DE202007001346U1 - Apparatus for cutting through articles of brittle material, e.g. glass or ceramic, by directed laser-induced stress cracking, includes concave reflectors with opening(s) for passage of laser radiation - Google Patents

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Abstract

In apparatus for cutting through articles of brittle material by inducing thermally induced stress cracks along a separation zone using directed laser radiation (8), in which the article is located between first and second, at least partially concave reflectors (10, 12), at least one of the reflectors has an opening (22) for passage of the radiation and/or the spacing of the reflectors is adjustable in the irradiation direction.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zum durchtrennenden Bearbeiten von Bauteilen aus sprödbrüchigem Material, insbesondere Glas, Keramik, Glaskeramik oder dergleichen, durch Erzeugen eines thermisch induzierten Spannungsrisses an dem Bauteil entlang einer Trennzone.The The invention relates to a device in the preamble of the claim 1 mentioned type for the cutting processing of components made of brittle material, in particular glass, ceramic, glass ceramic or the like, by Generating a thermally induced stress crack on the component along a separation zone.

Einrichtungen zum Bearbeiten von Bauteilen aus sprödbrüchigem Material sind beispielsweise durch DE 197 15 537 A1 , DE 196 16 327 A1 , WO 98/00266, DE 44 05 203 A1 , WO 93/20015, DE 43 05 106 , EP 0 448 168 A , JP 2000 281 373 A , Patent Abstracts of Japan, Veröffentlichungsnr. 10244386 A, den Aufsatz "Cutting Sheet Glass with the Beam of a Solid-State Laser" von Shepelov et al. (Welding International, Welding Institute. Abbington, GB, Band 14, Nr. 12, Dezember 2000(2012), S. 988–991, XP00998828, ISSN: 0950-07116), WO 2005/115678 A1 und WO 2005/107998 A1 bekannt.Devices for processing components made of brittle material are, for example, by DE 197 15 537 A1 . DE 196 16 327 A1 , WO 98/00266, DE 44 05 203 A1 , WO 93/20015, DE 43 05 106 . EP 0 448 168 A . JP 2000 281 373 A , Patent Abstracts of Japan, Pub. 10244386 A, the paper "Cutting Sheet Glass with the Beam of a Solid-State Laser" by Shepelov et al. (Welding International, Welding Institute, Abbington, GB, Vol. 14, No. 12, December 2000 (2012), pp. 988-991, XP00998828, ISSN: 0950-07116), WO 2005/115678 A1 and WO 2005/107998 A1 known.

Durch WO 02/48059 A1 ist eine Einrichtung zum durchtrennenden Bearbeiten von Bauteilen aus sprödbrüchigem Material, beispielsweise Glas, Keramik, Glaskeramik oder dergleichen, durch Erzeugen eines thermisch induzierten Spannungsrisses an dem Bauteil entlang einer Trennzone bekannt, die einen Laser zum Richten eines Laserstrahles auf das zu bearbeitende Bauteil aufweist, derart, daß das Bauteil den Laserstrahl gleich zeitig oder zeitlich aufeinanderfolgend entlang der Trennzone im wesentlichen an der gleichen Stelle oder an zueinander gering beabstandeten Stellen unter Teilabsorption wenigstens zweimal teilweise transmittiert.By WO 02/48059 A1 is a device for cutting through of components made of brittle material, For example, glass, ceramic, glass ceramic or the like, by Generating a thermally induced stress crack on the component along a separation zone known to be a laser for straightening a Laser beam has on the component to be machined, in such a way that the component the laser beam simultaneously or chronologically along the separation zone substantially in the same place or to each other at least two spaced spots with partial absorption partially transmitted.

