CN203333469U - 一种激光切割玻璃装置 - Google Patents

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肖阳春
任建华
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Suzhou New Cloud Ultraprecision Technology Co ltd
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Abstract

一种激光切割玻璃装置，它涉及激光加工制造领域，机器平台(8)的上方中部设置有玻璃载台模块(9),机器平台(8)的两端上方安装有Y2线性模组(6)和Y1线性模组(11),Y2线性模组(6)和Y1线性模组(11)的上方安装有X轴线性模组(7),X轴线性模组(7)的一侧设置有Z轴模组(3),Z轴模组(3)的上方设置有光学控制模块(4)和影象单元(5)，且光学控制模块(4)通过传导光纤(2)和激光发生器(1)连接。它切割后完全无微裂纹，无需进行二次研磨抛光，降低制造成本，不会造成材料损耗，可切割成任意形状的异形玻璃产品，多片玻璃叠加在一起一次切割，提高生产效率。

Description

一种激光切割玻璃装置
技术领域：
本实用新型涉及激光加工制造领域，具体涉及一种激光切割玻璃装置。 
背景技术：
目前现有的玻璃等透明材料有以下几种切割方式：1、采用超硬工具进行切割分离,其切割流程一般为：首先用金刚石刀轮或硬质合金刀轮或高硬度金属轮，在玻璃表面划出一条刻痕，再采用机械手段将玻璃沿刻痕线分割开。这种方法切割的玻璃边缘不平滑，有微小裂痕，材料上残存不对称边缘应力及残留碎屑。对于很多应用，碎屑及局部应力所造成的微裂纹会导致器件失灵及易损坏，所以必须进行切割后边缘的打磨与抛光，强化切割边缘，并用水清洗或超声波清洗。后续的处理工序及低成品率，及经常更换刀具，都增加了玻璃制品的制造成本；2、振镜扫描式激光玻璃切割，通过振镜使聚焦后的激光束沿切割线重复扫描到加工的玻璃上，切割线上的玻璃材料气化，从而进行玻璃切割分离。此方法切割的玻璃，良率与金刚石切割比较有所提高，但会产生30um-200um的微裂纹，高品质玻璃还是需要进行打磨抛光、清洗；3、激光引致分离:先用金刚石刀轮在切割起始点产生起始裂纹，再使用波长为10.6um的CO2激光器从起始裂纹处开始沿切割线进行照射加热玻璃表面，玻璃表层压缩应力加大，但不损坏表面，紧接着用用气体或液体对切割线进行快速冷却，温度的骤然变化使玻璃表面产生较高的张应力，从而导致玻璃表面开裂。此切割方 法仅用于玻璃表面划线开裂，并不能完全断开玻璃，需再用手工或裂片机进行二次裂片。仅限于切割直线，无法切割异形玻璃。 
实用新型内容：
本实用新型的目的是提供一种激光切割玻璃装置，它具有以下优点：1、切割后完全无微裂纹，无需进行二次研磨抛光，降低制造成本，不会造成材料损耗；2、一次性切割开，无需进行二次裂片工艺；3、切割边缘平均粗糙度小于0.5um，因优秀的切割质量及自然回火效应，四点按压测试，边缘强度提高到600Mpa，与机械切割打磨抛光后相比，切割件整体强度提高80%以上，改善切割后部件抗损坏能力；4、可切割成任意形状的异形玻璃产品；5、可多片玻璃叠加在一起一次切割，提高生产效率；6、可切割平板或圆管玻璃。 
为了解决背景技术所存在的问题，本实用新型采用以下技术方案：它包含激光发生器1、传导光纤2、Z轴模组3、光学控制模块4、影象单元5、Y2线性模组6、X轴线性模组7、机器平台8、玻璃载台模块9和Y1线性模组11，机器平台8的上方中部设置有玻璃载台模块9,机器平台8的两端上方安装有Y2线性模组6和Y1线性模组11,Y2线性模组6和Y1线性模组11的上方安装有X轴线性模组7,X轴线性模组7的一侧设置有Z轴模组3,Z轴模组3的上方设置有光学控制模块4和影象单元5，且光学控制模块4通过传导光纤2和激光发生器1连接。 
所述的玻璃载台模块9包含电磁吸附平台9-1、反射镜9-2、真空夹具9-3和离子风机9-4,被切割玻璃10吸附在真空夹具9-3上，真空夹具9-3的下方设置有反射镜9-2，且真空夹具9-3内部设置有离子风机9-4,反射镜9-2的下方设置有电磁吸附平台9-1。 
所述的光学控制模块4包含线偏振激光束4-1、激光合成器4-2、偏振分束镜4-3、四分之一波片4-4、聚焦镜4-5、前全反镜4-6、二分之一波片4-7和后全反镜4-8，线偏振激光束4-1经四分之一波片4-4后照射并穿过被切割玻璃10，线偏振激光束4-1经反射镜9-2后沿原光路反射回四分之一波片4-4，当线偏振激光束4-1二次穿过四分之一波片4-4后，其偏振方向转过了2α，光束被偏振分束镜4-3反射到前全反镜4-6，经二分之一波片4-7后线偏振激光束偏振方向再次转过2α，回到原发射时偏振状态，并经激光合成器4-2进行激光束合成，线偏振激光束4-1进入循环振荡状态，并对被切割玻璃进行不间断往返穿透照射，玻璃多次吸收激光能量而导致分离。 
所述的激光发生器1为灯泵激光器、半导体激光器、光纤激光器。 
所述的激光发生器1发射的激光束为随机偏振光。 
本实用新型具有以下有益效果：1、切割后完全无微裂纹，无需进行二次研磨抛光，降低制造成本，不会造成材料损耗；2、一次性切割开，无需进行二次裂片工艺；3、切割边缘平均粗糙度小于0.5um，因优秀的切割质量及自然回火效应，四点按压测试，边缘强度提高到600Mpa，与机械切割打磨抛光后相比，切割件整体强度提高80%以上，改善切割后部件抗损坏能力；4、可切割成任意形状的异形玻璃产品；5、可多片玻璃叠加在一起一次切割，提高生产效率；6、可切割平板或圆管玻璃。 
附图说明：
图1为本实用新型的结构示意图； 
图2为本实用新型玻璃载台模块的结构示意图； 
图3为本实用新型中光学控制模块的结构示意图。 
具体实施方式：
参照图1-3，本具体实施方式采取以下技术方案：它包含激光发生器1、传导光纤2、Z轴模组3、光学控制模块4、影象单元5、Y2线性模组6、X轴线性模组7、机器平台8、玻璃载台模块9和Y1线性模组11，机器平台8的上方中部设置有玻璃载台模块9,机器平台8的两端上方安装有Y2线性模组6和Y1线性模组11,Y2线性模组6和Y1线性模组11的上方安装有X轴线性模组7,X轴线性模组7的一侧设置有Z轴模组3,Z轴模组3的上方设置有光学控制模块4和影象单元5，且光学控制模块4通过传导光纤2和激光发生器1连接。 
所述的玻璃载台模块9包含电磁吸附平台9-1、反射镜9-2、真空夹具9-3和离子风机9-4,被切割玻璃10吸附在真空夹具9-3上，真空夹具9-3的下方设置有反射镜9-2，且真空夹具9-3内部设置有离子风机9-4,反射镜9-2的下方设置有电磁吸附平台9-1。 
所述的光学控制模块4包含线偏振激光束4-1、激光合成器4-2、偏振分束镜4-3、四分之一波片4-4、聚焦镜4-5、前全反镜4-6、二分之一波片4-7和后全反镜4-8，线偏振激光束4-1经四分之一波片4-4后照射并穿过被切割玻璃10，线偏振激光束4-1经反射镜9-2后沿原光路反射回四分之一波片4-4，当线偏振激光束4-1二次穿过四分之一波片4-4后，其偏振方向转过了2α，光束被偏振分束镜4-3反射到前全反镜4-6，经二分之一波片4-7后线偏振激光束偏振方向再次转过2α，回到原发射时偏振状态，并经激光合成器4-2进行激光束合成，线偏振激光束4-1进入循环振荡状态，并对被切割玻璃进行不间断往返穿透照射，玻璃多次吸收激光能量而导致分离。 
所述的激光发生器1为灯泵激光器、半导体激光器、光纤激光器。 
所述的激光发生器1发射的激光束为随机偏振光。 
本具体实施方式具有以下有益效果：1、切割后完全无微裂纹，无需进行二次研磨抛光，降低制造成本，不会造成材料损耗；2、一次性切割开，无需进行二次裂片工艺；3、切割边缘平均粗糙度小于0.5um，因优秀的切割质量及自然回火效应，四点按压测试，边缘强度提高到600Mpa，与机械切割打磨抛光后相比，切割件整体强度提高80%以上，改善切割后部件抗损坏能力；4、可切割成任意形状的异形玻璃产品；5、可多片玻璃叠加在一起一次切割，提高生产效率；6、可切割平板或圆管玻璃。 

