JPH05221673A - Cutting process - Google Patents

Cutting process

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JPH05221673A
JPH05221673A JP2820292A JP2820292A JPH05221673A JP H05221673 A JPH05221673 A JP H05221673A JP 2820292 A JP2820292 A JP 2820292A JP 2820292 A JP2820292 A JP 2820292A JP H05221673 A JPH05221673 A JP H05221673A
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cleaving
plate
cutting
heating
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Taketoshi Nojima
武敏 野島
Nobuko Nojima
信子 野島
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B33/00Severing cooled glass
    • C03B33/09Severing cooled glass by thermal shock
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B33/00Severing cooled glass
    • C03B33/02Cutting or splitting sheet glass or ribbons; Apparatus or machines therefor
    • C03B33/04Cutting or splitting in curves, especially for making spectacle lenses

Abstract

PURPOSE:To facilitate cutting of a brittle material plate along a desired curve without chipping and to make the cut surface smooth in the subject cutting process of the plate. CONSTITUTION:In a cutting method by making a partial cut (3) in the outer peripheral part of a plate (W) made of a brittle material, subsequently moving a cutting-heater along a prescribed cutting line (L) starting from the above- mentioned partial cut (3) and advancing cutting of the plate from the above- mentioned partial cut (3) as the starting point, the part of the above-mentioned plate (W) along the above-mentioned cutting line (L) is preheated. A fine cut is preliminarily made along the above-mentioned prescribed cutting line (L) on the surface of the above-mentioned plate (W).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ガラス、タイル、セラ
ミック等の脆性材料製の板体の外周部分に部分的切断溝
を形成し、前記部分的切断溝を始点とする割断目標ライ
ンに沿って割断用加熱体を移動させながら前記部分的切
断溝を始点とする板体の割断を進展させる割断加工方法
に関する。本発明は、ステンドグラス製作時の任意形状
の割断加工、ガラス工芸およびガラス工業におけるガラ
スの切断加工、一般家庭におけるタイルの割断、エンジ
ニアリングセラミックスの曲線状割断等に利用すること
ができる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention forms a partial cutting groove on an outer peripheral portion of a plate made of a brittle material such as glass, tile, or ceramics, and follows a target cutting line starting from the partial cutting groove. The present invention relates to a cleaving method for moving a cleaving heating body while advancing the cleaving of a plate body starting from the partial cutting groove. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for cutting an arbitrary shape at the time of producing stained glass, cutting glass in glass crafts and glass industry, cutting tiles in general households, curved cutting of engineering ceramics, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ステンドグラスやガラス工芸の分
野においては、ダイヤモンドガラス切りやオイルカッタ
を用い、洗練された工具を併用し、熟練と労力によって
曲線切りの要求に答えており、これらの分野において最
近、小型品の切断加工にダイヤモンドハンドソーが用い
られるようになったが、チッピングの問題や大型品の加
工等未だ多くの問題を残している。レーザ加工法を代表
とするハイテク技術においても、5mm程度以上の厚いセ
ラミックス板の溶断、溶断面近傍の微細損傷、溶断面の
仕上り、大型品の加工等の問題が未解決のままである。
2. Description of the Related Art Conventionally, in the field of stained glass and glass crafts, diamond glass cutting and oil cutters have been used together with sophisticated tools to respond to the demands of curve cutting with skill and labor. Recently, a diamond hand saw has been used for cutting of small products, but there are still many problems such as chipping problem and processing of large products. Even in high-tech technologies such as laser processing, problems such as fusing of ceramic plates with a thickness of about 5 mm or more, fine damage in the vicinity of the molten surface, finishing of the molten surface, and processing of large-sized products remain unsolved.

【0003】脆性材料であるガラス、タイル等の板体を
チッピングが生じず、しかも滑らかな切断面に切り抜く
加工方法として古くから次のような割断加工方法が用い
られている。すなわち前記割断加工方法は、ダイヤモン
ドガラス切りを用いて平板上に割断しようとする形状に
切欠き溝(微細加工溝)をつけたのち、主に曲げ応力を
作用させ、切欠き底に応力集中を生じせしめて折断する
方法である。この従来の割断加工方法は、大きな曲率を
有する曲線の割断においてさえ、熟練と多大の労力を要
する。
As a method of cutting brittle materials such as glass and tiles into a smooth cut surface without chipping, the following cutting method has been used for a long time. That is, in the cleaving method, a notched groove (microfabricated groove) is formed in a shape to be cleaved on a flat plate using diamond glass cutting, and then bending stress is mainly applied to concentrate stress on the notch bottom. It is a method of breaking it by causing it. This conventional cleaving method requires skill and a great deal of labor even when cleaving a curve having a large curvature.