Durch DE 102 40 033 B4 ist eine Einrichtung der betreffenden Art zum durchtrennenden Bearbeiten von Bauteilen aus sprödbrüchigem Material, insbesondere Glas, Keramik, Glaskeramik oder dergleichen bekannt durch Erzeugen eines thermisch induzierten Spannungsrisses an dem Bauteil entlang einer Trennzone, die Mittel zum Richten von Laserstrahlung auf das zu bearbeitende Bauteil sowie einen ersten Reflektor und einen zweiten Reflektor, zwischen denen während des Bearbeitungsvorganges das zu bearbeitende Bauteil angeordnet ist, aufweist. Die Reflektoren sind im Querschnitt wenigstens abschnittsweise konkav geformt, um die Laserstrahlung im Bereich der Trennzone zu bündeln. Bei der bekannten Einrichtung ist eine Strahlformungseinheit vorgesehen, die ein ringförmiges Strahlenbündel mit einem strahlungsfreien Zentralbereich formt, wobei der erste Reflektor im strahlungsfreien Zentralbereich hinter einem ersten Fokuspunkt steht und wobei eine Sammellinse vorhanden ist, die den ersten Reflektor umgibt und das auftreffende Strahlenbündel in das Werkstück in einen zweiten Fokuspunkt fokussiert.By DE 102 40 033 B4 is a device of the type in question for the cutting through of components made of brittle material, in particular glass, ceramic, glass ceramic or the like by generating a thermally induced stress crack on the component along a separation zone, the means for directing laser radiation to the component to be machined and a first reflector and a second reflector, between which the component to be machined is arranged during the machining process has. The reflectors are concave in cross-section at least partially formed in order to focus the laser radiation in the region of the separation zone. In the known device, a beam shaping unit is provided, which forms an annular beam with a radiation-free central region, wherein the first reflector is in the radiation-free central region behind a first focal point and wherein a converging lens is present, which surrounds the first reflector and the impinging beam in the workpiece focused in a second focus point.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art anzugeben, die einfacher aufgebaut und damit kostengünstiger herstellbar ist.Of the Invention is based on the object, a device in the preamble specify the type mentioned in claim 1, the simpler structure and thus cheaper can be produced.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene technische Lehre gelöst.These The object is achieved by the technical teaching specified in claim 1 solved.

Die Erfindung löst die zugrundeliegende Aufgabe dadurch, daß wenigstens einer der Reflektoren eine durchgehende Öffnung für den Durchtritt der Laserstrah lung aufweist. Durch diese Öffnung tritt der Laserstrahl in den Bereich zwischen dem ersten und zweiten Reflektor ein, so daß sie nachfolgend zwischen den Reflektoren hin- und herreflektiert wird, wobei in dem zu bearbeitenden Bauteil eine Mehrfachabsorption der Laserstrahlung auftritt, durch die das zu bearbeitende Bauteil entlang der Trennzone erwärmt wird und bei einer nachfolgenden Abkühlung des Bauteiles in der gewünschten Weise ein Sprödbruch entlang der Trennzone auftritt.The Invention solves the underlying object in that at least one of the reflectors a through opening for the Passing the Laserstrah ment has. Through this opening occurs the laser beam in the area between the first and second reflector one, so that she subsequently reflected back and forth between the reflectors, wherein in the component to be processed a multiple absorption of the laser radiation occurs, through which the component to be machined is heated along the separation zone and at a subsequent cooling of the Components in the desired Do a brittle fracture occurs along the separation zone.

Dadurch, daß die Laserstrahlung durch die Öffnung in dem Reflektor hindurchtritt, sind aufwendige Strahlformungseinheiten oder teiltransmissive Reflektorspiegel bei der erfindungsgemäßen Einrichtung nicht erforderlich. Auf diese Weise ist die erfindungsgemäße Vorrichtung wesentlich einfacher aufgebaut und damit kostengünstiger herstellbar.Thereby, that the Laser radiation through the opening in the reflector passes are complex beam forming units or partially transmissive reflector mirror in the inventive device not mandatory. In this way, the device according to the invention built much simpler and thus cheaper to produce.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung besteht darin, daß sie besonders robust sowohl im Aufbau als auch hinsichtlich eines stabilen Betriebes ist.One Another advantage of the device according to the invention is that she particularly robust in terms of both construction and stable operation is.

Eine weitere Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe ist im Anspruch 2 angegeben.A another solution the problem underlying the invention is specified in claim 2.

