RU2383500C2 - Method to cut non-metal materials - Google Patents
Method to cut non-metal materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU2383500C2 RU2383500C2 RU2008117731/03A RU2008117731A RU2383500C2 RU 2383500 C2 RU2383500 C2 RU 2383500C2 RU 2008117731/03 A RU2008117731/03 A RU 2008117731/03A RU 2008117731 A RU2008117731 A RU 2008117731A RU 2383500 C2 RU2383500 C2 RU 2383500C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- laser beam
- contour
- heating
- processing
- laser
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к способам обработки материалов, в частности к способу лазерной резки хрупких неметаллических материалов, преимущественно стекла и керамики, под действием термоупругих напряжений по замкнутым криволинейным траекториям.The invention relates to methods for processing materials, in particular to a method for laser cutting of brittle non-metallic materials, mainly glass and ceramics, under the action of thermoelastic stresses along closed curved paths.
Изобретение может быть использовано в автомобилестроении при изготовлении стекол и зеркал, в электронной промышленности при вырезке прецизионных подложек для жидкокристаллических индикаторов, магнитных и магнитооптических дисков, в часовой промышленности для изготовления защитных стекол, а также в других областях техники и производства, где существует необходимость обработки изделий из хрупких неметаллических материалов.The invention can be used in the automotive industry for the manufacture of glasses and mirrors, in the electronic industry for cutting precision substrates for liquid crystal displays, magnetic and magneto-optical disks, in the watch industry for the manufacture of protective glasses, as well as in other areas of technology and production where there is a need for product processing from brittle non-metallic materials.
Известно большое количество способов резки неметаллических материалов: механическая резка с помощью абразивного инструмента, механическое скрайбирование с помощью алмазного или твердосплавного инструмента, а также различные варианты лазерной резки. При этом в ряде случаев для достижения высокой точности и хорошего качества получаемых кромок используют предварительную резку и последующую механическую доводку кромок. Данное обстоятельство обуславливает высокую трудоемкость и, как следствие, высокую себестоимость получаемых изделий.A large number of methods for cutting non-metallic materials are known: mechanical cutting using an abrasive tool, mechanical scribing using a diamond or carbide tool, and various laser cutting options. Moreover, in some cases, to achieve high accuracy and good quality of the edges obtained, preliminary cutting and subsequent mechanical finishing of the edges are used. This circumstance determines the high complexity and, as a consequence, the high cost of the products.
Таким образом, поиск и разработка новых эффективных способов резки неметаллических материалов является актуальной задачей.Thus, the search and development of new effective methods for cutting non-metallic materials is an urgent task.
Известен способ резки стекла и других хрупких неметаллических материалов под действием термоупругих напряжений, возникающих в результате лазерного нагрева поверхностных слоев вдоль линии реза и образования в материале сквозной разделяющей трещины [1].A known method of cutting glass and other brittle non-metallic materials under the action of thermoelastic stresses resulting from laser heating of the surface layers along the cut line and the formation of a through separating crack in the material [1].
Сущность указанного способа заключается в следующем. При нагреве поверхности листового стекла лазерным излучением с длиной волны 10,6 мкм основная часть энергии поглощается и выделяется в виде тепла в тонком поверхностном слое материала, что приводит к локальному поверхностному нагреву обрабатываемого изделия. При этом на процесс образования и дальнейшего развития разделяющей трещины определяющее влияние оказывает пространственная конфигурация полей напряжений, сформированных в результате расширения областей материала, подвергшихся лазерному нагреву. При реализации этого способа термораскалывания хрупких неметаллических материалов разделение материала происходит по всей толщине и характеризуется низкой скоростью, определенное увеличение которой возможно за счет повышения мощности лазерного излучения. Однако чрезмерное увеличение мощности лазерного излучения приводит к перегреву стекла и образованию поперечных трещин вдоль линии обработки.The essence of this method is as follows. When heating the surface of sheet glass with laser radiation with a wavelength of 10.6 μm, the bulk of the energy is absorbed and released as heat in a thin surface layer of the material, which leads to local surface heating of the workpiece. In this case, the spatial configuration of the stress fields formed as a result of the expansion of regions of the material subjected to laser heating exerts a decisive influence on the process of formation and further development of a separating crack. When implementing this method of thermal cracking of brittle non-metallic materials, the material is separated throughout its thickness and is characterized by a low speed, a certain increase of which is possible due to an increase in the laser radiation power. However, an excessive increase in the laser radiation power leads to overheating of the glass and the formation of transverse cracks along the processing line.
Кроме этого, известный способ не может обеспечить высокую точность обработки, в особенности при резке по замкнутому криволинейному контуру.In addition, the known method cannot provide high precision machining, especially when cutting in a closed curved path.
Принимая во внимание низкую скорость известного способа термораскалывания стекла и низкую точность резки, описанный способ является практически неприменимым.Considering the low speed of the known method of thermally cracking glass and the low accuracy of cutting, the described method is practically not applicable.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ резки неметаллических материалов, преимущественно стекла путем нанесения предварительного надреза на поверхности материала, поверхностного нагрева материала по контуру обработки эллиптическим лазерным пучком, ориентированным по касательной к точкам контура, при относительном перемещении лазерного пучка и материала и локального охлаждения зоны нагрева [2].The closest in technical essence to the claimed method is a method of cutting non-metallic materials, mainly glass by applying a preliminary cut on the surface of the material, surface heating of the material along the processing contour with an elliptical laser beam, oriented tangentially to the points of the contour, with the relative movement of the laser beam and material and local cooling the heating zone [2].
