JP3929393B2 - Cutting device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂部材と脆性部材とからなる積層板を切断線に沿って切断する切断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ガラス板とプラスチック板とにより構成された積層板は、防犯ガラスや自動車の安全ガラス等に使用されている。この積層板の具体的な構造は、2枚のガラス板の間に1枚のポリカーボネート等のプラスチック板を挟み、接着剤等により貼り合わされたものとなっている。
この積層板を所望の形状・寸法に切断する従来の方法としては、以下のような方法がある。
(1)ガラス板の表面にガラス切断用の工具により傷を付け、その後、機械的応力(曲げ力)を加えて割る方法。
(2)ガラス板内部に熱応力を生じさせて表面に亀裂を発生させ、その後、機械的応力(曲げ力)を加えて割る方法(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開平1−108006号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記 (1)及び (2)の方法では、中間層のプラスチック層を切断線に沿って切ることができないため、片面のガラス板を工具により大きく切り込んで切断し、プラスチック板を露出させ、その後、熱カッタ等の工具によりプラスチック板を切断する必要がある。
しかしこの方法は、切断線上において切断用の工具による切り込み作業が何度も必要である等、作業性が非常に悪く、作業効率が悪いという欠点がある。
【0005】
そこで本発明は、簡単かつ効率良く樹脂部材と脆性部材とからなる積層板を精度良く切断する切断装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係る切断装置は、樹脂部材を両面から脆性部材により挟んで構成した積層板を切断線に沿って切断する切断装置に於て、上記積層板の一面側の第一作業ヘッドと他面側の第二作業ヘッドとを備え、上記第一作業ヘッドは、上記樹脂部材を上記切断線に沿って切断する第一レーザ照射手段と上記一面側の脆性部材を上記切断線に沿って加熱する第二レーザ照射手段と該第二レーザ照射手段に追従して該脆性部材を冷却する冷却手段とを有し、上記第二作業ヘッドは、上記他面側の脆性部材を該切断線に沿って加熱する第三レーザ照射手段と該第三レーザ照射手段に追従して該脆性部材を冷却する冷却手段とを有するものである。
また、上記第一作業ヘッドに一直線上に配設された上記第一レーザ照射手段と第二レーザ照射手段と冷却手段の直線配設方向と、上記第二作業ヘッドに一直線上に配設された上記第三レーザ照射手段と上記冷却手段の直線配設方向とが、上記積層板の切断線の方向に応じて方向変換可能とされている。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、図示の実施の形態に基づき、本発明を詳説する。
【0008】
本発明に係る切断装置及び切断方法により切断を行うワークとしては、ガラス板にプラスチック板を貼り合わせた積層板であり、例えば図1に示すように1枚の樹脂部材(プラスチック板)1を両面から2枚の脆性部材(ガラス板)2,2により挟んで構成した積層板Wであり、脆性部材2,2が外層であり、樹脂部材1が中間層の積層構造による板部材がある。そして現在、この積層板は防犯用の窓ガラス等に使用されている。
【0009】
積層板Wの樹脂部材1としてはポリカーボネート、ポリエチレン、PVTフィルム、吹付塗ポリマーフィルム等であり、脆性部材2としては平板ガラス、ガラスセラミック、セラミック等が使用されている。
そして、樹脂部材1と脆性部材2との接合は、接着剤層によるものや、脆性部材2の上に押出法、注型法、スプレー法、ローラコーティング法により樹脂部材1を形成したものや、ガラス板にプラスチックフィルムをラミネートすることにより形成された構造である。
【0010】
図2は積層板Wの切断作業を説明する積層板Wの断面図である。この積層板Wを切断線(切断を意図する切断予定線)に沿って切断する切断方法は、積層板Wの樹脂部材1のみを第一レーザ光Aにより切断する樹脂部材切断工程と、両面の脆性部材2,2の夫々において第二レーザ光Bと冷却媒体を噴出する冷却手段3によりその表面に亀裂a,aを生じさせる脆性部材亀裂形成工程と、両脆性部材2,2に生じた亀裂a,aに沿って積層板Wを分断する分断工程と、を有している。そして、この樹脂部材切断工程と脆性部材亀裂形成工程とを同時に行い、その後、積層板Wを切断線に沿って分断している。
【0011】
つまり、図2と図3の切断装置の斜視図に示すように、積層板Wの一面側に第一レーザ光Aを照射する第一レーザ照射手段7と第二レーザ光Bを照射する第二レーザ照射手段8と冷却手段3とを配設し、さらに、積層板Wの他面側に第二レーザ光Bを照射する第三レーザ照射手段9と冷却手段3とを配設する。そして、これらを切断線に沿って移動させ、一枚の積層板Wに対して、一面側から第一レーザ光Aと第二レーザ光Bと冷却手段3による冷却媒体とを照射・噴出し、他面側から第二レーザ光Bと冷却手段3による冷却媒体とを照射・噴出する。
【0012】