Der Lehre des Anspruchs 2 liegt der Gedanke zugrunde, den Abstand der Reflektoren in Strahlrichtung der Laserstrahlung zueinander einstellbar zu gestalten. Auf diese Weise ist hinsichtlich des Eintrags von Laserenergie in das zu bearbeitende Werkstück mit einem besonders einfachen und kostengünstigen Aufbau eine hohe Flexibilität erzielt. Insbesondere ermöglicht es die Lehre des Anspruchs 2, Bauteile unterschiedlicher Dicke und/oder unterschiedlicher Materialien mit derselben Einrichtung zu bearbeiten. Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung können beispielsweise Krümmungs radien und Abstand der Reflektoren zueinander so gewählt werden, daß die Reflektoren konfokal sind und der gemeinsame Fokus in dem zu bearbeitenden Bauteil liegt. Auf diese Weise erfolgt ein besonders intensiver Eintrag der Laserenergie in das zu bearbeitende Bauteil. Soll demgegenüber ein Bauteil bearbeitet werden, bei dem ein geringerer Eintrag von Laserenergie wünschenswert oder erforderlich ist, so kann dies erfindungsgemäß dadurch erreicht werden, daß der Abstand der Reflektoren zueinander so verändert wird, daß die Reflektoren nicht mehr konfokal sind, also beispielsweise der Fokus eines Reflektors oberhalb und der Fokus des anderen Reflektors unterhalb des Bauteiles liegt. Auf diese Weise kann der Eintrag von Laserenergie in das zu bearbeitende Bauteil an die jeweiligen Anforderungen angepaßt werden. Es ist somit nicht mehr erforderlich, eine Bearbeitung von Bauteilen unterschiedlicher Dicken und/oder Materialien mit unterschiedlichen Einrichtungen durchzuführen. Vielmehr kann die erfindungsgemäße Einrichtung für eine durchtrennende Bearbeitung von Bauteilen verwendet werden, deren Dicke und/oder Material innerhalb weiter Grenzen wählbar ist.The teaching of claim 2 is based on the idea to make the distance of the reflectors in the beam direction of the laser radiation to each other adjustable. In this way, with regard to the entry of laser energy into the workpiece to be machined with a particularly simple and inexpensive construction, a high degree of flexibility is achieved. In particular, the teaching of claim 2 makes it possible to machine components of different thicknesses and / or different materials with the same device. In the device according to the invention, for example, curvature radii and distance of the reflectors to each other can be chosen so that the reflectors are confocal and the common focus is in the component to be machined. In this way, a particularly intensive entry of the laser energy in the component to be machined. If, on the other hand, a component is to be processed in which a lesser input of laser energy is desirable or necessary, this can be achieved according to the invention in that the distance between the reflectors to each other is changed so that the reflectors are no longer confocal, so for example, the focus of a reflector above and the focus of the other reflector is below the component. In this way, the entry of laser energy into the component to be machined can be adapted to the respective requirements. It is therefore no longer necessary to perform a machining of components of different thicknesses and / or materials with different facilities. Rather, the device according to the invention can be used for a severing machining of components whose thickness and / or material can be selected within wide limits.

Eine Weiterbildung der Lehre des Anspruchs 2 sieht vor, daß die Reflektoren im Querschnitt wenigstens abschnittsweise konkav geformt sind. Auf diese Weise bewirken die Reflektoren eine Fokussierung der Laserstrahlung, die bei entsprechender Wahl der Fokuslage zu einem besonders intensiven Energieeintrag in das zu bearbeitende Bauteil führt.A Further development of the teaching of claim 2 provides that the reflectors are at least partially concave shaped in cross section. To this Way the reflectors cause a focusing of the laser radiation, with an appropriate choice of focal position to a particularly intense energy input leads into the component to be machined.

Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Lehre des Anspruchs 2 sieht vor, daß wenigstens einer der Reflektoren eine durchgehende Öffnung für den Durchtritt der Laserstrahlung aufweist. Auf diese Weise ergeben sich bei einer Einrichtung gemäß Anspruch 2 die im Zusammenhang mit der Lehre des Anspruchs 1 geschilderten Vorteile.A Another advantageous development of the teaching of claim 2 sees that at least one of the reflectors a through opening for the passage of the laser radiation having. In this way, arise in a device according to claim 2 described in connection with the teaching of claim 1 Advantages.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Lehre des Anspruchs 1 sieht vor, daß der Abstand der Reflektoren in Strahlrichtung der Laserstrahlung zueinander einstellbar ist. Auf diese Weise ergeben sich bei einer Vorrichtung gemäß Anspruch 1 die im Zusammenhang mit der Lehre des Anspruchs 2 geschilderten Vorteile.A advantageous development of the teaching of claim 1 provides that the Distance of the reflectors in the beam direction of the laser radiation to each other adjustable is. This results in a device according to claim 1 the advantages described in connection with the teaching of claim 2.

Eine andere zweckmäßige Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lehre sieht vor, daß die Öffnung zentrisch in dem Reflektor angeordnet ist. Auf diese Weise ergibt sich hinsichtlich der Strahlführung der Laserstrahlung in der erfindungsgemäßen Einrichtung ein besonders einfacher Aufbau.A other appropriate training the teaching of the invention provides that the opening is centric is arranged in the reflector. This results in terms of the beam guide the laser radiation in the device according to the invention a particular easy construction.

Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lehre sieht vor, daß die Öffnung konzentrisch zur Strahlachse der Laserstrahlung angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform ist der Reflektor, in dem die Öffnung gebildet ist, besonders einfach im Aufbau und damit besonders kostengünstig herstellbar.A Another advantageous development of the teaching of the invention provides that the opening is concentric is arranged to the beam axis of the laser radiation. In this embodiment is the reflector in which the opening is formed, particularly simple in construction and thus particularly inexpensive to produce.

Erfindungsgemäß kann die Öffnung entsprechend den jeweiligen Anforderungen einen beliebigen Querschnitt aufweisen. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lehre weist die Öffnung jedoch senkrecht zur Strahlachse einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt auf. Bei dieser Ausführungsform kann die Öffnung während der Herstellung des Reflektors auf besonders einfache Weise in demselben gebildet werden, beispielsweise durch Bohren. Auf diese Weise sind die Herstellungskosten der erfindungsgemäßen Einrichtung weiter verringert.According to the invention, the opening can be adjusted accordingly the respective requirements have any cross-section. According to one advantageous development of the teaching of the invention, however, has the opening perpendicular to the beam axis has a substantially circular cross-section on. In this embodiment can the opening while the production of the reflector in a particularly simple manner in the same are formed, for example by drilling. That way are further reduces the manufacturing cost of the device according to the invention.

Eine andere Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lehre sieht vor, daß zur Einstellung des Abstandes der Reflektoren zueinander die Reflektoren unabhängig von einander beweglich sind. Bei dieser Ausführungsform können die Foki der Reflektoren relativ zu dem zu bearbeitenden Bauteil unterschiedlich verstellt werden. Auf diese Weise ergibt sich hinsichtlich des Eintrags von Laserenergie in das zu bearbeitende Bauteil eine besonders hohe Flexibilität.A Another development of the teaching of the invention provides that for adjustment the distance of the reflectors to each other, the reflectors independent of each other are mobile. In this embodiment can the Foki of the reflectors relative to the component to be machined be adjusted differently. This results in terms of the entry of laser energy into the component to be machined very high flexibility.

Es ist erfindungsgemäß jedoch auch möglich, daß zur Einstellung des Abstandes der Reflektoren zueinander die Reflektoren aneinander gekoppelt beweglich sind, wie dies eine andere Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lehre vorsieht. Auf diese Weise ist die Verstellung des Fokus eines Reflektors relativ zu dem zu bearbeitenden Bauteil an eine Verstellung des Fokus des anderen Reflektors relativ zu dem bearbeitenden Bauteil gekoppelt.It is according to the invention, however also possible, that to Adjustment of the distance of the reflectors to each other the reflectors coupled to each other are movable, as is another development of the inventive teaching provides. In this way, the adjustment of the focus of a reflector is relative to the component to be machined to an adjustment of the focus of coupled to other reflector relative to the machined component.

Um die Justagemöglichkeiten an der erfindungsgemäßen Einrichtung, insbesondere hinsichtlich des Eintrags von Laserenergie in das zu bearbeitende Bauteil, zu erweitern, sieht eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lehre vor, daß die Reflektoren relativ zueinander parallel zu einer senkrecht zur Strahlachse verlaufenden Ebene verstellbar sind.Around the adjustment options at the device according to the invention, especially with regard to the entry of laser energy into the machining component, to expand, provides an advantageous development the teaching of the invention before that the Reflectors relative to each other parallel to a perpendicular to the beam axis extending level are adjustable.

Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lehre sieht vor, daß die Orientierung der Strahlachse der Laserstrahlung relativ zu den Reflektoren verstellbar ist. Bei dieser Ausführungsform besteht insbesondere die Möglichkeit, durch entsprechende Wahl der Orientierung der Strahlachse der Laserstrahlung relativ zu den Reflektoren und damit des Einfallswinkels der Laserstrahlung auf das zu bearbeitende Bauteil hinsichtlich des Eintrags von Strahlungsenergie in das zu bearbeitende Bauteil mehrere parallel zur Oberfläche des Bauteiles zueinander beabstandete Maxima zu erzielen.A Another advantageous development of the teaching of the invention provides that the Orientation of the beam axis of the laser radiation relative to the reflectors is adjustable. In this embodiment In particular, there is the possibility through appropriate choice of the orientation of the beam axis of the laser radiation relative to the reflectors and thus the angle of incidence of the laser radiation on the component to be processed with regard to the entry of radiant energy in the component to be machined several parallel to the surface of the Components to achieve spaced maxima.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten stark schematisierten Zeichnung näher erläutert, in der ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einrichtung dargestellt ist. Dabei bilden alle beanspruchten, beschriebenen oder in der Zeichnung dargestellten Merkmale für sich genommen oder in beliebiger Kombination miteinander den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Schutzansprüchen sowie unabhängig von ihrer Beschreibung bzw. Darstellung in der Zeichnung.The The invention is described below with reference to the attached highly schematic Drawing explained in detail, in the one embodiment a device according to the invention is shown. This form all claimed, described or features shown in the drawing taken alone or in any Combination with each other the subject of the invention, regardless of their summary in the protection claims and independently of their description or representation in the drawing.

