CN113800759A - 一种提高强化玻璃切割质量的切割方法及切割系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于激光切割技术领域，具体涉及一种提高强化玻璃切割质量的切割方法及切割系统，本切割方法包括：在玻璃的其中一面贴合一层PE自粘膜；朝向玻璃的另一面输出相应贝塞尔光束，并使该贝塞尔光束按设定路径移动对玻璃进行切割；本发明通过在玻璃的其中一面贴合一层PE自粘膜，并对玻璃上未贴PE自粘膜的一面进行切割，能够解决玻璃切割过程中乱崩开的问题，提高切割质量，还可以增大工艺窗口，提高稳定性，通过贴合PE自粘膜能够使玻璃与PE自粘膜之间紧密的贴合，从而在切割完成后固定样品，避免因应力释放自动裂开导致的乱飞，同时能够提高玻璃的切割质量和一致性，边缘崩边小于10um。
Description
技术领域
本发明属于激光切割技术领域，具体涉及一种提高强化玻璃切割质量的切割方法及切割系统。
背景技术
化学强化玻璃是通过离子交换工艺将玻璃表面体积较小的钠离子置换为体积较大的钾离子，在玻璃表面形成深度为几十微米压应力层的一种特殊玻璃。与普通玻璃相比，化学强化玻璃具有更高的机械强度和热稳定性，被广泛应用于手机、平板电脑等电子设备的显示屏。
激光切割技术是一种无接触、热损伤小、加工灵活的精密加工技术，是加工透明材料的最佳选择。现在越来越多的玻璃切割采用超快激光搭配贝塞尔切割头的加工方式，高峰值功率密度的激光会引起强烈的非线性吸收，导致焦点附近的材料发生改性，改性区沿着激光扫描方向延伸,从而使得玻璃可以沿着改性截面断裂，从而获得极佳的边缘质量。
正因为强化玻璃在上下表面各有一层厚度为几十微米的压应力层，而玻璃内部存在相对较弱的拉应力，使表面压应力与内部的拉应力形成了静态平衡。而当激光脉冲作用到强化玻璃，覆盖整个厚度时，表面产生损伤，打破应力平衡，强化玻璃极易沿切割道裂开甚至破碎。所以在生产各种形状和尺寸强化玻璃的工艺流程中，切割分离加工必须在化学强化步骤之前完成，这导致加工过程繁琐，效率较低，灵活性较差。当切割已强化过的玻璃时，加工质量往往不稳定，且工艺窗口较窄。
因此，亟需开发一种新的提高强化玻璃切割质量的切割方法及切割系统，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种提高强化玻璃切割质量的切割方法及切割系统。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种提高强化玻璃切割质量的切割方法，其包括：在玻璃的其中一面贴合一层PE自粘膜；朝向玻璃的另一面输出相应贝塞尔光束，并使该贝塞尔光束按设定路径移动对玻璃进行切割。
在其中一个实施例中，所述玻璃为强化玻璃。
在其中一个实施例中，所述朝向玻璃的另一面输出相应贝塞尔光束，并使该贝塞尔光束按设定路径移动对玻璃进行切割的方法包括：将贴合PE自粘膜的玻璃放置在XY移动平台上，且玻璃上贴有PE自粘膜的一面吸附在XY移动平台上；在XY移动平台上设置Z轴，且在Z轴上安装贝塞尔切割头；通过激光器向贝塞尔切割头输出激光，以使贝塞尔切割头转换成相应贝塞尔光束朝向玻璃上未贴PE自粘膜的一面输出；通过XY移动平台、Z轴联动使该贝塞尔光束按设定路径移动对玻璃进行切割。
在其中一个实施例中，激光器依次通过扩束镜、反射镜将激光输入贝塞尔切割头，即通过贝塞尔切割头将激光器输出的高斯光束转换为贝塞尔光束。
另一方面，本发明提供一种提高强化玻璃切割质量的切割系统，其包括：XY移动平台、Z轴、激光器和贝塞尔切割头；其中在玻璃的其中一面贴合一层PE自粘膜；所述Z轴位于XY移动平台的上方，所述贝塞尔切割头安装在Z轴上；所述XY移动平台吸附玻璃上贴有PE自粘膜的一面；所述激光器向贝塞尔切割头输出激光，以使所述贝塞尔切割头转换成相应贝塞尔光束朝向玻璃上未贴PE自粘膜的一面输出；所述XY移动平台、Z轴联动使该贝塞尔光束按设定路径移动对玻璃进行切割。
在其中一个实施例中，所述切割系统还包括：贴膜装置；所述贴膜装置适于在玻璃的其中一面贴合一层PE自粘膜。
在其中一个实施例中，所述玻璃为强化玻璃。
在其中一个实施例中，所述切割系统还包括：扩束镜、反射镜；所述激光器依次通过扩束镜、反射镜将激光输入贝塞尔切割头。
在其中一个实施例中，所述PE自粘膜为30-100um。
在其中一个实施例中，所述激光器采用皮秒激光器或飞秒激光器；所述激光器的波长为1064nm或532nm。