この積層板Wを切断線に沿って切断する切断装置についてさらに説明すると、図3に示すように、この装置は、積層板Wの一面側の第一作業ヘッド5と他面側の第二作業ヘッド6とを備えている。第一作業ヘッド5は、樹脂部材1を切断線に沿って切断する第一レーザ照射手段7と一面側の脆性部材2を切断線に沿って加熱する第二レーザ照射手段8と第二レーザ照射手段8による加熱エリアHに所定の間隔Gをもって追従して脆性部材2を冷却する冷却手段3とを有している。そして、第二作業ヘッド6は、他面側の脆性部材2を切断線に沿って加熱する第三レーザ照射手段9と第三レーザ照射手段9による加熱エリアHに所定の間隔Gをもって追従して脆性部材2を冷却する冷却手段3とを有している。
そして、この第一作業ヘッド5と第二作業ヘッド6とはアーム部材10に連結しており、アーム部材10の駆動により積層板Wに対して位置変化(移動)できる。
【0013】
図2の矢印Eは、積層板Wに対するこれらレーザ照射手段7,8,9と冷却手段3,3の進行方向を示しており、図2では、樹脂部材1用の第一レーザ光Aを脆性部材2用の第二レーザ光Bと冷却手段3より先行させているが(第一レーザ光Aが進行方向前方側としているが)、これとは逆に、図示省略するが、第二レーザ光Bと冷却手段3を、第一レーザ光Aより先行させてもよい。
【0014】
樹脂部材切断工程について説明すると、積層板Wの脆性部材2を透過して樹脂部材1において吸収されて樹脂部材1を加熱する第一レーザ光Aにより、樹脂部材1を切断線に沿って切断する作業である。この樹脂部材(プラスチック)切断用レーザである第一レーザ光Aとしては、YAGレーザ、YVO4レーザ、半導体レーザ等であり、その発振波長が0.4 μm以上2μm未満のものとしている。
【0015】
即ち、この工程において、樹脂部材1が吸収する波長のレーザを樹脂部材1の表面または樹脂部材1の内部に焦点を合わせることによりエネルギーを集め樹脂部材1を切断する。
また、これ以外にも、脆性部材2を透過し樹脂部材1に吸収される波長であって樹脂部材1を破壊しうるエネルギーを持ったレーザであってもよく、又はその他として熱線、粒子、放射線等を使用してもよい。
【0016】
この樹脂部材1の切断においては、第一レーザ光Aにより熱破壊されるが、その両面をガラス等の脆性部材2により挟まれて大気と隔絶されているため、熱による酸化(燃焼等)がほとんど発生しないため、黒煙を発生させず作業環境に対して非常に好ましい。
【0017】
脆性部材亀裂形成工程は、積層板Wの両面側から、夫々の脆性部材2,2を切断線に沿って第二レーザ光B,Bと冷却手段3,3とにより加熱し冷却して熱応力により、脆性部材2,2の表面に夫々亀裂a,aを生じさせ割断(熱割断)する作業である。つまり、脆性部材2を熱源により材料表面を溶融・破壊することなく加熱を行い、加熱した部位を急冷することにより、材料内部に熱応力を発生させ、この熱応力により脆性部材2の表面に亀裂aを発生させるものである。
【0018】
第二レーザ光Bは、脆性部材2に吸収される波長のレーザを使用することで脆性部材2を切断するが、具体的な第二レーザ光Bとしては、CO2 レーザ、COレーザ、半導体レーザ等であり、その発振波長が1μm以上20μm以下のものとしている。なお、通常のガラスの透過領域は、波長が 400nm〜3000nm程度である。
つまり、脆性部材2と樹脂部材1とからなる積層板Wを夫々異なる波長のレーザ光線を使用して、非接触で切断及び亀裂aの形成を行う。
【0019】
冷却手段3は、脆性部材2へ冷却媒体を吹きつける噴出手段(ノズル)と、冷却媒体の吹きつけを遮断するシャッター手段と、を有し、冷却媒体としては、気体及び液体であり、エア、エアと水の気液混流物、ヘリウム等のガス、液化ガス、ドライアイス等がある。
【0020】
さらに、亀裂形成工程について説明すると、図4は、脆性部材2における亀裂a発生を説明する積層板Wの平面図であり、積層板Wの切断を意図する線(図4の一点鎖線)に沿って、第二レーザ光Bにより脆性部材2を加熱し、第二レーザ光Bによる加熱エリアHに間隔Gをもって追従して冷却手段3により脆性部材2を冷却している。さらに、加熱エリアHと冷却手段3による冷却ポイントCとの間隔Gを変更(調整)可能としている。
【0021】
なお、加熱エリアHとは、後述する複数本のレーザビーム(第二レーザ光B)によるビーム列により積層板Wが照射された領域であり、また、冷却ポイントCとは、冷却媒体による積層板W表面の冷却エリアの中心点である。そして、間隔Gは、加熱エリアHの後方側端部と冷却ポイントCとの距離を表す。なお、図4に示すように、矢印Eは、第二レーザ光Bと冷却手段3による冷却媒体の積層板Wに対する進行方向である。つまり、加熱エリアHは、冷却ポイントCより前方であると言える。
また、図4は積層板Wの一面側を示しており、樹脂部材1切断用の第一レーザ光Aが加熱エリアHよりさらに前方に所定の間隔をもって移動(位置)している。そして、図示省略の積層板Wの他面側においては、(第一レーザ光Aは照射されず)加熱エリアHと冷却ポイントCとの関係は、一面側と同様である。
【0022】
また、亀裂形成工程における第二レーザ光Bによる加熱と、冷却手段3による冷却とについてさらに説明すると、本発明では、図4に示すように、異なったエネルギーを持つ複数のビームによる列を形成し、これを第二レーザ光Bとして脆性部材2に照射している。つまり、第二レーザ照射手段8は、図示省略するが、一本のレーザビームを複数本のビームによるビーム列とする変換手段(ビームスプリッタ)を有し、ビーム列による加熱エリアHの長手方向を積層板Wの切断線方向としている。
