KR100510775B1 - 레이저 광선에 의하여 깨지기 쉬운 재료로 된 소재를 급속 절단하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

레이저 광선에 의하여 깨지기 쉬운 재료로 된 소재를 급속 절단하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 요구되는 어떤 윤곽의 소정의 절단선을 따르는 레이저 빔에 의하여 깨지기 쉬운 재료, 특히 유리, 유리-세라믹 또는 세라믹으로 된 재료를 급속 절단하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 상기 방법은 이하의 단계를 포함한다: 레이저 빔의 발생; 소재를 용융하지 않고서 절단선 상에 촛점이 맞춰지는 레이저 빔의 짝지워진 안내; 절단될 소재의 표면 상에서 촛점 스폿으로서 작용하는 빔 단면이 미리 정해진 형상 및 강도 분포에 상응하는 방법으로 레이저 빔의 형성; 절단선을 따라 열기계적 응력을 구비한 채로 레이저 빔 및 소재 사이에서의 상대 운동의 발생; 뒤이어 일어나는 냉각 및 상기 재료의 파괴 강도 이상의 열기계적 응력을 증가시키기 위하여 가열된 절단선 단편 상으로 유체 냉각 매체를 불어냄.

Description

레이저 광선에 의하여 깨지기 쉬운 재료로 된 소재를 급속 절단하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR RAPID CUTTING OF A WORKPIECE MADE FROM A BRITTLE MATERIAL BY MEANS OF LASER BEAMS}
본 발명은 요구되는 임의의 윤곽(contour)의 절단선을 따르는 레이저 빔에 의하여 깨지기 쉬운 재료, 특히 유리, 유리-세라믹 또는 세라믹으로 된 재료를 급속 절단하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 바람직한 적용은 평판 유리의 급속 절단이다.
유리를 절단하기 위한 종래의 방법은 무엇보다도 유리에 금(score)을 생성하고 그 다음에 외부의 기계적 힘을 가함으로써 상기 방법으로 발생되는 약화된 선을 따라 유리가 깨지도록 하기 위하여, 다이아몬드 또는 소형 절단 휠을 사용하는 것을 기초로 한다. 상기 방법의 단점은 금이 입자(파편)를 표면으로부터 분리되도록 하고 상기 입자는 유리 상에 퇴적되며, 여기서 이것이 예를 들어 스크래치를 일으킬 수 있다는 점이다. 또한, 칩(chip)은 절단 가장자리에서 울퉁불퉁한 유리 가장자리를 형성할 수 있다. 또한 금긋기(scoring) 작업 동안에 형성되는, 절단 가장자리에서의 미소 균열은 기계적 내하중성을 감소시키는 즉, 깨질 위험을 증가시키는 원인이 된다.
파편 및 칩과 미소 크랙 양자를 회피하기 위한 한가지 해결 방안은 열적으로 발생되는 응력을 사용하여 유리를 절단하는 것이다. 상기 경우에 있어서, 유리 상으로 향해지는 열원은 상기 유리에 대해 고정 속도로 이동되며, 상기 방법에서 유리에 균열이 형성될 장도로 높은 열응력이 발생된다. 열 에너지를 국부적으로 위치시킬 수 있는 즉, 전형적인 절단 정밀도에 상응하는 1밀리미터 보다 나은 정밀도를 갖는 열원의 요구되는 특성은 적외선 방사기, 특수한 가스 버너, 및 특히 레이저에 의해 충족된다. 이들의 우수한 촛점 맞춤 특성, 파워의 우수한 제어 가능성 및 빔 형성 가능성 및 이에 따른 강도 분포때문에, 레이저는 성공적인 것으로 입증되었고, 유리 상에서의 광범위한 이용을 성취하게 되었다.
외부적인 냉각과 협력되는 촛점이 맞추어진 레이저 빔에 의한 국부적인 가열에 의하여 상기 재료의 파괴 강도 이상으로 열기계적 응력을 유발하는, 상기 레이저 빔 방법은 다수의 출원에 의해 공지된다.