【0004】また、ガラスの曲線上の割断加工には高ア
ンペア(約50A)の電流を所定の形状に配置されたニ
クロム線に通電加熱し、水つけによって一端に局部収縮
を生じせしめ割れを発生させる方法もあるが、この割れ
の伝ぱ速度は極めて高速(約500m/sec)となるた
め、製作者の望む形状の割断が容易ではないことから、
汎用されるに至っていない。
Further, in the cutting process on the curved line of glass, a high amperage (about 50 A) current is applied to a nichrome wire arranged in a predetermined shape to heat it, and watering causes local shrinkage at one end to cause cracking. There is also a method to do this, but since the propagation speed of this crack is extremely high (about 500 m / sec), it is not easy to cleave the shape desired by the manufacturer,
It has not been widely used.

【0005】ガラス、タイル、アルミナの如き比較的強
度の低いエンジニアリングセラミックスの切断加工に近
年継目無しダイヤモンドバンドソーが実用化されたが、
大型のガラスの切断や強度の高いセラミックスの加工
は、これによってもなお困難のまま残されている。前述
の従来の各種の加工方法では、ガラス、タイル、セラミ
ック等の脆性材料製の板体を、チッピングが生じずしか
も曲線に沿った滑らかな切断面で切り抜くことは不可能
である。
In recent years, a seamless diamond band saw has been put to practical use for cutting of relatively low strength engineering ceramics such as glass, tile and alumina.
The cutting of large glass and the processing of high-strength ceramics still remain difficult. With the various conventional processing methods described above, it is impossible to cut a plate made of a brittle material such as glass, tile, or ceramic with a smooth cut surface along a curved line without causing chipping.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで最近、脆性の
板体に割断始点となる微細な割断部分を形成し、その微
細加工割れ部分を始点とする割断目標ラインに沿って割
断用加熱体を移動させながら前記始点を起点とする板体
の割断を進展させる割断加工方法(日本機械学会論文
集、55巻509号、1989−1、論文NO.88−
0157B、「ぜい性材料の熱応力による割断加工の可
能性」、および、日本機械学会論文集、1990−4、
論文NO.89−0284B、「円状均一加熱下の熱応
力によるき裂の進展」、等参照)が提案されている。し
かしながら、これらの文献に記載された割断加工方法に
より、脆性材料性の板体を曲線状に割断しようとしても
思い通りの曲線状に割断することはできなかった。その
理由は次のようであると考えられる。すなわち、予加熱
を行わない従来の割断加工方法では、割断(き裂)は板
厚の2〜5倍程度の長さに渡って直線的に高速で進展
(不安定破壊)し、停止する。これは割断(き裂)が進
展し始める際のイニシエーションのエネルギーが大きい
ためと考えられる。このため、例えば円形に割断したい
場合でも、実際の割断加工は多角形の割断となり、滑ら
かな曲線状の割断を行うことが困難である。
By the way, recently, a fine fractured portion as a fracture starting point is formed on a brittle plate, and a heating body for fracture is moved along a fracture target line starting from the fine processing cracked portion. Cleaving method for advancing the cleaving of the plate body starting from the starting point (Paper No. 55, No. 509, 1989-1, Paper No. 88-
0157B, "Possibility of Cleaving of Brittle Materials by Thermal Stress", and Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers, 1990-4,
Paper No. 89-0284B, "Propagation of cracks due to thermal stress under circular uniform heating", etc.) is proposed. However, even if an attempt was made to cut a brittle material plate into a curved shape by the cutting method described in these documents, the plate could not be cut into a curved shape as desired. The reason is considered to be as follows. That is, in the conventional cleaving method that does not perform preheating, the cleaving (crack) propagates linearly at a high speed (unstable fracture) over a length of about 2 to 5 times the plate thickness and stops. It is considered that this is because the energy of initiation when cracking (crack) begins to grow is large. Therefore, for example, even when it is desired to cut into a circle, the actual cutting process is a polygonal cut, and it is difficult to perform a smooth curved cut.