【0023】
さらに、この熱応力による亀裂a発生についてさらに説明すると、脆性部材2の加熱を行うことにより、加熱された領域(加熱エリアHより広い範囲)は脆性部材2内部で膨張しようと働き、図4に示すように、その周囲の加熱されていない領域によって押し返されるために脆性部材2に圧縮応力が発生する。この後、加熱エリアHの後方側位置の冷却を行うと、熱膨張した部分が急激に収縮し引張応力が発生し、この引張応力が材料の破壊靱性値を超えた際に、材料表面に亀裂aを形成する。
【0024】
そして、冷却ポイントCは、加熱分布によって最適な部位が存在しており、その部位に正確に冷却作用を与える事で効率よく最大の引張応力を発生させることができる。つまり、冷却手段3による冷却ポイントCとしては、図4に示すように、脆性部材2の切断線上で加熱による膨張により生ずる脆性部材2の圧縮応力が引張応力へと変化する応力変曲点11乃至その近傍を冷却し、脆性部材2の表面に亀裂aを生じさせるようすればよい。
具体的に説明すると、図4に示すように、脆性部材2において加熱された領域は圧縮応力が作用するが、熱源(加熱エリアH)の移動方向前方側及び後方側には、(何もしない状態において)引張応力が作用している。そして、この内部応力が圧縮から引張に変化する点であって、加熱エリアHの後方側の切断線上の点を冷却すればよい。
【0025】
なお、この脆性部材2内部に生じる応力は、例えば、有限要素法を用いて解析することができ、冷却すべき位置の特定が可能となる。つまり、材料の特性、熱源、熱源後方の熱分布等によって決定される位置に、圧縮応力から引張応力に変化する位置(変曲点)11が存在する。そして、この位置を中心としたエリアを冷却し、その変曲点11前後の温度差を拡大させることにより、発生する内部応力を最大にすることができる。この場合、亀裂aを発生させる引張応力は、変曲点11を越える位置で発生するため、冷却する面積は極めて小さくてよく、冷却量も材料の強度を超える応力が発生する一定量以上であればよいため、冷却量の変化に結果が影響されにくい。
【0026】
そして、樹脂部材切断工程と脆性部材亀裂形成工程とを経て、図5に示すように、切断線に沿って、樹脂部材1が切断され、脆性部材2の表面に亀裂aが形成できる。そして、この後の分断工程において、両面の脆性部材2,2に生じた亀裂a,aに沿って積層板Wを分断する。
【0027】
分断工程について説明すると、積層板Wには、両面に脆性部材2,2が配置されているため、その両面の脆性部材2,2を切り離す(分断する)必要がある。そして、図5に示すように、その脆性部材2,2には、夫々反対方向へ開口する亀裂a,aが形成されているため、図7に示す従来より考えられる方法のように、積層板W全体に曲げ力を作用させると、一面側の亀裂13は亀裂13を開く方向へ力が作用して一面側の脆性部材2を割ることができるが、他面側の亀裂14は、亀裂14を閉じる方向となる。従って、両面ともを割るためには、両側に大きな曲げ力を作用させることが必要であり、さらに、防犯用のガラスのように高い強度を持つ材料では、材料を曲げるために大きな力が必要であり、装置が大型化し大きな動力が必要となって、コストアップを招くという問題がある。
【0028】
さらに、この従来の方法では、一面側を分断した後、他面側を分断しようとすると、既に分断した面同士が押しつけられることとなり、その面が破壊されて切断面の品質・精度を低下させるという問題があり、また、ガラス粉が発生し環境に対して好ましくない。
そこで、本発明では、この分断工程において、図6に示すように、熱応力により生じさせた脆性部材2の表面における亀裂aを、超音波により脆性部材2の厚さ方向に進行させ、積層板Wを分断している。
【0029】
具体的な構成について説明すると、図6に示すように、積層板Wの両面側から材料表面の亀裂a上又はその近傍部位に超音波発生手段12の当接部を接触させ、超音波を発生させ、超音波を積層板Wの面に垂直な方向へ向かって材料内を伝搬させる。材料内部に進行した超音波は、気体や液体では縦波であるが、固体中では縦波だけではなく、変位が進行方向と垂直な横波の作用も持つこととなる。これにより、両面側の亀裂a,aの先端には、超音波の伝搬に伴い開く方向の力と閉じる方向の力が交互に作用し、開く方向の力により表面に形成された亀裂aは、脆性部材2の裏面に向かって進行することができる。
【0030】
また、樹脂部材切断工程と脆性部材亀裂形成工程とが開始される前において、積層板Wの切断線の切断開始始点(積層板Wの端縁)に、機械的手段にて初期亀裂a0 を形成する。つまり、積層板Wの切断線の始端に機械的切欠手段4により初期亀裂a0 を形成してから、第二レーザ光Bが初期亀裂a0 近傍位置から切断線に沿って照射する。
この切欠手段4は、図3に示すように、第一作業ヘッド5及び第二作業ヘッド6に設置されて自動制御されて駆動し、積層板Wに当接し、初期亀裂a0 を形成するものであり、例えば、硬質金属、セラミック、タングステンカーバイド、ダイヤモンド含有焼結金属により作製された切断ホイールや切断刃とし、これを脆性部材2の端縁に接触させる。
【0031】