국제 공개 제 93/20015 호로부터 공지되는 방법은 뒤를 쫓는 냉각 스폿(cooling spot)을 갖는 타원 형상의 레이저 빔을 사용한다. 상기 방법은 비금속 평판 재료의 직선 금긋기에 있어서는 양호한 결과를 성취하지만, 굴곡진 윤곽을 따라 고품질 및 고정밀 금긋기를 보장할 수는 없다. 또한 상기 공지된 방법은 높은 방사 밀도 및 높은 절단 속도에서 매우 안정한 절단 프로필(profile)을 성취할 수 없다.
절단선을 따라 상기 재료의 가열 조건을 최적화하기 위하여, 국제 공개 제 96/20062 호에 따르면, 상기 가열은 한 묶음의 가열 빔에 의해 실행되며, 상기 묶음의 중앙을 관통하는 그것의 단면에서 방사력의 밀도는 바깥 둘레로부터 중앙부 쪽으로 감소되도록 분포된다.타원형 빔이 사용되며, 이것은 타원형 링 형상의 온도 분포를 야기시킨다.
상기 공지된 방법의 단점은 유럽 특허 제 0 872 303 A1 호에 기재된 방법에 의해 회피되는데, 이것은 절단 방향으로 개방되는 U-형상 또는 V-형상의 윤곽 및 특징적인 강도 분포을 갖는 촛점 스폿을 제공한다. 상기 방법은 직선 절단을 실행하는 경우에 실제적으로 성공적인 것으로 입증되었다. 이것은 큰 소재 두께조차도 깨끗하게 절단해낼 수 있다. 자유 형상 절단 즉, 가능하게는 굴곡진 윤곽을 포함하는 소정의 윤곽으로의 절단을 실행하는 경우에, 절단선의 윤곽에 필적하며 뒤이어 일어나는 냉각을 포함하며 추적되는 윤곽에 대한 굴곡진 U-형상 또는 V-형상의 강도 분포를 발생시키는 것이 필요하다. 이것은 특히 경로 제어 유닛으로 촛점 스폿(focal spot)을 발생시키는 스캐너 장치의 연결을 요구하는데, 이것은 매우 상당한 제어 및 조정 비용을 수반한다.
독일 특허 제 44 11 037 C2 호는 스폿을 형성하기 위하여 급격하게 촛점이 맞춰지고 회전되는 중공 유리 주위에 열응력 영역을 발생시키는 고정 레이저 빔으로 작동되는 중공 유리를 절단하기 위한 레이저 빔 절단 방법을 공지한다. 그 다음에, 노즐 밖으로 불어내어지는 분무된 물안개를 사용하여 상기 중공 유리의 전체 바깥 둘레에 걸쳐 이입되는 응력 영역을 따라 냉각이 실행되며, 따라서 상기 중공 유리 가장자리는 기계적 또는 열적으로 발생되는 금긋기 균열과 협력하여 사용되는 경우에 절단된다.
독일 특허 제 43 05 107 A1 호는 레이저 빔 절단 방법을 공지하는데, 여기서 상기 레이저 빔은 소재면 상에서의 그것의 빔 단면이 형상에 있어서 연장되는 방법으로 형성되며, 상기 방법에서 충돌하는 빔 단면의 길이 및 폭의 비는 레이저 빔 경로에서 조리개에 의해 설정될 수 있다.
상기 명세서에서 설명되는 레이저 빔 절단 방법은 기본적으로 예를 들어 유럽 특허 제 0 062 482 A1 호 또는 미국 특허 제 5,237, 150 호로부터 공지되는 바와 같은 레이저 빔 절단 방법과는 상이한데, 여기서 상기 유리는 절단 시임을 형성하기 위하여 용융되며, 상기 절단 시임은 기체에 의해 연속적으로 깨끗하게 치워진다.
또한, 복수의 레이저 빔에 의하여 유리를 절단하기 위한 방법이 공지되어 있다.
삭제
독일 특허-B 제 1 244 346 호에 기재되는 방법에서는, 특히 형상화된 가장자리를 생성하기 위하여, 1개 보다 많은 레이저 빔이 레이저 절단 동안에 동일한 절단에 사용되며, 상기 각각의 레이저 빔은 유리 표면에 대해 상이한 각도를 형성한다. 미국 대응 특허 제 3,453,097 호에는 절단선 상으로 짝지워진 형태로 안내되는 복수의 레이저 빔에 의하여 유리를 절단하는 방법이 기재된다.