Es zeigt.It shows.

1 stark schematisiert einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einrichtung und 1 highly schematic of a section through an embodiment of a device according to the invention and

2 eine Draufsicht auf eine mittels der Einrichtung gemäß 1 zu bearbeitende Glasscheibe. 2 a plan view of one by means of the device according to 1 to be processed glass.

In 1 ist nach Art einer Prinzipskizze ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einrichtung 2 zum durchtrennenden Bearbeiten von Bauteilen aus sprödbrüchigem Material, bei diesem Ausführungsbeispiel einer Glasscheibe 4, durch Erzeugen eines thermisch induzierten Spannungsrisses an dem Bauteil entlang einer Trennzone dargestellt, die Mittel zum Richten von Laserstrahlung auf das zu bearbeitende Bauteil aufweisen, die bei diesem Ausführungsbeispiel einen Laser 6 aufweisen. Die von dem Laser 6 erzeugte Laserstrahlung ist in 1 symbolisiert dargestellt und durch das Bezugszeichen 8 bezeichnet. Die erfindungsgemäße Einrichtung 2 weist ferner einen ersten Reflektor 10 und einen zweiten Reflektor 12 auf, die zur Reflexion der Laserstrahlung 8 dienen. Der erste Reflektor und der zweite Reflektor sind bei diesem Ausführungsbeispiel abschnittsweise konkav geformt, so daß sie fokussierend auf die Laserstrahlung 8 wirken.In 1 is in the manner of a schematic diagram of an embodiment of a device according to the invention 2 for cutting through components made of brittle material, in this embodiment, a glass sheet 4 5, produced by generating a thermally induced stress crack on the component along a separation zone, comprising means for directing laser radiation onto the component to be processed, which in this embodiment comprises a laser 6 exhibit. The one from the laser 6 generated laser radiation is in 1 symbolized and represented by the reference numeral 8th designated. The inventive device 2 also has a first reflector 10 and a second reflector 12 on, which is used to reflect the laser radiation 8th serve. The first reflector and the second reflector are in this embodiment, partially concave shaped so that they focus on the laser radiation 8th Act.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Orientierung der Strahlachse der Laserstrahlung 8 relativ zu den Reflektoren 10, 12 verstellbar. Hierzu ist der Laser 6 um eine in die Zeichenebene hinein bzw. aus der Zeichenebene heraus verlaufende Schwenkachse 14 in Richtung eines Doppelpfeiles 16 verschwenkbar. Die Strahlachse der Laserstrahlung in der nicht verschwenkten Position des Lasers 6 ist in 1 durch eine strichpunktierte Linie 18 symbolisiert, während die Strahlachse der Laserstrahlung 8 in der verschwenkten Position des Lasers 6 in 1 durch eine gestrichelte Linie 20 symbolisiert ist.In this embodiment, the orientation of the beam axis is the laser radiation 8th relative to the reflectors 10 . 12 adjustable. This is the laser 6 around a pivot axis extending into the plane of the drawing or out of the plane of the drawing 14 in the direction of a double arrow 16 pivotable. The beam axis of the laser radiation in the non-pivoted position of the laser 6 is in 1 by a dot-dash line 18 symbolizes while the beam axis of the laser radiation 8th in the pivoted position of the laser 6 in 1 by a dashed line 20 is symbolized.