本発明においては、脆性部材2における亀裂aの発生は熱応力による割断としたが、さらに高熱源による加熱破壊(溶断)にてガラスに亀裂aの発生をさせた場合、ガラスの溶融及び収縮の際に亀裂aに多数の微細なクラック(マイクロクラック)が発生する。これにより、亀裂aが複雑な形状となり、分断すると多数のクラック(亀裂)に沿って割れるため、思わぬ方向へ破壊が進行し、切断面の表面精度が悪くなって製品の品質が低下する。従って、切断されたガラスの表面精度を高めるための砥石等による端面の仕上げ加工及びそれによって発生するガラス屑の洗浄作業が必要となり、生産コストが高くなったり、環境の悪化が生ずる。
しかし、本発明によれば、これらは全て解消でき、低エネルギーで高速、高精度に切断が行える。
【0032】
図3に示した切断装置についてさらに説明すると、積層板Wは傾斜作業面16に傾斜状にして下部に設けた搬送手段15に載置状とされている。そして、傾斜作業面16には、多数のエア噴出孔17が形成されており、エアの噴出により、積層板Wを浮上させ姿勢を保持している。さらに、傾斜作業面16には、レーザ式の距離センサ18が設けられており、積層板Wまでの距離を検知し、上記のレーザ光A,Bの焦点調整が行われる。
【0033】
また、積層板Wの切断方向について説明すると、切断線Yに沿って切断するには、上記第一作業ヘッド5及び第二作業ヘッド6をアーム部材10の上昇(又は下降)動作させ、積層板Wの一面側において第一レーザ照射手段7と第二レーザ照射手段8と冷却手段3、及び、他面側において第三レーザ照射手段9と冷却手段3を切断線Yに沿って走行させればよい。
【0034】
そして、この切断線Yに直交方向である切断線Xに沿って切断するには、第一作業ヘッド5及び第二作業ヘッド6を90°回転させ、搬送手段(コンベア)15により積層板Wを移動させながら、レーザの照射等を行えばよい。
また、第一作業ヘッド5及び第二作業ヘッド6を所定の角度に回転させ、搬送手段15とアーム部材10との連動動作により、斜め切断が可能となる。
【0035】
つまり、第一作業ヘッド5には、第一レーザ照射手段7と第二レーザ照射手段8と冷却手段3とが一直線上に配設されており、これら第一レーザ照射手段7と第二レーザ照射手段8と冷却手段3の直線配設方向は、第一作業ヘッド5の回転により積層板Wの切断線の方向に応じて方向変換可能とされており、また、第二作業ヘッド6には、第三レーザ照射手段9と冷却手段3とが一直線上に配設されており、これら第三レーザ照射手段9と冷却手段3の直線配設方向とは、第二作業ヘッド6の回転により積層板Wの切断線の方向に応じて方向変換可能とされている。
【0036】
【発明の効果】
本発明は上述の構成により次のような効果を奏する。
【0037】
(請求項1によれば)内層の樹脂部材1とその両面の脆性部材2,2とを一度に切断でき、工程短縮が図れる。切断線に沿ってレーザ照射手段7,8,9と冷却手段3とが移動でき、切断精度を高くすることができる。
【0038】
(請求項2によれば)積層板Wを一方向にしたまま、任意の方向への切断が可能となり、作業の効率化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の切断装置により切断される積層板の断面図である。
【図2】 本切断装置による作用を説明する積層板の断面図である。
【図3】 本発明に係る切断装置の斜視図である。
【図4】 脆性部材亀裂形成工程の説明図である。
【図5】 樹脂部材切断工程と脆性部材亀裂形成工程とが終了した状態の積層板の斜視図である。
【図6】 超音波による分断工程を説明する積層板の断面図である。
【図7】 従来の分断工程を説明する積層板の断面説明図である。
【符号の説明】
1 樹脂部材
2 脆性部材
3 冷却手段
4 切欠手段
5 第一作業ヘッド
6 第二作業ヘッド
7 第一レーザ照射手段
8 第二レーザ照射手段
9 第三レーザ照射手段
A 第一レーザ光
a 亀裂
a0 初期亀裂
B 第二レーザ光
W 積層板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a disconnect device you along the laminate comprising a resin member and the brittle member to the cutting line.
[0002]
[Prior art]
A laminated plate composed of a glass plate and a plastic plate is used for security glass, automobile safety glass, and the like. The specific structure of the laminated plate is such that a single plastic plate such as polycarbonate is sandwiched between two glass plates and bonded together with an adhesive or the like.
As a conventional method for cutting this laminated plate into a desired shape and size, there are the following methods.
(1) A method of scratching the surface of a glass plate with a tool for cutting glass, and then cracking it by applying mechanical stress (bending force).