【0007】脆性材料から形成された板体の切断加工に
おいて特に必要なことは、工学的、技術的には形状の複
雑な所謂曲線上の切断が可能なこと、並びに切断時に切
断断面及びその近傍にチッピングや微細な損傷割れが伴
なわぬことの二点に集約される。特に前記チッピングや
微細割れは製品の強度を著しく低下させるため、製品強
度を保持するためには、加工面の状態を良好に(傷が無
く且つ滑らかに)保持する必要がある。
What is particularly necessary in the cutting process of a plate formed of a brittle material is that it is possible to perform cutting on a so-called curved line having a complicated shape from an engineering point of view, and a cutting cross section and its vicinity at the time of cutting. The two points are that there is no chipping or fine damage cracking. In particular, the chipping and fine cracks markedly reduce the strength of the product. Therefore, in order to maintain the strength of the product, it is necessary to maintain the state of the processed surface in good condition (without scratches and smoothly).

【0008】本発明は、前述の事情に鑑み、チッピング
が無く、加工断面が滑らかで、希望する曲線に沿って脆
性材料性板体を容易に分割できるようにすることを課題
とする。
In view of the above-mentioned circumstances, it is an object of the present invention to make it possible to easily divide a brittle material plate body along a desired curve without chipping, with a smooth processed cross section.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】次に、前記課題を解決す
るために案出した本出願の発明を説明するが、本発明の
構成要素には、後述の実施例の構成要素との対応を明か
にするため、実施例の構成要素の符号をカッコで囲んだ
ものを付記している。なお、本発明を後述の実施例の符
号と対応させて説明する理由は、本発明の理解を容易に
するためであり、本発明の範囲を実施例に限定するため
ではない。本出願の第1発明の板体の割断加工方法は、
脆性材料製の板体(W)の外周部分に部分的切断溝
(3)を形成し、前記部分的切断溝(3)を始点とする
割断目標ライン(L)に沿って割断用加熱体(5)を移
動させながら前記部分的切断溝(3)を始点とする板体
の割断を進展させる割断加工方法において、前記板体
(W)の前記割断目標ライン(L)に沿う部分を予加熱
することを特徴とする。
Next, the invention of the present application devised to solve the above-mentioned problems will be described. Components of the present invention correspond to those of embodiments described later. For the sake of clarity, reference numerals of constituent elements of the embodiment are enclosed in parentheses. The reason why the present invention is described in association with the reference numerals of the embodiments described later is to facilitate understanding of the present invention and not to limit the scope of the present invention to the embodiments. The plate cutting method of the first invention of the present application is
A partial cutting groove (3) is formed on an outer peripheral portion of a plate body (W) made of a brittle material, and a heating body for cutting () is provided along a cutting target line (L) starting from the partial cutting groove (3). 5) In the cleaving method of moving the plate body starting from the partial cutting groove (3) while moving the plate, the part of the plate body (W) along the target cleavage line (L) is preheated. It is characterized by doing.

【0010】また、本出願の第2発明の板体の割断加工
方法は、前記第1発明の板体の割断加工方法において、
前記割断目標ライン(L)に沿って前記板体(W)表面
に予め微細な加工溝(4)を形成しておくことを特徴と
する。
The plate body cleaving method of the second invention of the present application is the plate body cleaving method of the first invention,
It is characterized in that a fine processed groove (4) is formed in advance on the surface of the plate body (W) along the cleavage target line (L).

【0011】[0011]

【作用】前記本出願の第1発明の割断加工方法では、脆
性材料製の板体(W)の割断目標ライン(L)の一部あ
るいは全部が予加熱される。前記脆性材料はガラス、セ
ラミック等の無機材料であり、そのような材料の殆どが
低い熱伝導性を示す。したがって、脆性材料製の板体
(W)の割断目標ライン(L)に沿った部分を局所的に
予加熱することができる。予加熱温度は板体(被加工
物)(W)の弾性率、熱膨張率によって決まるが、大略
50〜250゜Cである。板体(W)を予加熱する手段
としては、割断目標ライン(L)と同じ形状の電熱線
(予加熱体)(2)を板体(W)下側の表面に接触させ
る方法、または予加熱用の温度に保持された物体(予加
熱体)(12)を板体(W)表面の割断目標ライン
(L)に沿って接触または非接触で移動させる方法等を
採用することが可能である。
In the cleaving method of the first invention of the present application, part or all of the cleaving target line (L) of the brittle material plate (W) is preheated. The brittle material is an inorganic material such as glass or ceramic, and most of such materials have low thermal conductivity. Therefore, it is possible to locally preheat the portion of the plate body (W) made of the brittle material along the cleavage target line (L). The preheating temperature is determined by the elastic modulus and the coefficient of thermal expansion of the plate (workpiece) (W), but is approximately 50 to 250 ° C. As a means for preheating the plate body (W), a heating wire (preheating body) (2) having the same shape as the cleavage target line (L) is brought into contact with the lower surface of the plate body (W), or It is possible to adopt a method of moving the object (preheated body) (12) held at the heating temperature (12) in a contact or non-contact manner along the cleavage target line (L) on the surface of the plate body (W). is there.

