JP5675110B2 - 分離線または目標破断線に沿った非対称的なエネルギ導入を使用して構成部分を製造するための方法 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念部に記載の、構成部分を製造するための方法であって、まず、熱的な処理ステップまたは方法ステップで、分離線または目標破断線を、エネルギ導入によって局所的に加熱し、引き続き冷却媒体で衝撃的に冷却して、構成部分にこの熱交番によって分離線または目標破断線に沿った意図的な亀裂形成または材料弱化を生じさせることにより、構成部分の少なくとも１つの表面に少なくとも１つの分離線または目標破断線を形成する方法に関する。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０３２７３６０号明細書に基づき公知の方法では、セラミックの少なくとも１つの表面側に、少なくとも１つの金属領域が被着され、この金属領域の被着後に、金属・セラミック基板が、少なくとも１つの分離線または目標破断線に沿って、熱的な処理ステップまたは方法ステップでエネルギ導入によって加熱され、次いで冷却媒体によって、衝撃的に冷却され、この場合、金属・セラミック基板にこの熱交番によって分離線または目標破断線に沿った的確な亀裂形成または材料弱化が行われる。

この場合、分離線または目標破断線に沿った亀裂形成または材料弱化が、しばしば行われないか、または不十分にしか行われないという欠点がある。さらに、大量生産の条件下における破断力のばらつき幅（Streubreite）は不十分である。

本発明の根底を成す課題は、冒頭で述べた方法を改良して、あらゆる状況下で所望の亀裂形成または材料弱化が生じるような方法を提供することである。

この課題は、請求項１の特徴部に記載の特徴を有する方法、すなわち、分離線または目標破断線に沿ったエネルギ導入をあらゆる箇所で非対称的に行い、分離線または目標破断線のあらゆる箇所を、適当な短い時間間隔を置いて、等しい強さかまたは互いに異なる強さの少なくとも２回のエネルギ導入により負荷し、こうしてエネルギ分配を、所望の亀裂形成または材料弱化に適合させることにより解決される。

分離線または目標破断線に沿ったエネルギ導入をあらゆる箇所で非対称的に行い、この場合、分離線または目標破断線のあらゆる箇所を、まず大きなエネルギ導入により負荷し、次いで小さなエネルギ導入により負荷して、これによりエネルギ分配を所望の亀裂形成または材料弱化に適合させることによって、あらゆる状況下でも所望の亀裂形成または材料弱化が生じる。

意想外にも、形成したい分離線または目標破断線のあらゆる箇所で、まず、大きなエネルギ導入が必要であり、これにより表面の一種の裂け目付け（Anreissen）が行われることが判った。形成したい分離線または目標破断線の深さを、その後に、弱いエネルギ導入によって生ぜしめることができる。

構成部分は、たとえばセラミック、ガラスまたは陶磁器であってよい。基本的には、改質したい構成部分は、意図的な加熱の効果を保証するために、選択された種類のエネルギを吸収する材料から成っていると望ましい。

セラミックの構成部分は、面状に形成されているか、または３次元体として形成されていてよい。

セラミックの構成部分は、たとえば金属、または金属およびポリマの組合せと組み合わされた形で提供されていてよい。

このような非対称的なエネルギ導入は、種々の方法ステップにより得ることができる。

エネルギ導入の交番は連続的に、または段階的に行われると有利である。これによって、使用された材料との組合せにおいてエネルギ供給（Energieeintrag）と、生じる分離線特性または目標破断線特性との著しく改善された調和が達成される。

本発明によれば、エネルギ導入は、レーザまたは赤外線源、たとえば赤外線ランプを介して実施される。

エネルギ導入が、レンズ系またはミラー系、またはレンズ系とミラー系との組合せを介して行われる第１の実施態様では、レンズ系またはミラー系の調節によってエネルギ導入が制御される。

第２の実施態様では、エネルギ導入が、少なくとも２つのレーザまたは赤外線源を用いて実施されるので、少なくとも１つの２ビーム法（Zweistrahlverfahren）が使用される。

本発明の別の実施態様では、エネルギ導入が、エネルギ導入の周波数および／または波長の変更により制御される。

本発明のさらに別の実施態様では、形成したい分離線または目標破断線に沿ってマスクが載置され、エネルギ導入が、マスクの変更または移動により制御される。

本発明のさらに別の実施態様では、構成部分に、当該構成部分自体の材料と同じか、または異なる吸収能力の材料を有する少なくとも１つの領域がコーティングされて、エネルギ導入が、層の吸収能により制御される。

本発明のさらに別の実施態様では、エネルギ導入が、構成部分の形成したい分離線または目標破断線と、エネルギ源との間の等しい間隔または互いに異なる可変の間隔によって制御される。

本発明のさらに別の実施態様は、エネルギ導入が、１つまたは複数の側から基板に作用することにより特徴付けられている。

図１から図３には、種々異なるエネルギ導入が、等しいエネルギ（％）のトポグラフィ的な等高線の形で描かれている。

構成部分は、切断、穿孔、パーフォレーション、溶接、アブレーション等により処理され得る。

エネルギ導入を、等しいエネルギ（％）のトポグラフィ的な等高線の形で示す図である。 別のエネルギ導入を、等しいエネルギ（％）のトポグラフィ的な等高線の形で示す図である。 さらに別のエネルギ導入を、等しいエネルギ（％）のトポグラフィ的な等高線の形で示す図である。

Claims (11)

1. 構成部分を製造するための方法であって、まず、熱的な処理ステップまたは方法ステップで、目標破断線を、エネルギ導入によって局所的に加熱し、引き続き冷却媒体で衝撃的に冷却して、構成部分にこの熱交番によって目標破断線に沿った意図的な亀裂形成または材料弱化を生じさせることにより、構成部分の少なくとも１つの表面に少なくとも１つの目標破断線を形成する形式の方法において、目標破断線に沿ったエネルギ導入をあらゆる箇所で非対称的に行い、目標破断線のあらゆる箇所を、適当な短い時間間隔を置いて、互いに異なる強さの少なくとも２回のエネルギ導入により負荷し、こうしてエネルギ分配を、所望の亀裂形成または材料弱化に適合させ、形成したい目標破断線のあらゆる箇所で、まず大きなエネルギ導入を行い、これにより表面の一種の裂け目付けを行い、形成したい目標破断線の深さを、その後に、弱いエネルギ導入によって生ぜしめることを特徴とする、構成部分を製造するための方法。
2. エネルギ導入の交番を、連続的または段階的に実施する、請求項１記載の方法。
3. エネルギ導入を、レーザまたは赤外線源を介して実施する、請求項１または２記載の方法。
4. エネルギ導入を、レンズ系またはミラー系、またはレンズ系とミラー系との組合せを介して行い、レンズ系またはミラー系の調節によってエネルギ導入を制御する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. エネルギ導入を、少なくとも２つのレーザまたは赤外線源により実施して、少なくとも１つの２ビーム法を使用する、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. エネルギ導入を、エネルギ導入の周波数および／または波長の変更により制御する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
7. 形成したい目標破断線にマスクを載着させ、エネルギ導入を該マスクの変更または移動により制御する、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
8. 構成部分に、該構成部分自体の材料と同じか、または異なる吸収能力の材料を有する少なくとも１つの領域をコーティングして、エネルギ導入をこの層の吸収能により制御する、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
9. エネルギ導入を、構成部分の、形成したい目標破断線と、エネルギ源との間の等しい間隔か、または互いに異なる可変の間隔によって制御する、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
10. エネルギ導入が、１つまたは複数の側から基板に作用する、請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。
11. 前記構成部材は、セラミックである、請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法。

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