(2) A method in which a thermal stress is generated in a glass plate to cause cracks on the surface, and then mechanically (bending force) is applied for cracking (for example, see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 1-108006
[Problems to be solved by the invention]
However, in the methods (1) and (2) above, since the intermediate plastic layer cannot be cut along the cutting line, the glass plate on one side is largely cut with a tool and cut to expose the plastic plate, Thereafter, it is necessary to cut the plastic plate with a tool such as a heat cutter.
However, this method has the disadvantages that workability is very poor and work efficiency is poor, such as the need for cutting work with a cutting tool many times on the cutting line.
[0005]
Accordingly, the present invention aims at providing a simple and efficient resin member and the brittle member and disconnecting device laminates you accurately cut consisting of.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above purposes mentioned, the cutting device according to the present invention, the resin member At a cutting device for cutting along the cutting line a laminate constructed by sandwiching a brittle member from both sides, of the laminate A first working head on one side and a second working head on the other side, wherein the first working head includes first laser irradiation means for cutting the resin member along the cutting line and brittleness on the one side. A second laser irradiation means for heating the member along the cutting line; and a cooling means for cooling the brittle member following the second laser irradiation means. A third laser irradiation means for heating the brittle member along the cutting line and a cooling means for cooling the brittle member following the third laser irradiation means.
Further, the first laser irradiation means, the second laser irradiation means, and the cooling means arranged in a straight line on the first work head, and the straight lines in the second work head. The direction in which the third laser irradiation unit and the linear arrangement direction of the cooling unit are arranged can be changed in accordance with the direction of the cutting line of the laminated plate.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the illustrated embodiment.