本发明的有益效果是，本发明通过在玻璃的其中一面贴合一层PE自粘膜，并对玻璃上未贴PE自粘膜的一面进行切割，能够解决玻璃切割过程中乱崩开的问题，提高切割质量，还可以增大工艺窗口，提高稳定性，通过贴合PE自粘膜能够使玻璃与PE自粘膜之间紧密的贴合，从而在切割完成后固定样品，避免因应力释放自动裂开导致的乱飞，同时能够提高玻璃的切割质量和一致性，边缘崩边小于10um。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，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。
图1是本发明的提高强化玻璃切割质量的切割方法的流程图；
图2是本发明的输出贝塞尔光束方法的流程图；
图3是本发明的切割系统的结构框图；
图4是玻璃未贴膜切割的效果图；
图5是玻璃未贴膜切割的另一效果图；
图6是本发明的玻璃贴膜后切割的效果图。
图中：
XY移动平台1、激光器2、贝塞尔切割头3、玻璃4、PE自粘膜5、扩束镜6、反射镜7。
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，下面将结合附图对本发明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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
实施例1
在本实施例中，如图1至图6所示，本实施例提供了一种提高强化玻璃切割质量的切割方法，其包括：在玻璃4的其中一面贴合一层PE自粘膜5；朝向玻璃4的另一面输出相应贝塞尔光束，并使该贝塞尔光束按设定路径移动对玻璃4进行切割。
在本实施例中，本实施例通过在玻璃4的其中一面贴合一层PE自粘膜5，并对玻璃4上未贴PE自粘膜5的一面进行切割，能够解决玻璃4切割过程中乱崩开的问题，提高切割质量，还可以增大工艺窗口，提高稳定性，通过贴合PE自粘膜5能够使玻璃4与PE自粘膜5之间紧密的贴合，从而在切割完成后固定样品，避免因应力释放自动裂开导致的乱飞，同时能够提高玻璃4的切割质量和一致性，边缘崩边小于10um。
在本实施例中，PE自粘膜5是一种无胶自粘的保护膜，颜色有透明膜、蓝膜、乳白膜、黑白膜等多种，是一种特别适合高端产品表面的保护膜，性能很稳定；剥离稳定：容易撕除；不含胶水，撕除后不会对保护的表面造成不利印象；不会影响被粘材料质量；晶点少，延展性好、防水、防尘、透明度高，耐温性优异，无毒无味，安全环保；广泛应用在五金产品、塑胶产品、光电产品等。
在本实施例中，PE自粘膜5的厚度在30-100um之间，优选为40um、50um、80um、90um；且PE自粘膜5的厚度薄有利于使玻璃4裂开取料，PE自粘膜5的厚度厚能够提升玻璃4的稳定性，使得边缘崩边更小。
在本实施例中，所述玻璃4为强化玻璃。
在本实施例中，所述朝向玻璃的另一面输出相应贝塞尔光束，并使该贝塞尔光束按设定路径移动对玻璃进行切割的方法包括：将贴合PE自粘膜5的玻璃4放置在XY移动平台1上，且玻璃4上贴有PE自粘膜5的一面吸附在XY移动平台1上；在XY移动平台1上设置Z轴，且在Z轴上安装贝塞尔切割头3；通过激光器2向贝塞尔切割头3输出激光，以使贝塞尔切割头3转换成相应贝塞尔光束朝向玻璃4上未贴PE自粘膜5的一面输出；通过XY移动平台1、Z轴联动使该贝塞尔光束按设定路径移动对玻璃4进行切割。
在本实施例中，激光器2依次通过扩束镜6、反射镜7将激光输入贝塞尔切割头3，即通过贝塞尔切割头3将激光器2输出的高斯光束转换为贝塞尔光束。
在本实施例中，所用激光器2为皮秒级(＜15ps)或飞秒级(＜800fs)，波长可以是1064nm或532nm；用的激光能量弱，玻璃4切不透，裂不开；能量过大，整块玻璃4可能碎掉，因此需要选择适当参数输出激光。
在本实施例中，所用激光器2为超快激光，热输入很小，不会对底部的PE自粘膜5的膜层产生损伤或软化问题。
如图4至图5所示，玻璃4未贴膜切割会造成至少60um的崩边，
如图6所示，玻璃4贴膜切割后仅造成不超过8.03um的崩边。
实施例2