【0012】予加熱された板体(W)表面の、前記部分
的切断溝(3)を始点とする割断目標ライン(L)に沿
って割断用加熱体(5)が移動させられる。前記割断用
加熱体(5)の移動は、割断用加熱温度に保持された物
体(割断用加熱体)(5)を板体(W)表面に接触また
は非接触で近接させた状態で行うことができる。前記割
断用加熱体(5)により割れ前方(板厚の0,5〜3倍
程度)を接触あるいは非接触に加熱し、局所的熱応力場
を先の予加熱によるそれに重畳しながら割断用加熱体を
割断目標ライン(L)に沿って移動させると、割断用加
熱体(5)の移動により前記部分的切断溝(3)を始点
とする板体(W)の割断が進展する。
The cleaving heater (5) is moved along the cleaving target line (L) starting from the partial cutting groove (3) on the surface of the preheated plate (W). The movement of the heating body for cleaving (5) is performed in a state where the object (heating body for cleaving) (5) held at the heating temperature for cleaving is brought into contact with or non-contact with the surface of the plate body (W). You can The front part of the crack (about 0.5 to 3 times the plate thickness) is heated in contact or non-contact with the heating body (5) for cleaving, and the local thermal stress field is superposed on that by the previous preheating and heating for cleaving. When the body is moved along the cleavage target line (L), the cleavage of the plate body (W) starting from the partial cutting groove (3) progresses due to the movement of the heating body for cleaving (5).

【0013】割断の速度は予加熱温度および割断用加熱
温度、被割断物(脆性材料製板体)(W)の物性、割断
目標ライン(L)の曲率等に依存するため定式化は困難
であるが、割断を行う際の各パラメータ(被割断物(脆
性材料製板体)の物性、厚さ、割断目標ラインの曲率等
に応じた、板体の予加熱温度、割断用加熱温度、または
割断用加熱体の移動の速度等)の最適条件は、短時間の
経験によって比較的容易に見いだすことができる。
Since the speed of cleaving depends on the preheating temperature and the heating temperature for cleaving, the physical properties of the object to be cleaved (plate made of brittle material) (W), the curvature of the target cleaving line (L), etc., it is difficult to formulate it. However, depending on the parameters of the cleaving (physical properties of the object to be cleaved (plate made of brittle material), thickness, curvature of the cleaving target line, etc., preheating temperature of the plate, heating temperature for cleaving, or Optimum conditions such as the moving speed of the cleaving heating element) can be relatively easily found by short-term experience.

【0014】前述の特徴を備えた本出願の第2発明の割
断加工方法は前記第1の発明の割断加工方法において、
前記割断目標ライン(L)に沿って前記板体(W)表面
に予め微細な加工溝(4)が形成されるので、実際の割
断ラインを割断目標ライン(L)に一致させることが容
易である。この第2発明の場合、高強度あるいは厚い脆
性材料製の板体(W)を割断加工する際、昇温特性を上
げるため割断用加熱体(5)による加熱面積を大きくし
た場合でも、実際の割断ラインが希望する割断目標ライ
ン(L)からずれることが少なくなる。前記割断目標ラ
イン(L)に沿って予め板体(W)表面に形成される微
細な加工溝(4)は、ダイアモンド工具あるいは噴射加
工等によって形成することができる。
The cleaving method of the second invention of the present application having the above-mentioned characteristics is the cleaving method of the first invention, wherein:
Since the fine processed groove (4) is formed in advance on the surface of the plate (W) along the target cutting line (L), it is easy to match the actual cutting line with the target cutting line (L). is there. In the case of the second invention, when the plate body (W) made of a high-strength or thick brittle material is cleaved, even if the heating area by the cleaving heater (5) is increased in order to improve the temperature rising characteristics, The breaking line is less likely to deviate from the desired breaking target line (L). The fine processing grooves (4) formed in advance on the surface of the plate body (W) along the target cutting line (L) can be formed by a diamond tool or jet processing.