매우 광범위한 이유로, 기재된 제 1 레이저 빔 절단 장치가 가장 우수한 방법임이 입증되었으며, 실제적으로 광범위하게 수용되었다. 본 발명은 상기 방법을 기초로 한다. 기재된 제 1 방법 및 상기 방법의 유용성에 의해 달성될 수 있는 절단 능력은 특히 절단될 소재에서의 절단선을 따르는 열기계적 응력의 효율적인 유도, 레이저 빔에서의 강도 분포 및 냉각 유형에 의해 지배된다. 절단을 위해 요구되는 절단선을 따르는 열기계적 응력의 급속 및 동시의 효율적인 유도는 공지된 방법에서는 불충분한 정도로 단지 보장된다. 열기계적 응력의 비효율적인 유도때문에, 더 빠른 절단 속도에 대한 요구에 제한이 부과된다.
도 1은 각각 짝지워진 안내로 제공되며 소정의 절단선 상으로 촛점이 맞춰지는 3개의 레이저 빔 및 후속하는 냉각(냉각 스폿)을 도시한 도면,
도 2는 촛점으로서 작용하는 레이저 빔 단면을 제외하고 상이한 형상 및 강도 분포를 갖는 각각의 경우에서의 도 1에 상응하는 도면이다.
본 발명의 목적은 요구되는 임의의 윤곽의 소정의 절단선을 따르는 레이저 빔에 의하여 깨지기 쉬운 재료, 특히 유리, 유리-세라믹 또는 세라믹으로 된 재료를 급속 절단하기 위한 방법 및 장치를 제공하기 위한 것으로, 따라서 높은 절단 정밀도 및 윤곽에 대한 정확도 및 급속 절단이 미소 균열, 칩 또는 파편의 형성없이 가능하다.
상기 목적은 특허청구범위 제 1 항에 기재된 바와 같은 방법에 의해 달성된다.
특허청구범위 제 1 항에 기재된 바와 같은 방법에 따르면, 요구되는 임의의 윤곽의 소정의 절단선을 따르는 레이저 빔에 의한 깨지기 쉬운 재료의 급속 절단은, 레이저 빔이 발생되고, 각각의 레이저 빔은 상기 재료를 용융시키지 아니하면서 짝을 이루는 형태로 그리고 촛점이 맞춰지는 방법으로, 절단선 상으로 차례로, 특히 평행하게 안내된다는 사실에 의해 실행된다. 상기 각각의 레이저 빔은 절단될 소재의 표면 상에 촛점 스폿으로서 작용하는 상기 각각의 빔 단면이 소정의 형상 및 강도 분포에 상응하는 방법으로 형성된다. 상대 운동은 레이저 빔 및 소재 사이에서 절단선을 따라, 열기계적 응력이 유도된 상태로 발생되며, 상기 열기계적 응력은 가열된 절단선 구역에 대한 뒤이어 일어나는 냉각을 위하여 유체 냉각 매체를 불어냄으로써 파괴 강도 이상으로 증가된다.
깨끗한 절단 가장자리는 어떠한 미소 균열, 칩 또는 파편없이 달성된다.
본 발명에 따른 방법은 요구되는 임의의 윤곽의 절단선을 따라 열기계적 응력의 급속 및 효율적인 유도를 가능하게 한다. 놀랍게도, 높은 레이저 파워는 소재가 용융되지 않으면서 절단될 소재로 전달될 수 있다. 동시에, 절단 속도는 종래의 방법에 비해 100 %에 달하는 정도로 증가될 수 있다.
상기 방법에서, 200 m/min에 달하는 절단 속도가 쉽게 달성될 수 있다.
삭제
특히 소재가 동시에 용융되지 않고서 상기 소재로 높은 레이저 파워를 유도하기 위해서는, 짝지워진 형태로 특히, 평행하게 안내되는 레이저 빔이 절단선 상으로 차례로 안내되는 것이 유리하다. 상기 경우에, 레이저 빔이 차례로 빨리 연속하여 안내되거나, 또는 레이저 빔이 완전하게 또는 부분적으로 겹쳐진 형태로 절단선 상으로 안내될 수 있다.