[0008]
The workpiece to be cut by the cutting device and the cutting method according to the present invention is a laminated plate in which a plastic plate is bonded to a glass plate. For example, as shown in FIG. 1, a single resin member (plastic plate) 1 is provided on both sides. 2 is a laminated plate W sandwiched between two brittle members (glass plates) 2, 2, with the
[0009]
As the
The bonding between the
[0010]
FIG. 2 is a cross-sectional view of the laminated sheet W for explaining the cutting operation of the laminated sheet W. A cutting method for cutting the laminated plate W along a cutting line (a planned cutting line intended for cutting) includes a resin member cutting step of cutting only the
[0011]
That is, as shown in the perspective views of the cutting device in FIGS. 2 and 3, the first laser irradiation means 7 that irradiates the first laser light A and the second laser light B that irradiates one surface side of the laminated plate W. The laser irradiation means 8 and the cooling means 3 are disposed, and further, the third laser irradiation means 9 and the cooling means 3 for irradiating the second laser light B to the other surface side of the laminated plate W are disposed. Then, these are moved along the cutting line, and the first laser beam A, the second laser beam B, and the cooling medium by the cooling means 3 are irradiated and ejected from one side to the single laminated plate W, The second laser beam B and the cooling medium by the cooling means 3 are irradiated and ejected from the other surface side.
[0012]
The cutting device that cuts the laminated plate W along the cutting line will be further described. As shown in FIG. 3, this device includes a first working
The first working
[0013]
An arrow E in FIG. 2 indicates the traveling direction of the laser irradiation means 7, 8, 9 and the cooling means 3, 3 with respect to the laminated plate W. In FIG. 2, the first laser light A for the
[0014]
The resin member cutting step will be described. The
[0015]
That is, in this step, the laser beam having a wavelength absorbed by the
In addition to this, a laser having a wavelength that is transmitted through the
[0016]
In the cutting of the
[0017]
In the brittle member crack forming step, the respective
[0018]
The second laser beam B cuts the
That is, the laminated plate W composed of the
[0019]
The cooling means 3 includes jetting means (nozzles) for blowing a cooling medium to the
[0020]
Further, the crack forming process will be described. FIG. 4 is a plan view of the laminated board W for explaining the generation of cracks a in the
[0021]
The heating area H is a region irradiated with the laminated plate W by a beam array of a plurality of laser beams (second laser light B) described later, and the cooling point C is a laminated plate made of a cooling medium. This is the center point of the cooling area on the W surface. The interval G represents the distance between the rear end of the heating area H and the cooling point C. As shown in FIG. 4, the arrow E indicates the traveling direction of the cooling medium with respect to the laminated plate W by the second laser beam B and the cooling means 3. That is, it can be said that the heating area H is ahead of the cooling point C.
FIG. 4 shows one surface side of the laminated plate W, and the first laser light A for cutting the
[0022]
Further, the heating by the second laser beam B and the cooling by the cooling means 3 in the crack forming step will be further described. In the present invention, as shown in FIG. 4, a row of a plurality of beams having different energies is formed. The
[0023]
Further, the generation of the crack a due to the thermal stress will be further described. By heating the
[0024]
The cooling point C has an optimum portion depending on the heating distribution, and the maximum tensile stress can be efficiently generated by accurately giving a cooling action to the portion. That is, as the cooling point C by the cooling means 3, as shown in FIG. 4, the
Specifically, as shown in FIG. 4, compressive stress acts on the heated area in the
[0025]
The stress generated in the
[0026]
Then, through the resin member cutting step and the brittle member crack forming step, the
[0027]
The splitting process will be explained. Since the
[0028]
Furthermore, in this conventional method, when one surface side is divided and then the other surface side is divided, the already divided surfaces are pressed against each other, and the surfaces are broken to reduce the quality and accuracy of the cut surface. In addition, glass powder is generated, which is undesirable for the environment.
Therefore, in the present invention, in this dividing step, as shown in FIG. 6, the crack a on the surface of the
[0029]
A specific configuration will be described. As shown in FIG. 6, the contact portion of the ultrasonic wave generating means 12 is brought into contact with the crack a on the surface of the material or the vicinity thereof from both sides of the laminate W to generate ultrasonic waves. The ultrasonic wave is propagated in the material in a direction perpendicular to the surface of the laminated plate W. Ultrasonic waves traveling inside the material is, in the gas or liquid is longitudinal, not only longitudinal waves in solids, the displacement is to have also the action of progression Direction perpendicular transverse. Thereby, the force in the opening direction and the force in the closing direction act alternately on the front ends of the cracks a and a on both sides, and the crack a formed on the surface by the force in the opening direction It can proceed toward the back surface of the
[0030]
In addition, before the resin member cutting step and the brittle member crack forming step are started, an initial crack a 0 is formed by mechanical means at the cutting start point (edge of the laminated plate W) of the cutting line of the laminated plate W. Form. That is, after the initial crack a 0 is formed by the mechanical notch means 4 at the starting end of the cutting line of the laminate W, the second laser beam B is irradiated along the cutting line from the position near the initial crack a 0 .