【0015】[0015]

【実施例】次に図面を参照しながら、本発明の割断加工
方法の実施例を説明するが、本発明は以下の実施例に限
定されるものではない。
EXAMPLES Examples of the cleaving method of the present invention will now be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the following examples.

【0016】〔実施例1〕図1は、本発明の割断加工方
法を実施するための割断加工装置の実施例1の平面図、
図2は同実施例1の側断面図で図1のII−II線断面図で
ある。図2において、台座1の上面には、予加熱体2が
設けられている。予加熱体2はハート型の電熱線によっ
て構成されており、給電ラインにより電力が供給される
と発熱し、温度が上昇する。台座1の上面には予加熱体
2に接して脆性材料であるセラミックス製の板体W(図
1参照)が載置されている。この板体Wの前記予加熱体
2に接する部分が割断目標ラインLである。
[First Embodiment] FIG. 1 is a plan view of a first embodiment of a cleaving apparatus for carrying out the cleaving method of the present invention.
2 is a side sectional view of the first embodiment and is a sectional view taken along line II-II of FIG. In FIG. 2, a preheating body 2 is provided on the upper surface of the base 1. The preheating body 2 is composed of a heart-shaped heating wire, and when power is supplied from the power supply line, it generates heat and its temperature rises. A plate W (see FIG. 1) made of a brittle material made of ceramics is placed on the upper surface of the pedestal 1 in contact with the preheater 2. The portion of the plate W that contacts the preheater 2 is the target cleavage line L.

【0017】板体Wの外周部分には、前記割断目標ライ
ンLに接続する部分的切断溝3が形成されている。この
部分的切断溝3は、板体Wの割断をスムースに開始させ
るためのもので、ダイヤモンドガラス切りまたは圧子等
により形成される。また、前記板体Wの表面には、製品
の寸法精度を上げる為、予め希望する割断目標ラインL
に沿ってダイヤモンド圧子や噴射加工により板厚の(1
/20)〜(1/50)程度の微細な加工溝4(図3,
4参照)が形成されている。
A partial cutting groove 3 is formed on the outer peripheral portion of the plate W so as to connect to the target cutting line L. The partial cutting groove 3 is for smoothly starting the cutting of the plate W, and is formed by cutting diamond glass or an indenter. In addition, in order to improve the dimensional accuracy of the product on the surface of the plate W, a desired target cutting line L
Along with the diamond thickness (1
/ 20) to (1/50) microfabrication groove 4 (FIG. 3,
4) is formed.

【0018】図3において、作業者の手で取り扱われる
割断用加熱ユニットUは、前記部分的切断溝3を始点と
する割断目標ラインLに沿って板体W表面を移動させら
れる。この割断用加熱ユニットUは手動で簡単に操作で
きるように全体としてアイロンの形状をしている。前記
割断用加熱ユニットUは、割断用加熱体5、この割断用
加熱体5を支持する加熱体支持部材6を備えている。前
記割断用加熱体5は、全体として棒状に形成されてお
り、先端側の発熱部5aおよび基端側の耐熱材料製の被
ガイド部5bを備えている。前記加熱体支持部材6は、
ハンドル7およびガイド筒8を有している。ガイド筒8
には、前記割断用加熱体5の被ガイド部5bが斜め上下
方向にスライド可能に支持されている。
In FIG. 3, the cleaving heating unit U handled by the operator is moved on the surface of the plate W along a cleaving target line L starting from the partial cutting groove 3 as a starting point. The cleaving heating unit U has an iron shape as a whole so that it can be easily operated manually. The cleaving heating unit U includes a cleaving heating body 5 and a heating body supporting member 6 that supports the cleaving heating body 5. The heating body for cleaving 5 is formed in a rod shape as a whole, and is provided with a heat generating portion 5a on the front end side and a guided portion 5b made of a heat resistant material on the base end side. The heater support member 6 is
It has a handle 7 and a guide tube 8. Guide tube 8
The guided portion 5b of the cleaving heating body 5 is slidably supported in the vertical direction.