각각의 레이저 빔은 상기 경우에 각각의 경우에서 절단될 소재의 표면 상에서 촛점 스폿으로서 작용하는 빔 단면이 동일한 형상 및 동일한 강도 분포에 상응하는 방법으로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 각각의 레이저 빔은 절단선 상으로 서로에 대해 평행하게, 수직으로 또는 소재면에 적어도 동일한 각도로 안내되는 것이 바람직하다.
유리 절단시에, 특히 각각의 유리의 변형 온도 TG가 초과되지 않는 것이 보장되어야 한다.
미소 균열이 절단선의 시작 지점에서 형성되는 경우에, 상기 균열은 매우 정확히 절단선을 뒤따른다.
상기 각각의 레이저 빔은 1개 또는 그 이상의 CO 또는 CO2 레이저 빔인 것이 바람직하며, 상기 레이저의 파장은 조정 가능한 것이 바람직하며, 따라서 이것은 절단될 소재의 상응하는 흡수 최대에 필적한다. 좀 더 성공적으로 상기 레이저의 파장이 절단될 소재의 상응하는 흡수 최대에 필적하면 할수록, 열기계적 응력의 유도는 그만큼 더 효율적이고 선택될 수 있는 절단 속도는 그만큼 더 빨라진다.
유체 냉각 매체는 위쪽으로부터 아랫 방향으로 소재 상으로 불어내어지는 것이 바람직하다.
바람직한 유체 냉각 매체는 냉각 기체, 바람직하게는 찬 공기, 또는 물/공기 혼합물이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 유체 냉각 매체의 온도는 설정되고 제어된다. 상기 경우에, 유체 냉각 매체는 추가적으로 냉각되는 것이 바람직하다. 이것은 예를 들어, 적어도 하나의 펠티에 요소에 의해 달성될 수 있다. 이것은 제어될 수 있고 조정될 수 있는 조건하에서 재생 가능한 공정 처리를 가능하게 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 상기 기체 분출(jet)은 1개 또는 그 이상의 동심원 및/또는 타원형 노즐에 의해 형성된다.
효율적인 냉각을 가능하게 하는 모든 기체 분출 형상 및 노즐 배열을 사용할 수 있다.
원칙적으로, 미리 정해진 모든 레이저 빔 형상 및 이와 관련되는 강도 분포는 절단될 소재에 적용될 수 있다.
유럽 특허 제 0 872 303 A2 호에 기재된 바와 같은, 레이저 빔의 U-형상 또는 V-형상의 윤곽 및 이와 관련되는 강도 분포가 특히 바람직하다.
또한, 재료에 의해 충분히 강하게 흡수되는 다른 레이저와 유사한, CO 또는 CO2 레이저는 뒤이어 일어나는 융해, 및 날카로운 가장자리로서 절단되는 가장자리의 라운딩에 적합하다.
본 발명에 따른 방법은 특히 유리, 유리-세라믹 또는 세라믹을 포함하는 깨지기 쉬운 재료의 절단에 적합하다; 예를 들어 30 ㎜의 두께를 갖는 평판 유리와 같은, 비교적 두꺼운 재료를 절단하는 것이 유리하게도 가능하다.
삭제
요구되는 임의의 윤곽의 소정의 절단선을 따르는 레이저 빔에 의하여 깨지기 쉬운 재료, 특히 유리, 유리-세라믹 또는 세라믹으로 된 재료를 급속 절단하기 위한 장치에 관해서 이하가 제공된다:
- 레이저 빔을 발생시키는 1개 또는 그 이상의 레이저원,
- 재료를 용융시키지 않고서 차례로 절단선 상으로 촛점이 맞춰지는 레이저 빔의 짝지워진 안내를 위한 광학 수단,
- 절단될 소재 표면 상에서 촛점 스폿으로서 작용하는 빔 단면이 미리 정해진 형상 및 강도 분포에 상응하는 방법으로 각각의 레이저 빔을 형성하기 위한 수단,
- 절단선을 따라, 유도된 열기계적 응력을 가진 상태로 레이저 빔 및 소재 사이의 상대 운동을 발생시키기 위한 적어도 1개의 구동 장치,
- 상기 열기계적 응력이 상기 재료의 파괴 강도 이상으로 증가되도록, 가열된 절단선 구역에 대하여 뒤이어 일어나는 냉각을 위한 유체 냉각 매체를 불어내는 수단.