在实施例1的基础上，本实施例提供一种提高强化玻璃切割质量的切割系统，其包括：XY移动平台1、Z轴、激光器2和贝塞尔切割头3；其中在玻璃4的其中一面贴合一层PE自粘膜5；所述Z轴位于XY移动平台1的上方，所述贝塞尔切割头3安装在Z轴上；所述XY移动平台1吸附玻璃4上贴有PE自粘膜5的一面；所述激光器2向贝塞尔切割头3输出激光，以使所述贝塞尔切割头3转换成相应贝塞尔光束朝向玻璃4上未贴PE自粘膜5的一面输出；所述XY移动平台1、Z轴联动使该贝塞尔光束按设定路径移动对玻璃4进行切割。
在本实施例中，所述切割系统还包括：贴膜装置；所述贴膜装置适于在玻璃4的其中一面贴合一层PE自粘膜5。
在本实施例中，通过手动对玻璃4贴膜或者通过贴膜装置对玻璃4贴膜，贴膜装置可以采用简单的静电贴膜装置对玻璃4进行贴膜。
在本实施例中，所述玻璃4为强化玻璃。
在本实施例中，所述切割系统还包括：扩束镜6、反射镜7；所述激光器2依次通过扩束镜6、反射镜7将激光输入贝塞尔切割头3。
在本实施例中，扩束镜6主要起把激光器发出激光的初始光斑扩大，并能够准直光束。
在本实施例中，反射镜7主要起调整激光的入射角度的作用，能够使得激光器2发出的激光正好进入贝塞尔切割头3。
在本实施例中，所述PE自粘膜5为30-100um。
在本实施例中，所述激光器2采用皮秒激光器或飞秒激光器；所述激光器2的波长为1064nm或532nm。
综上所述，本发明通过在玻璃的其中一面贴合一层PE自粘膜，并对玻璃上未贴PE自粘膜的一面进行切割，能够解决玻璃切割过程中乱崩开的问题，提高切割质量，还可以增大工艺窗口，提高稳定性，通过贴合PE自粘膜能够使玻璃与PE自粘膜之间紧密的贴合，从而在切割完成后固定样品，避免因应力释放自动裂开导致的乱飞，同时能够提高玻璃的切割质量和一致性，边缘崩边小于10um。
本申请中选用的各个器件(未说明具体结构的部件)均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。
在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种提高强化玻璃切割质量的切割方法，其特征在于，包括：
在玻璃的其中一面贴合一层PE自粘膜；
朝向玻璃的另一面输出相应贝塞尔光束，并使该贝塞尔光束按设定路径移动对玻璃进行切割。
2.如权利要求1所述的提高强化玻璃切割质量的切割方法，其特征在于，
所述玻璃为强化玻璃。
3.如权利要求1所述的提高强化玻璃切割质量的切割方法，其特征在于，
所述朝向玻璃的另一面输出相应贝塞尔光束，并使该贝塞尔光束按设定路径移动对玻璃进行切割的方法包括：
将贴合PE自粘膜的玻璃放置在XY移动平台上，且玻璃上贴有PE自粘膜的一面吸附在XY移动平台上；
在XY移动平台上设置Z轴，且在Z轴上安装贝塞尔切割头；
通过激光器向贝塞尔切割头输出激光，以使贝塞尔切割头转换成相应贝塞尔光束朝向玻璃上未贴PE自粘膜的一面输出；
通过XY移动平台、Z轴联动使该贝塞尔光束按设定路径移动对玻璃进行切割。
4.如权利要求3所述的提高强化玻璃切割质量的切割方法，其特征在于，
激光器依次通过扩束镜、反射镜将激光输入贝塞尔切割头，即
通过贝塞尔切割头将激光器输出的高斯光束转换为贝塞尔光束。
5.一种提高强化玻璃切割质量的切割系统，其特征在于，包括：
XY移动平台、Z轴、激光器和贝塞尔切割头；其中
在玻璃的其中一面贴合一层PE自粘膜；
所述Z轴位于XY移动平台的上方，所述贝塞尔切割头安装在Z轴上；
所述XY移动平台吸附玻璃上贴有PE自粘膜的一面；
所述激光器向贝塞尔切割头输出激光，以使所述贝塞尔切割头转换成相应贝塞尔光束朝向玻璃上未贴PE自粘膜的一面输出；
所述XY移动平台、Z轴联动使该贝塞尔光束按设定路径移动对玻璃进行切割。
6.如权利要求5所述的提高强化玻璃切割质量的切割系统，其特征在于，所述切割系统还包括：贴膜装置；
所述贴膜装置适于在玻璃的其中一面贴合一层PE自粘膜。
7.如权利要求5所述的提高强化玻璃切割质量的切割系统，其特征在于，
所述玻璃为强化玻璃。
8.如权利要求5所述的提高强化玻璃切割质量的切割系统，其特征在于，所述切割系统还包括：扩束镜、反射镜；
所述激光器依次通过扩束镜、反射镜将激光输入贝塞尔切割头。
9.如权利要求5所述的提高强化玻璃切割质量的切割系统，其特征在于，
所述PE自粘膜为30-100um。
10.如权利要求5所述的提高强化玻璃切割质量的切割系统，其特征在于，
所述激光器采用皮秒激光器或飞秒激光器；
所述激光器的波长为1064nm或532nm。
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