【0019】前記割断用加熱体5と加熱体支持部材6の
間には、圧縮スプリング9が設けられている。この圧縮
スプリング9は、前記割断用加熱体5を常時下方に押圧
して、発熱部5aを前記板体Wに接触させる機能を有し
ている。なお、前記下方に押圧される割断用加熱体5に
は、位置決め用の突起5cが設けられており、その突起
5cにより割断用加熱体5の下限位置が規制されてい
る。
A compression spring 9 is provided between the cleaving heating element 5 and the heating element supporting member 6. The compression spring 9 has a function of constantly pressing the cleaving heating body 5 downward so that the heat generating portion 5a comes into contact with the plate W. The cleaving heating element 5 pressed downward is provided with a positioning projection 5c, and the lower limit position of the cleaving heating element 5 is restricted by the projection 5c.

【0020】次に図5〜8の作用説明図を用いて、前記
実施例1の作用を説明する。図5に示すごとく脆性材料
製の板体Wの下面を割断目標ラインLに沿って前記予加
熱体2(図2参照)により予加熱する。この予加熱によ
って割断目標ラインLに沿った部分の温度がTsになっ
たとすると端面に引帳応力σsが生じ、この応力値σsは
大略αETs(α、Eは各々板体Wの線膨張係数並びに
縦弾性率)となる。この応力σsが物体(板体W)の引
張強度に達するにはガラスで大略Ts*=50〜150゜
C、アルミナやジルコニア等のエンジニアリングセラミ
ックでTs*=150〜250゜Cである。(実際に割断
を行う場合は上述のような理想的な線状加熱は出来ない
故、Ts*は50%程度高いと推定できる。)しかしなが
ら温度がこのTs*以上になると破壊は超高速で伝パする
不安定破壊の形態をとり、割断の形状を厳密にコントロ
ールすることは殆どの場合不可能に近い。それ故本方法
ではこの予加熱温度を室温〜(2/3)Ts*程度に設定す
る。
Next, the operation of the first embodiment will be described with reference to the operation explanatory views of FIGS. As shown in FIG. 5, the lower surface of the plate W made of brittle material is preheated along the cleavage target line L by the preheater 2 (see FIG. 2). If the temperature of the portion along the cleavage target line L becomes Ts due to this preheating, pulling stress σs occurs at the end face, and this stress value σs is approximately αETs (α and E are the linear expansion coefficient of the plate W and Longitudinal elastic modulus). In order for this stress σs to reach the tensile strength of the object (plate W), Ts * = 50 to 150 ° C for glass and Ts * = 150 to 250 ° C for engineering ceramics such as alumina and zirconia. (When cutting is actually performed, ideal linear heating as described above cannot be performed, so Ts * can be estimated to be about 50% higher.) However, if the temperature exceeds Ts *, the fracture propagates at an ultra-high speed. In most cases, it is almost impossible to control the fracture shape in the form of unstable fracture. Therefore, in this method, this preheating temperature is set to about room temperature to (2/3) Ts *.

【0021】次に板体Wの片面を図6のごとく割断用加
熱体4で加熱すると、新しい熱応力場が先の応力場に重
畳される。この割断用加熱体4による熱応力場は図7に
示されるごとく局所的なものであり、加熱前のハッチ部
は割断用加熱体4の加熱によって点線部のごとく熱膨張
し、これによって新たに図5のAB部に引張応力が誘起
され、材料の引張強度に達し、割れの進展が始まる。こ
の割断用加熱体5を図8の矢印Aの方向に割断目標ライ
ンLにそって移動させると割れはこの熱応力によって引
きずられて安定的に進展し、板体(被加工物)Wは自在
の形状に割断される。割断のスピードは、上述の予加熱
温度および予加熱体2による加熱面積と、割断用加熱温
度および割断用加熱体5による加熱面積を適度に組合せ
ることによつて、コントロールされる。
Next, when one side of the plate W is heated by the cleaving heater 4 as shown in FIG. 6, a new thermal stress field is superposed on the previous stress field. The thermal stress field due to the heating element 4 for cutting is local as shown in FIG. 7, and the hatch portion before heating is thermally expanded like the dotted line portion by the heating of the heating element 4 for cleaving. Tensile stress is induced in the AB portion of FIG. 5, the tensile strength of the material is reached, and cracks start to develop. When this heating body 5 for cleaving is moved along the target line L for cleaving in the direction of arrow A in FIG. 8, cracks are dragged by this thermal stress and propagate stably, and the plate body (workpiece) W is freely movable. It is cut into the shape of. The cleaving speed is controlled by properly combining the above-mentioned preheating temperature and the heating area by the preheating body 2 with the heating temperature for cleaving and the heating area by the cleaving heating body 5.