Erfindungsgemäß weist bei diesem Ausführungsbeispiel der erste Reflektor 10 eine durchgehende Öffnung 22 für den Durchtritt der Laserstrahlung 8 auf. Die Öffnung 22 ist bei diesem Ausführungsbeispiel zentrisch in dem ersten Reflektor 10 gebildet und bei diesem Ausführungsbeispiel konzentrisch zur Strahlachse 18 der Laserstrahlung 8 in der nicht verschwenkten Position des Lasers 6. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die Öffnung 22 senkrecht zur Strahlachse der Laserstrahlung 8 in der nicht verschwenkten Position des Lasers einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt auf.According to the invention, in this embodiment, the first reflector 10 a continuous opening 22 for the passage of the laser radiation 8th on. The opening 22 is centric in the first reflector in this embodiment 10 formed and in this embodiment concentric with the beam axis 18 the laser radiation 8th in the non-pivoted position of the laser 6 , In this embodiment, the opening 22 perpendicular to the beam axis of the laser radiation 8th in the non-pivoted position of the laser has a substantially circular cross-section.

Erfindungsgemäß ist bei diesem Ausführungsbeispiel der Abstand der Reflektoren 10, 12 in Strahlrichtung der Laserstrahlung 8 zueinander einstellbar, wie dies in 1 durch Doppelpfeile 24, 26 angedeutet ist. Durch Verstellung des Abstandes der Reflektoren 10, 12 zueinander ist die Lage der Foki der Reflektoren 10, 12 relativ zueinander und damit zu dem zu bearbeitenden Bauteil verstellbar, beispielsweise zwischen einer kon fokalen Anordnung, in der die Foki der Reflektoren 10, 12 zusammenfallen und in dem zu bearbeitenden Bauteil liegen, und einer Anordnung, in der die Foki der Reflektoren 10, 12 in Strahlrichtung der Laserstrahlung zueinander beabstandet sind. Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind zur Einstellung des Abstandes der Reflektoren 10, 12 zueinander die Reflektoren 10, 12 unabhängig voneinander beweglich.According to the invention in this embodiment, the distance of the reflectors 10 . 12 in the beam direction of the laser radiation 8th adjustable to each other, as in 1 by double arrows 24 . 26 is indicated. By adjusting the distance of the reflectors 10 . 12 to each other is the location of the Foki of the reflectors 10 . 12 adjustable relative to each other and thus to the component to be machined, for example, between a kon focal arrangement in which the Foki of the reflectors 10 . 12 coincide and lie in the component to be machined, and an arrangement in which the Foki of the reflectors 10 . 12 are spaced apart in the beam direction of the laser radiation. At the in 1 illustrated embodiment are for adjusting the distance of the reflectors 10 . 12 to each other the reflectors 10 . 12 movable independently of each other.

Um die Justagemöglichkeiten der erfindungsgemäßen Einrichtung 2 zu erweitern, sind bei diesem Ausführungsbeispiel die Reflektoren 10, 12 relativ zueinander parallel zu einer senkrecht zur Strahlachse 18 verlaufenden Ebene verstellbar, wie dies in 1 durch einen Doppelpfeil 28 angedeutet ist.To the adjustment possibilities of the device according to the invention 2 to expand, in this embodiment, the reflectors 10 . 12 relative to each other parallel to a perpendicular to the beam axis 18 extending level adjustable, as in 1 by a double arrow 28 is indicated.

In 1 ist durch einen Pfeil 30 angedeutet, daß die zu bearbeitende, nämlich zu durchtrennende Glasscheibe 4 zur Erzielung eines thermisch induzierten Spannungsrisses in einer Vorschubrichtung mit einer Vorschubgeschwindigkeit Vf relativ zu den Reflektoren 10, 12 beweglich ist.In 1 is by an arrow 30 indicated that the glass to be processed, namely to be cut glass 4 to achieve a thermally induced stress crack in a feed direction at a feed rate Vf relative to the reflectors 10 . 12 is mobile.

Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung 2 ist wie folgt:
Während des Bearbeitungsvorganges erzeugt der Laser 6 Laserstrahlung 8, die von der dem zweiten Reflektor 12 abgewandten Seite des ersten Reflektors 10 auf denselben gerichtet wird und durch die Öffnung 22 in den Raum zwischen dem ersten Reflektor 10 und dem zweiten Reflektor 12 eintritt. Nach Reflexion an dem zweiten Reflektor 12 wird die Laserstrahlung von diesem auf den ersten Reflektor 10 reflektiert und von diesem wieder auf den zweiten Reflektor 12 zurückreflektiert. Auf diese Weise wird die Laserstrahlung zwischen den Reflektoren 10, 12 mehrfach hin- und herreflektiert, wobei sie zwischen zwei Reflexionen die Glasscheibe 4 durchquert und von dem Material der Glasscheibe 4 jeweils teilweise absorbiert wird. Die mehrfache teilweise Absorption der Laserstrahlung führt zu einer schnellen Erwärmung der Glasscheibe 4 am Auftreffort der Laserstrahlung, so daß sich bei einer daran anschließenden Abkühlung der Glasscheibe 4 in dem zuvor erwärmten Bereich in der gewünschten Weise ein thermisch induzierter Spannungsriß in der Glasscheibe 4 ausbildet. Um beispielsweise eine Trennung der Glasscheibe 4 entlang der linienförmigen Trennzone zu erreichen, wird die Glasscheibe 4 in Richtung des Pfeiles 30 linear mit der Vorschubgeschwindigkeit Vf bewegt. Der jeweils durch die Laserstrahlung erwärmte Bereich der Trennzone kühlt sich während der Vorschubbewegung ab, wobei die Kühlung ggf. durch geeignete Kühlmittel unterstützt werden kann.The operation of the device according to the invention 2 is as follows:
During the machining process, the laser generates 6 laser radiation 8th that of the second reflector 12 opposite side of the first reflector 10 is directed to the same and through the opening 22 in the space between the first reflector 10 and the second reflector 12 entry. After reflection on the second reflector 12 The laser radiation from this to the first reflector 10 reflected and from this back to the second reflector 12 reflected back. In this way, the laser radiation between the reflectors 10 . 12 Reflected back and forth several times, between two reflections, the glass 4 traversed and from the material of the glass pane 4 each partially absorbed. The multiple partial absorption of the laser radiation leads to a rapid heating of the glass 4 at the impact of the laser radiation, so that in a subsequent cooling of the glass 4 in the previously heated area in the desired manner, a thermally induced stress crack in the glass sheet 4 formed. For example, a separation of the glass 4 to reach along the line-shaped separation zone, the glass pane 4 in the direction of the arrow 30 moved linearly with the feed rate Vf. The respectively heated by the laser radiation region of the separation zone cools down during the feed movement, wherein the cooling can optionally be supported by suitable coolant.

Nach einer vollständigen Durchtrennung der Glasscheibe 4 können die dadurch entstandenen Teile aus der Einrichtung 2 entnommen werden.After a complete transection of the glass 4 can the resulting parts of the device 2 be removed.

2 zeigt eine Draufsicht auf die Glasscheibe 4. Durch Verschwenken des Lasers 6 um die Schwenkachse 14 in eine Position, in der die Strahlachse so verläuft, wie bei dem Bezugszeichen 20 dargestellt, ist es möglich, bezüglich der Strahlungsintensität der Laserstrahlung mehrere parallele zur Oberfläche der Glasscheibe 4 beabstandete Maxima zu erzeugen, von denen in 2 zwei Maxima schematisch angedeutet und mit den Bezugszeichen 32, 34 versehen sind. 2 shows a plan view of the glass 4 , By pivoting the laser 6 around the pivot axis 14 in a position in which the beam axis runs as in the reference numeral 20 shown, it is possible with respect to the radiation intensity of the laser radiation several parallel to the surface of the glass sheet 4 to generate spaced maxima, of which in 2 two maxima indicated schematically and with the reference numerals 32 . 34 are provided.

Die erfindungsgemäße Einrichtung weist einen besonders einfachen und damit kostengünstigen Aufbau auf. Sie ist sowohl hinsichtlich des Aufbaus als auch hinsichtlich eines stabilen Betriebs besonders robust. Durch Verstellung des Abstandes der Reflektoren 10, 12 zueinander ist es erfindungsgemäß möglich, die Lage der Foki der Reflektoren 10, 12 relativ zueinander zu verändern, um die erfindungsgemäße Vorrichtung 2 damit an zu bearbeitende Bauteile unterschiedlicher Dicke und/oder unterschiedlichen Materiales anzupassen.The device according to the invention has a particularly simple and therefore inexpensive construction. It is particularly robust in terms of both construction and stable operation. By adjusting the distance of the reflectors 10 . 12 to each other, it is possible according to the position of the Foki of the reflectors 10 . 12 relative to each other to change the device according to the invention 2 to adapt to be machined components of different thickness and / or different material.