상기 경우에, 레이저 빔의 짝지워진 안내를 위한 광학 수단은 레이저 빔이 절단선 상으로 촛점이 맞춰진 형태로 그리고 서로로부터 독립적으로, 또는 대안으로서 완전히 또는 부분적으로 겹쳐진 형태로 안내되는 방법으로 상기 레이저 빔의 짝지워진 안내를 가능하게 한다.
또한, 절단선의 시작 부분에서 미소 균열을 형성하기 위한 수단이 제공되는 것이 바람직하다.
상기 레이저는 CO2 레이저인 것이 바람직하며, 이것의 파장은 절단될 재료의 스펙트럼의 흡수 최대에 상응한다. 상기 CO2 레이저는 10.6 ㎛의 파장에서의 원적외선 영역에서 빛을 방출한다. 상기 열 복사선은 재료상에서의 작용시에 매우 특이한 특징을 갖는다. 예를 들어, 이것은 가시광에서 투명한 대부분의 재료에 의해 높게 흡수된다.
유리에서 높게 흡수되는 상기 사실은 유리를 절단하기 위해 사용된다. 103㎝-1의 흡수 계수에서, 파워의 95 %는 30 ㎛의 두꺼운 층에서 흡수된다.
흡수 최대가 약 5 ㎛의 파장에 놓여 있는 재료를 절단하려는 경우에, 레이저 원으로서 CO 레이저를 사영하는 것이 추천된다.
원칙적으로, 절단될 시료의 용융점 이하의 열기계적 응력을 유도하는데 적절한 레이저 빔을 발생, 형성 및 안내를 위한 소정의 모든 수단을 사용할 수 있다.
또 다른 실시예에 있어서, 그것 상에 레이저 빔이 충돌되는 소재 표면 부분을 깨끗이 불어내기 위한 기체 분출은 공기 분출이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예가 상세히 설명된다.
도 1 및 도 2에 도시되는 바와 같이, 요구되는 임의의 윤곽(교호되는 대시 및 점에 의해 도시됨)의 소정의 절단선을 따르는 레이저 빔을 수단으로 하여 깨지기 쉬운 재료로 된 소재를 급속 절단하기 위하여, 각각의 경우에 3개의 레이저 빔이 발생되며, 이것은 상기 재료가 용융되지 않고서, 절단선 상으로 짝지워진 안내로 촛점이 맞춰진다. 상기 레이저 빔은 재료 표면에 수직으로 안내되는 것이 바람직하다. 상기 레이저 빔은 소재의 표면 상에서 촛점 스폿으로서 작용하는 각각의 빔 단면이 미리 정해진 형상 및 강도 분포에 상응하는 방법으로 형성된다. 도 1에 따르면, 상기 각각의 빔 단면은 V-형상의 윤곽 및 이와 관련되는 강도 분포를 갖는다. 도 2에 따르면, 촛점 스폿으로서 작용하는 상기 각각의 빔 단면은 대조적으로 직선 윤곽을 갖는다.
절단선을 따라, 3개로 짝지워진 레이저 빔과 소재 사이의 상대 운동을 발생시킴으로써, 열기계적 응력이 소재에 유도된다. 평행하게 짝지워진 레이저 빔은 가능한 한 정확하게 소정의 절단선을 따르는 것이 필수적이다. 상기 레이저 빔을 따라서, 가열된 상기 절단선 구역에 대한 뒤이어 일어나는 냉각(냉각 스폿)을 위해 유체 냉각 매체가 지속적으로 불어내어지는 것에 의하여, 상기 열기계적 응력은 상기 재료의 파괴 강도 이상으로 증가된다.
상기 3개의 평행한 레이저 빔은 절단선 상으로 동시에, 바람직하게는 차례로 안내된다.