【0022】また、本実施例においては、図2〜4に示
すように、板体Wの外周部分には、前記割断目標ライン
Lに接続する部分的切断溝3が形成されているので、板
体Wの割断は極めてスムーズに開始される。さらに、本
実施例では、板体W表面に微細な加工溝4が形成されて
いるので、極めて良好な割断加工を行うことができる。
Further, in this embodiment, as shown in FIGS. 2 to 4, since the plate body W is formed with the partial cutting groove 3 connected to the target cutting line L on the outer peripheral portion thereof, The cutting of the body W starts extremely smoothly. Further, in this embodiment, since the fine processed groove 4 is formed on the surface of the plate body W, it is possible to perform a very good cutting process.

【0023】〔実施例2〕次に、図9,10により本発
明の実施例2を説明する。この実施例2は、前記実施例
1の台座1上面に設けた予加熱体2の代わりに凹溝11
が設けられた点、および割断用加熱ユニットUに予加熱
体12が設けられた点等で前記実施例1と相違してい
る。なお、この実施例2の説明において、前記実施例1
の構成要素に対応する構成要素には同一の符号を付し
て、その詳細な説明を省略する。
[Second Embodiment] Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the second embodiment, instead of the preheater 2 provided on the upper surface of the pedestal 1 of the first embodiment, a concave groove 11 is formed.
Is provided, and the preheating body 12 is provided in the heating unit for cleaving U, and the like, which is different from the first embodiment. In the description of the second embodiment, the first embodiment will be described.
The same reference numerals are given to the constituent elements corresponding to those constituent elements, and detailed description thereof will be omitted.

【0024】図9,10において、前記割断用加熱ユニ
ットUは、前記実施例1と同様の加熱体支持部材6およ
び割断用加熱体5以外に予加熱体12を備えている。前
記予加熱体12は、全体として棒状に形成されており、
先端側の発熱部12aおよび基端側の耐熱材料製の被ガ
イド部12bを備えている。前記加熱体支持部材6は、
前記予加熱体12を支持するガイド筒13を有してお
り、ガイド筒13には、前記予加熱体12の被ガイド部
12bが斜め上下方向にスライド可能に支持されてい
る。
In FIGS. 9 and 10, the heating unit for cleaving U is provided with a preheating body 12 in addition to the heating member supporting member 6 and the heating member for cleaving 5 as in the first embodiment. The preheating body 12 is formed in a rod shape as a whole,
The heat generating portion 12a on the front end side and the guided portion 12b made of a heat resistant material on the base end side are provided. The heater support member 6 is
The preheater 12 has a guide tube 13 that supports the preheater 12, and the guided portion 12b of the preheater 12 is supported by the guide tube 13 so as to be slidable vertically.

【0025】前記予加熱体12と加熱体支持部材6の間
には、圧縮スプリング14が設けられている。この圧縮
スプリング14は、前記予加熱体12を常時下方に押圧
して、発熱部12aを前記板体Wに接触させる機能を有
している。なお、前記下方に押圧される予加熱体12に
は、位置決め用の突起12cが設けられており、その突
起12cにより予加熱体12の下限位置が規制されてい
る。この実施例2において、前記予加熱体12の消費電
力は50〜100W、割断用加熱体4の消費電力は10
0〜200Wで可変に設定されている。
A compression spring 14 is provided between the preheating body 12 and the heating body supporting member 6. The compression spring 14 has a function of constantly pressing the preheating body 12 downward to bring the heat generating portion 12a into contact with the plate W. The preheating body 12 pressed downward is provided with a positioning projection 12c, and the lower limit position of the preheating body 12 is restricted by the projection 12c. In the second embodiment, the power consumption of the preheating body 12 is 50 to 100 W and the power consumption of the cleaving heating body 4 is 10 W.
It is variably set from 0 to 200W.

【0026】この実施例2は、台座1上面の凹溝11が
割断目標ラインLに沿って設けられているので、割断用
加熱ユニットUを移動させたとき、前記圧縮スプリング
8,14の作用により板体Wに曲げ応力が作用する。こ
のため、割断が円滑に行われる。
In the second embodiment, since the concave groove 11 on the upper surface of the pedestal 1 is provided along the breaking target line L, when the heating unit for cutting U is moved, the compression springs 8 and 14 work. A bending stress acts on the plate W. Therefore, the cutting is smoothly performed.