As shown in FIG. 3, this notch means 4 is installed in the first working
[0031]
In the present invention, the crack a in the
However, according to the present invention, all of these can be eliminated, and cutting can be performed with low energy, high speed and high accuracy.
[0032]
The cutting apparatus shown in FIG. 3 will be further described. The laminated plate W is inclined on the
[0033]
The cutting direction of the laminated plate W will be described. To cut along the cutting line Y, the first working
[0034]
In order to cut along the cutting line X which is orthogonal to the cutting line Y, the first working
Further, the first working
[0035]
That is, the first laser irradiation means 7, the second laser irradiation means 8, and the cooling means 3 are arranged in a straight line on the first working
[0036]
【The invention's effect】
The present invention has the following effects by the above-described configuration.
[0037]
(According to claim 1) in layer of the
[0038]
(According to claim 2 ) It becomes possible to cut in any direction while keeping the laminated sheet W in one direction, and work efficiency can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a laminated board cut by a cutting device of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a laminated board for explaining the operation of the cutting device .
FIG. 3 is a perspective view of a cutting device according to the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a brittle member crack forming step.
FIG. 5 is a perspective view of a laminated board in a state where a resin member cutting step and a brittle member crack forming step are completed.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a laminated plate for explaining a cutting process using ultrasonic waves.
FIG. 7 is a cross-sectional explanatory view of a laminated board for explaining a conventional dividing step.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104647840A (en) * | 2011-05-13 | 2015-05-27 | 日本电气硝子株式会社 | Laminate, method for cutting laminate, method for processing laminate, and device and method for cutting brittle plate-like object |
Families Citing this family (33)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100626554B1 (en) * | 2004-05-11 | 2006-09-21 | 주식회사 탑 엔지니어링 | Device for Cutting Glass Substrate in Manufacturing Process of Flat Type Display and Method for controlling depth of cutting for the Glass Substrate |
WO2007037118A1 (en) * | 2005-09-28 | 2007-04-05 | Shibaura Mechatronics Corporation | Laser cutting device, laser cutting system and laser cutting method for brittle material |
JP2007246298A (en) * | 2006-03-13 | 2007-09-27 | Shibuya Kogyo Co Ltd | Method and apparatus for cutting brittle material |
DE102007008634B3 (en) * | 2007-02-16 | 2008-08-07 | Jenoptik Automatisierungstechnik Gmbh | Cutting laminated glass sheets to make liquid crystal- and other electronic displays, supports glass on worktable and cuts from above and below using laser beams and coolant jets |
CN102672741B (en) | 2008-01-15 | 2015-06-03 | 三星钻石工业股份有限公司 | Cutting blade |
JP2010037140A (en) * | 2008-08-05 | 2010-02-18 | Omron Corp | Method and device for cutting glass plate |
DE102008048255A1 (en) * | 2008-09-22 | 2010-04-01 | Hegla Gmbh & Co. Kg | Method and apparatus for separating laminated safety glass from laminated safety glass panels |
IT1394939B1 (en) * | 2009-01-13 | 2012-07-27 | Bottero Spa | METHOD AND MACHINE FOR CUTTING A LAMINATED GLASS SHEET |
JPWO2010097908A1 (en) * | 2009-02-25 | 2012-08-30 | セイコーインスツル株式会社 | Bonding glass cutting method, package manufacturing method, package, piezoelectric vibrator, oscillator, electronic device, and radio timepiece |
DE102010012265B4 (en) | 2010-03-22 | 2012-09-06 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Method for separating individual slices from a composite glass sheet and use of a device therefor |
JP5669001B2 (en) | 2010-07-22 | 2015-02-12 | 日本電気硝子株式会社 | Glass film cleaving method, glass roll manufacturing method, and glass film cleaving apparatus |
JP5309107B2 (en) * | 2010-10-05 | 2013-10-09 | 三星ダイヤモンド工業株式会社 | Fragment material substrate cutting device |
EP2754524B1 (en) | 2013-01-15 | 2015-11-25 | Corning Laser Technologies GmbH | Method of and apparatus for laser based processing of flat substrates being wafer or glass element using a laser beam line |