따라서 상술한 바와 같은 본 발명에 따른, 깨지기 쉬운 재료로 된 소재의 급속 절단을 위한 방법 및 장치는 높은 절단 정밀도 및 윤곽에 대한 정확도 및 급속 절단이 미소 균열, 칩 또는 파편의 형성없이 가능한 탁월한 효과가 있다.

Claims (24)

  1. 취성 재료로 이루어진 공작물을 요구되는 임의의 윤곽을 갖는 미리 정해진 절단선을 따라 레이저 빔으로 급속 절단하는 방법으로서, 다음의 단계, 즉
    - 레이저 빔의 발생
    - 재료를 용융시키지 않고서 절단선 상에 촛점이 맞춰지는 레이저 빔의 짝지워진 안내
    - 절단될 소재의 표면 상에서 촛점 스폿으로서 작용하는 각각의 빔 단면이 미리 정해진 형상 및 강도 분포에 상응하는 방법으로 각각의 레이저 빔의 형성
    - 열기계적 응력이 유도된 상태 하의, 절단선을 따르는 레이저 빔 및 소재 사이에서의 상대 운동의 발생
    - 상기 재료의 파괴 강도 이상으로 열기계적 응력을 증가시키도록, 가열된 절단선 구역을 뒤이어 냉각하기 위하여 유체 냉각 매체를 불어냄
    을 포함하는 방법에 있어서,
    짝지워진 안내로 제공되는 상기 레이저 빔은 절단선 상으로 차례로 안내되는 것을 특징으로 하는, 레이저 빔에 의하여 깨지기 쉬운 재료로 된 소재를 급속 절단하기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    짝지워진 안내로 제공되는 상기 레이저 빔은 절단선 상으로 완전히 또는 부분적으로 겹쳐져서 안내되는 것을 특징으로 하는, 레이저 빔에 의하여 깨지기 쉬운 재료로 된 소재를 급속 절단하기 위한 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 절단선의 시작부에서 미소 균열이 형성되는 것을 특징으로 하는, 레이저 빔에 의하여 깨지기 쉬운 재료로 된 소재를 급속 절단하기 위한 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 각각의 레이저 빔으로서 CO 또는 CO2 레이저 빔이 사용되는 것을 특징으로 하는, 레이저 빔에 의하여 깨지기 쉬운 재료로 된 소재를 급속 절단하기 위한 방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 각각의 레이저 빔으로서 조정 가능한 레이저 빔이 사용되는 것을 특징으로 하는, 레이저 빔에 의하여 깨지기 쉬운 재료로 된 소재를 급속 절단하기 위한 방법.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 유체 냉각 매체는 송풍기에 의하여 위쪽으로부터 아랫 방향으로 상기 소재 상으로 불어내어지는 것을 특징으로 하는, 레이저 빔에 의하여 깨지기 쉬운 재료로 된 소재를 급속 절단하기 위한 방법.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 냉각은 냉각 기체가 불어내어짐으로써 실행되는 것을 특징으로 하는, 레이저 빔에 의하여 깨지기 쉬운 재료로 된 소재를 급속 절단하기 위한 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 냉각 기체는 찬 공기인 것을 특징으로 하는, 레이저 빔에 의하여 깨지기 쉬운 재료로 된 소재를 급속 절단하기 위한 방법.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 냉각은 공기/물 혼합물이 불어내어짐으로써 실행되는 것을 특징으로 하는, 레이저 빔에 의하여 깨지기 쉬운 재료로 된 소재를 급속 절단하기 위한 방법.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 유체 냉각 매체의 온도는 설정되고 제어되는 것을 특징으로 하는, 레이저 빔에 의하여 깨지기 쉬운 재료로 된 소재를 급속 절단하기 위한 방법.
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 유체 냉각 매체를 냉각시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 레이저 빔에 의하여 깨지기 쉬운 재료로 된 소재를 급속 절단하기 위한 방법.
  12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 유체 냉각 매체는 적어도 펠티에 요소에 의해 냉각되는 것을 특징으로 하는, 레이저 빔에 의하여 깨지기 쉬운 재료로 된 소재를 급속 절단하기 위한 방법.
