺分别为2.1um，2.7um，1.8um，相对于切割道喷涂有保护油墨的基片而言，具有更优异的质量；基于本实施例中喷涂油墨的基片进行叠片抛光清洗后表明无划伤现象，且结果表明该方式喷涂的保护油墨既有利于边部质量的改善同时还避免了玻璃表面出现的划伤质量缺陷。
为实现UTG基片5的转移过程中更加方便快捷且在激光切割时，无需对UTG进行二次定位，将终态组合治具中上子座1拆卸之后，将喷涂完成的UTG基片5留存于初态组合治具上，并通过初态组合治具对UTG基片5进行转移，通过在激光切割工位设置配套的治具，该治具与初态组合治具相互配合即可完成对UTG基片5的定位；然后，取下初态组合治具并最终完成对UTG基片5的激光切割，一方面，在对UTG基片5进行转移过程中，由于有初态组合治具的防护，可防止对UTG基片5产生划伤、撑伤等；另一方面，可对UTG基片5进行直接定位，无需二次定位，提升了加工效率和加工精度。
本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种网格掩墨喷涂治具，包括母座，其特征在于，还包括上子座和下子座，所述上子座和下子座均设有网状格栅且两网状格栅对应重叠，所述母座设为环形框架，上子座和下子座均与环形框架相装配且上子座和下子座之间形成装配空间，并用于装配玻璃基片。
2.根据权利要求1所述的网格掩墨喷涂治具，其特征在于，所述上子座通过定位销装配于所述环形框架的端部所在表面上。
3.根据权利要求1所述的网格掩墨喷涂治具，其特征在于，所述下子座嵌套于所述环形框架的内部，且环形框架的内环孔壁上设有多个支撑柱。
4.根据权利要求3所述的网格掩墨喷涂治具，其特征在于，所述环形框架的内环孔设有环形状的下沉台，该下沉台与所述下子座的表面相平齐。
5.根据权利要求3所述的网格掩墨喷涂治具，其特征在于，各所述支撑柱对称布置于所述环形框架的内环孔壁上。
6.根据权利要求1所述的网格掩墨喷涂治具，其特征在于，所述环形框架呈矩形状。
7.一种基于网格掩墨喷涂治具的切割加工方法，其特征在于，该切割加工方法基于如权利要求1-6任意一项所述的网格掩墨喷涂治具，其包括：
(1)提供超薄玻璃基片；
(2)将超薄玻璃基片置入网格掩墨喷涂治具中；
(3)对网格掩墨喷涂治具中的超薄玻璃基片进行满版喷涂；
(4)对喷涂完成的超薄玻璃基片进行激光切割，且激光切割的路径为超薄玻璃基片上由网状格栅所掩墨部分形成的激光切割道。
8.根据权利要求7所述的基于网格掩墨喷涂治具的切割加工方法，其特征在于，所述步骤(2)的具体步骤如下：
1)将下子座与母座之间装配并形成初态组合治具；
2)将超薄玻璃基片放置在初态组合治具的对应位置上；
3)将上子座与母座之间装配并形成终态组合治具，该终态组合治具的装配空间对超薄玻璃基片进行装夹。
9.根据权利要求8所述的基于网格掩墨喷涂治具的切割加工方法，其特征在于，所述步骤3)中，将终态组合治具中上子座拆卸之后，将喷涂完成的玻璃基片留存于初态组合治具上，通过初态组合治具对玻璃基片进行转移。
10.根据权利要求7、8或9所述的基于网格掩墨喷涂治具的切割加工方法，其特征在于，所述超薄玻璃基片采用UTG基片。
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