【0027】前記各実施例では、板体Wを予加熱する手
段および板体Wに対して割断用加熱を行う手段として電
熱による発熱体を用いているので、レーザビームを用い
た場合に比べて取扱が容易である。このため、前記各実
施例は、安全性、経済性にすぐれている。
In each of the above-mentioned embodiments, since the heating element by electric heating is used as the means for preheating the plate W and the means for heating the plate W for cutting, as compared with the case of using the laser beam. Easy to handle. Therefore, each of the above-described embodiments is excellent in safety and economy.

【0028】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求
の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種々の設
計変更を行うことが可能である。たとえば、前記実施例
2において、割断用加熱ユニットUを移動させる代わり
に、板体Wを移動させることも可能である。
Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It is possible to make design changes. For example, instead of moving the cleaving heating unit U in the second embodiment, the plate W can be moved.

【0029】[0029]

【発明の効果】前述の本発明の割断加工方法は、板体の
割断目標ラインに沿う部分を予加熱するので、チッピン
グが無く、加工断面が滑らかで、希望する曲線に沿って
脆性材料性板体を容易に分割することができる。
According to the above-described cleaving method of the present invention, since the portion of the plate body along the cleaving target line is preheated, there is no chipping, the machined section is smooth, and the brittle material plate is formed along a desired curve. You can easily divide your body.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 図1は、本発明の割断加工方法を実施するた
めの割断加工装置の実施例1の平面図である。
FIG. 1 is a plan view of a first embodiment of a cleaving apparatus for carrying out the cleaving method of the present invention.

【図2】 図2は同実施例1の側断面図で前記図1のII
−II線断面図である。
FIG. 2 is a side sectional view of the first embodiment, which is taken along line II of FIG.
FIG. 6 is a sectional view taken along line II.

【図3】 図3は同実施例1の割断用加熱ユニットUの
説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a cleaving heating unit U according to the first embodiment.

【図4】 図4は同実施例1で使用する板体Wの説明図
である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a plate body W used in the first embodiment.

【図5】 図5は同実施例1の割断工程における作用説
明図である。
FIG. 5 is an operation explanatory view in the cleaving process of the first embodiment.

【図6】 図6は同実施例1の割断工程における作用説
明図である。
FIG. 6 is an operation explanatory view in the cleaving process of the first embodiment.

【図7】 図7は同実施例1の割断工程における作用説
明図である。
FIG. 7 is an operation explanatory view in the cleaving process of the first embodiment.

【図8】 図8は同実施例1の割断工程における作用説
明図である。
FIG. 8 is an operation explanatory view of the cleaving process of the first embodiment.

【図9】 図9は、本発明の割断加工方法を実施するた
めの割断加工装置の実施例2の説明図である。
FIG. 9 is an explanatory view of a second embodiment of a cleaving apparatus for carrying out the cleaving method of the present invention.

【図10】 図10は同実施例2の説明図で、前記図9
のX−X線断面図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram of the second embodiment, which is similar to FIG.
6 is a sectional view taken along line XX of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

L…割断目標ライン、U…割断用加熱ユニット、W…板
体、2…予加熱体、3…部分的切断溝、4…加工溝、5
…割断用加熱体、12…予加熱体
L ... Cleaving target line, U ... Cleaving heating unit, W ... Plate, 2 ... Preheating body, 3 ... Partial cutting groove, 4 ... Machining groove, 5
… Cleaving heating element, 12… Preheating element

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 脆性材料製の板体の外周部分に部分的切
断溝を形成し、前記部分的切断溝を始点とする割断目標
ラインに沿って割断用加熱体を移動させながら前記部分
的切断溝を始点とする板体の割断を進展させる割断加工
方法において、 前記板体の前記割断目標ラインに沿う部分を予加熱する
ことを特徴とする板体の割断加工方法。
1. A partial cutting groove is formed in an outer peripheral portion of a plate body made of a brittle material, and the partial cutting groove is moved while moving a heating body for cutting along a cutting target line starting from the partial cutting groove. A cleaving method for advancing the cleaving of a plate starting from a groove, characterized by preheating a portion of the plate along the target cleavage line.
【請求項2】 前記割断目標ラインに沿って前記板体表
面に予め微細な加工溝を形成しておくことを特徴とする
請求項1記載の割断加工方法。
2. The cleaving method according to claim 1, wherein fine machining grooves are formed in advance on the surface of the plate body along the cleaving target line.
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