Claims (5)

1.一种激光切割玻璃装置，其特征在于它包含激光发生器(1)、传导光纤(2)、Z轴模组(3)、光学控制模块(4)、影象单元(5)、Y2线性模组(6)、X轴线性模组(7)、机器平台(8)、玻璃载台模块(9)和Y1线性模组(11)，机器平台(8)的上方中部设置有玻璃载台模块(9),机器平台(8)的两端上方安装有Y2线性模组(6)和Y1线性模组(11),Y2线性模组(6)和Y1线性模组(11)的上方安装有X轴线性模组(7),X轴线性模组(7)的一侧设置有Z轴模组(3),Z轴模组(3)的上方设置有光学控制模块(4)和影象单元(5)，且光学控制模块(4)通过传导光纤(2)和激光发生器(1)连接。
2.根据权利要求1所述一种激光切割玻璃装置，其特征在于所述的玻璃载台模块(9)包含电磁吸附平台(9-1)、反射镜(9-2)、真空夹具(9-3)和离子风机(9-4),被切割玻璃(10)吸附在真空夹具(9-3)上，真空夹具(9-3)的下方设置有反射镜(9-2)，且真空夹具(9-3)内部设置有离子风机(9-4),反射镜(9-2)的下方设置有电磁吸附平台(9-1)。
3.根据权利要求1所述一种激光切割玻璃装置，其特征在于所述的激光发生器(1)为灯泵激光器。
4.根据权利要求1所述一种激光切割玻璃装置，其特征在于所述的激光发生器(1)为半导体激光器。
5.根据权利要求1所述一种激光切割玻璃装置，其特征在于所述的激光发生器(1)为光纤激光器。
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