Claims (12)

Einrichtung zum durchtrennenden Bearbeiten von Bauteilen aus sprödbrüchigem Material, insbesondere Glas, Keramik, Glaskeramik oder dergleichen, durch Erzeugen eines thermisch induzierten Spannungsrisses an dem Bauteil entlang einer Trennzone, mit Mitteln zum Richten von Laserstrahlung auf das zu bearbeitende Bauteil, mit einem ersten Reflektor und einem zweiten Reflektor, zwischen denen während des Bearbeitungsvorgänges das zu bearbeitende Bauteil angeordnet ist, wobei die Reflektoren im Querschnitt wenigstens abschnittsweise konkav geformt sind, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Reflektoren (10, 12) eine durchgehende Öffnung für den Durchtritt der Laserstrahlung (8) aufweist.Device for dividing components made of brittle material, in particular glass, ceramic, glass ceramic or the like, by generating a thermally induced stress crack on the component along a separation zone, with means for directing laser radiation onto the component to be machined, with a first reflector and a second reflector, between which the component to be machined is arranged during the machining process, wherein the reflectors are at least partially concave in cross-section, characterized in that at least one of the reflectors ( 10 . 12 ) has a through opening for the passage of the laser radiation ( 8th ) having. Einrichtung zum durchtrennenden Bearbeiten von Bauteilen aus sprödbrüchigem Material, insbesondere Glas, Keramik, Glaskeramik oder dergleichen, durch Erzeugen eines thermisch induzierten Spannungsrisses an dem Bauteil entlang einer Trennzone, mit Mitteln zum Richten von Laserstrahlung (8) auf das zu bearbeitende Bauteil, mit einem ersten Reflektor (10) und einem zweiten Reflektor (12), zwischen denen während des Bearbeitungsvorganges das zu bearbeitende Bauteil angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Reflektoren (10, 12) in Strahlrichtung der Laserstrahlung (8) zueinander einstellbar ist.Device for dividing components made of brittle material, in particular glass, ceramic, glass ceramic or the like, by producing a thermally induced stress crack on the component along a separation zone, with means for directing laser radiation ( 8th ) on the component to be machined, with a first reflector ( 10 ) and a second reflector ( 12 ), between which the component to be machined is arranged during the machining process, characterized in that the distance of the reflectors ( 10 . 12 ) in the beam direction of the laser radiation ( 8th ) is adjustable to each other. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektoren (10, 12) im Querschnitt wenigstens abschnittsweise konkav geformt sind.Device according to claim 2, characterized in that the reflectors ( 10 . 12 ) are at least partially concave in cross-section. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Reflektoren (10, 12) eine durchgehende Öffnung für den Durchtritt der Laserstrahlung (8) aufweist.Device according to claim 2 or 3, characterized in that at least one of the reflectors ( 10 . 12 ) has a through opening for the passage of the laser radiation ( 8th ) having. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Reflektoren (10, 12) in Strahlrichtung der Laserstrahlung (8) zueinander einstellbar ist.Device according to claim 1, characterized in that the distance of the reflectors ( 10 . 12 ) in the beam direction of the laser radiation ( 8th ) is adjustable to each other. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung zentrisch in dem Reflektor (10, 12) angeordnet ist.Device according to claim 1 or 4, characterized in that the opening is centered in the reflector ( 10 . 12 ) is arranged. Einrichtung nach Anspruch 1, 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung konzentrisch zur Strahlachse (18) der Laserstrahlung (8) angeordnet ist.Device according to claim 1, 4 or 6, characterized in that the opening concentric to the beam axis ( 18 ) of the laser radiation ( 8th ) is arranged. Einrichtung nach Anspruch 1, 4, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweist.Device according to claim 1, 4, 6 or 7, characterized characterized in that the opening a essentially circular Cross section has. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung des Abstandes der Reflektoren (10, 12) zueinander die Reflektoren (10, 12) unabhängig voneinander beweglich sind.Device according to claim 2 or 5, characterized in that for adjusting the distance of the reflectors ( 10 . 12 ) to each other the reflectors ( 10 . 12 ) are movable independently of each other. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung des Abstandes der Reflektoren (10, 12) zueinander die Reflektoren (10, 12) aneinander gekoppelt beweglich sind.Device according to claim 2 or 5, characterized in that for adjusting the distance of the reflectors ( 10 . 12 ) to each other the reflectors ( 10 . 12 ) are coupled to each other movable. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektoren (10, 12) relativ zueinander parallel zu einer senkrecht zur Strahlachse (18) verlaufenden Ebene verstellbar sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the reflectors ( 10 . 12 ) relative to each other parallel to a perpendicular to the beam axis ( 18 ) extending level are adjustable. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Orientierung der Strahlachse (18) der Laserstrahlung (8) relativ zu den Reflektoren (10, 12) verstellbar ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the orientation of the beam axis ( 18 ) of the laser radiation ( 8th ) relative to the reflectors ( 10 . 12 ) is adjustable.
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