  13. 취성 재료로 이루어진 공작물을 요구되는 임의의 윤곽을 갖는 미리 정해진 절단선을 따라 레이저 빔으로 급속 절단하는 장치로서,
    - 레이저 빔을 발생시키는 1개 또는 그 이상의 레이저원,
    - 재료를 용융시키지 않고서 절단선 상으로 촛점이 맞춰지는 레이저 빔의 짝지워진 안내를 위한 광학 수단,
    - 절단될 소재 표면 상에서 촛점 스폿으로서 작용하는 각각의 빔 단면이 미리 정해진 형상 및 강도 분포에 상응하는 방법으로 각각의 레이저 빔을 형성하기 위한 수단,
    - 열기계적 응력이 유도된 상태로, 절단선을 따라 레이저 빔 및 소재 사이의 상대 운동을 발생시키기 위한 구동 장치,
    - 상기 열기계적 응력이 상기 재료의 파괴 강도 이상으로 증가되도록, 가열된 절단선 구역에 대한 뒤이어 일어나는 냉각을 위한 유체 냉각 매체를 불어내는 수단을 포함하는 장치에 있어서,
    레이저 빔의 짝지워진 안내를 위한 상기 광학 수단은 촛점이 맞춰진 형태로, 그리고 차례로 상기 절단선 상으로의 레이저 빔의 짝지워진 안내를 가능하게 하는 것을 특징으로 하는, 레이저 빔에 의하여 깨지기 쉬운 재료로 된 소재를 급속 절단하기 위한 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    레이저 빔의 짝지워진 안내를 위한 상기 광학 수단은 촛점이 맞춰진 형태로, 그리고 완전히 또는 부분적으로 겹쳐지게 상기 절단선 상으로의 레이저 빔의 짝지워진 안내를 가능하게 하는 것을 특징으로 하는, 레이저 빔에 의하여 깨지기 쉬운 재료로 된 소재를 급속 절단하기 위한 장치.
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 절단선의 시작부에서 미소 균열을 만들기 위한 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는, 레이저 빔에 의하여 깨지기 쉬운 재료로 된 소재를 급속 절단하기 위한 장치.
  16. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 1개 또는 그 이상의 레이저원은 CO 또는 CO2 레이저인 것을 특징으로 하는, 레이저 빔에 의하여 깨지기 쉬운 재료로 된 소재를 급속 절단하기 위한 장치.
  17. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 1개 또는 그 이상의 레이저원은 조정 가능한 것을 특징으로 하는, 레이저 빔에 의하여 깨지기 쉬운 재료로 된 소재를 급속 절단하기 위한 장치.
  18. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 유체 냉각 매체를 불어내기 위한 수단은 위쪽에서부터 아랫 방향으로 상기 매체를 불어내는 것을 가능하게 하는 송풍기인 것을 특징으로 하는, 레이저 빔에 의하여 깨지기 쉬운 재료로 된 소재를 급속 절단하기 위한 장치.
  19. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 유체 냉각 매체를 불어내기 위한 수단은 냉각 기체를 불어내는 것을 가능하게 하는 것을 특징으로 하는, 레이저 빔에 의하여 깨지기 쉬운 재료로 된 소재를 급속 절단하기 위한 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 냉각 기체는 찬 공기인 것을 특징으로 하는, 레이저 빔에 의하여 깨지기 쉬운 재료로 된 소재를 급속 절단하기 위한 장치.
  21. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 유체 냉각 매체를 불어내기 위한 수단은 공기/물 혼합물을 불어내는 것을 가능하게 하는 것을 특징으로 하는, 레이저 빔에 의하여 깨지기 쉬운 재료로 된 소재를 급속 절단하기 위한 장치.
  22. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 유체 냉각 매체의 온도는 설정되고 제어되는 것을 특징으로 하는, 레이저 빔에 의하여 깨지기 쉬운 재료로 된 소재를 급속 절단하기 위한 장치.
  23. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 유체 냉각 매체를 냉각시키기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 레이저 빔에 의하여 깨지기 쉬운 재료로 된 소재를 급속 절단하기 위한 장치.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 유체 냉각 매체를 냉각시키기 위한 수단은 적어도 1개의 펠티에 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는, 레이저 빔에 의하여 깨지기 쉬운 재료로 된 소재를 급속 절단하기 위한 장치.
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