EP2781296B1 (en) | 2013-03-21 | 2020-10-21 | Corning Laser Technologies GmbH | Device and method for cutting out contours from flat substrates using a laser |
KR101511638B1 (en) | 2013-09-24 | 2015-04-13 | 김광식 | The apparatus for cutting the thin glass plate |
KR101438137B1 (en) * | 2013-11-26 | 2014-09-12 | 김광식 | The apparatus for cutting the thin glass plate and the method therefor |
US9517963B2 (en) | 2013-12-17 | 2016-12-13 | Corning Incorporated | Method for rapid laser drilling of holes in glass and products made therefrom |
US11556039B2 (en) | 2013-12-17 | 2023-01-17 | Corning Incorporated | Electrochromic coated glass articles and methods for laser processing the same |
EP2978716A1 (en) * | 2014-02-10 | 2016-02-03 | LISEC Austria GmbH | Method for cutting laminated glass |
EA032743B1 (en) * | 2014-03-04 | 2019-07-31 | Сэн-Гобэн Гласс Франс | Method for cutting a laminated ultra-thin glass layer |
CN106687419A (en) | 2014-07-08 | 2017-05-17 | 康宁股份有限公司 | Methods and apparatuses for laser processing materials |
EP3169477B1 (en) | 2014-07-14 | 2020-01-29 | Corning Incorporated | System for and method of processing transparent materials using laser beam focal lines adjustable in length and diameter |
JP2016166120A (en) * | 2015-03-06 | 2016-09-15 | 三星ダイヤモンド工業株式会社 | Processing method of laminated substrate, and processing device of laminated substrate by laser beam |
KR102546692B1 (en) | 2015-03-24 | 2023-06-22 | 코닝 인코포레이티드 | Laser Cutting and Processing of Display Glass Compositions |
WO2017011296A1 (en) | 2015-07-10 | 2017-01-19 | Corning Incorporated | Methods of continuous fabrication of holes in flexible substrate sheets and products relating to the same |
PL3334697T3 (en) | 2015-08-10 | 2022-01-24 | Saint-Gobain Glass France | Method for cutting a thin glass layer |
DE102016110351B4 (en) * | 2016-06-03 | 2019-08-29 | Carl Zeiss Meditec Ag | Process for producing an optical element |
KR102078294B1 (en) | 2016-09-30 | 2020-02-17 | 코닝 인코포레이티드 | Apparatus and method for laser machining transparent workpieces using non-axisymmetric beam spots |
EP3848333A1 (en) | 2016-10-24 | 2021-07-14 | Corning Incorporated | Substrate processing station for laser-based machining of sheet-like glass substrates |
US10752534B2 (en) * | 2016-11-01 | 2020-08-25 | Corning Incorporated | Apparatuses and methods for laser processing laminate workpiece stacks |
DE102019116560A1 (en) * | 2019-01-22 | 2020-07-23 | Hegla Gmbh & Co. Kg | Device and method for separating a laminated safety glass panel |
CN111948136B (en) * | 2020-08-25 | 2023-07-07 | 温州大学 | Resin drill peeling strength detection method and sample preparation equipment thereof |
JP2022149835A (en) * | 2021-03-25 | 2022-10-07 | 日本電気硝子株式会社 | Production method of glass sheet |
-
2002
- 2002-12-03 JP JP2002351329A patent/JP3929393B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104647840A (en) * | 2011-05-13 | 2015-05-27 | 日本电气硝子株式会社 | Laminate, method for cutting laminate, method for processing laminate, and device and method for cutting brittle plate-like object |
CN104691058A (en) * | 2011-05-13 | 2015-06-10 | 日本电气硝子株式会社 | Laminate, method for cutting laminate, method for processing laminate, and device and method for cutting brittle plate-like object |
US9446566B2 (en) | 2011-05-13 | 2016-09-20 | Nippon Electric Glass Co., Ltd. | Laminate, method for cutting laminate, method for processing laminate, and device and method for cutting brittle plate-like object |
CN104691058B (en) * | 2011-05-13 | 2016-09-28 | 日本电气硝子株式会社 | Duplexer, the cutting-off method of duplexer and the processing method of duplexer and the shearing device of fragility plate object and cutting-off method |
CN104647840B (en) * | 2011-05-13 | 2017-06-06 | 日本电气硝子株式会社 | The shearing device and cutting-off method of layered product, the processing method of the cutting-off method of layered product and layered product and fragility plate object |
US10279568B2 (en) | 2011-05-13 | 2019-05-07 | Nippon Electric Glass Co., Ltd. | Laminate, method for cutting laminate, method for processing laminate, and device and method for cutting brittle plate-like object |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2004182530A (en) | 2004-07-02 |
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