Сущность указанного способа заключается в следующем.The essence of this method is as follows.
В месте воздействия лазерного пучка формируется зона значительных по величине сжимающих напряжений. Совместное воздействие лазерного излучения и хладагента приводит к возникновению в верхних слоях образца зоны растягивающих напряжений, расположение которой определяется местом интенсивного охлаждения поверхности за счет подачи хладагента. При этом зона растягивающих напряжений оказывается ограниченной зоной сжимающих напряжений, сформированных лазерным пучком. Таким образом, инициирование разделяющей микротрещины происходит в поверхностных слоях материала от трещиноподобного дефекта микроструктуры или искусственно нанесенного дефекта в зоне растягивающих напряжений, сформированных за счет подачи хладагента. Далее микротрещина распространяется до зоны сжимающих напряжений, сформированных лазерным излучением. После чего нестационарный рост трещины прекращается и ее дальнейшее развитие определяется изменением пространственного распределения зон растягивающих и сжимающих напряжений, обусловленным взаимным перемещением обрабатываемого материала, лазерного пучка и хладагента.In the place where the laser beam is exposed, a zone of significant compressive stresses is formed. The combined effect of laser radiation and refrigerant leads to the appearance in the upper layers of the sample of a zone of tensile stresses, the location of which is determined by the place of intensive cooling of the surface due to the supply of refrigerant. In this case, the zone of tensile stresses is a limited zone of compressive stresses generated by the laser beam. Thus, the initiation of separating microcracks occurs in the surface layers of the material from a crack-like microstructure defect or an artificially applied defect in the zone of tensile stresses formed due to the supply of refrigerant. Further, a microcrack propagates to the zone of compressive stresses generated by laser radiation. After that, the unsteady growth of the crack stops and its further development is determined by a change in the spatial distribution of the zones of tensile and compressive stresses due to the mutual movement of the processed material, the laser beam and the refrigerant.
Однако известный способ имеет существенные недостатки, затрудняющие его использование при термораскалывании хрупких неметаллических материалов по замкнутым криволинейным траекториям.However, the known method has significant disadvantages that make it difficult to use when thermally cracking brittle non-metallic materials along closed curved paths.
Так, в случае обработки по криволинейному контуру, особенно характеризующемуся небольшими радиусами кривизны, известным способом возникают существенные отклонения наносимой микротрещины от линии лазерного воздействия.So, in the case of processing along a curved contour, especially characterized by small radii of curvature, in a known manner there are significant deviations of the applied microcracks from the laser line.
Это объясняется тем, что ориентация эллиптического пучка по касательной в любой точке криволинейного контура приводит к нарушению симметрии распределения термоупругих напряжений, характерной для прямолинейной резки. Указанная асимметричность распределения полей напряжений относительно контура обработки обусловлена тем, что края эллиптического пучка не совмещаются с линией реза и тем самым определяют несимметричный нагрев материала относительно контура обработки.This is explained by the fact that the orientation of the elliptical beam along the tangent at any point of the curvilinear contour leads to a violation of the symmetry of the distribution of thermoelastic stresses characteristic of straight cutting. The indicated asymmetry of the distribution of stress fields relative to the processing contour is due to the fact that the edges of the elliptical beam do not coincide with the cut line and thereby determine the asymmetric heating of the material relative to the processing contour.
Это приводит к отклонению трещины от перпендикулярного к поверхности материала направления и резко ухудшает качество резки.This leads to deviation of the crack from the direction perpendicular to the surface of the material and sharply affects the quality of cutting.
Кроме этого, при использовании известного способа возникают существенные отклонения наносимой микротрещины от контура обработки в месте его замыкания. Это вызвано тем, что в месте замыкания контура обработки на распространение наносимой микротрещины оказывает существенное влияние ее собственный «хвост», вершина которого, как и вершина самой микротрещины, является концентратором значительных по величине напряжений. Предусмотренное для этого в известном способе нанесение предварительного надреза по линии обработки с плавно возрастающей глубиной не позволяет в значительной мере устранить этот недостаток. Так как в этом случае в месте стыковки на распространение наносимой микротрещины оказывает влияние начало надреза, которое также является концентратором значительных по величине напряжений.In addition, when using the known method there are significant deviations of the applied microcracks from the processing circuit in the place of its closure. This is due to the fact that at the point where the processing circuit is closed, the propagation of the applied microcrack is significantly affected by its own “tail”, the apex of which, like the apex of the microcrack itself, is a concentrator of significant stresses. Provided for this in the known method, the application of a preliminary cut along the processing line with a gradually increasing depth does not significantly eliminate this drawback. Since in this case, at the point of docking, the onset of the microcrack is affected by the beginning of the incision, which is also a concentrator of significant stresses.
Таким образом, вышеперечисленные недостатки известного способа обуславливают низкую эффективность его использования при разделении хрупких неметаллических материалов по замкнутым криволинейным контурам.Thus, the above disadvantages of the known method cause a low efficiency of its use in the separation of brittle non-metallic materials in closed curved contours.
Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в повышении точности и качества разделения хрупких неметаллических материалов под действием термоупругих напряжений по замкнутым криволинейным контурам.The technical problem solved by the invention is to improve the accuracy and quality of separation of brittle non-metallic materials under the action of thermoelastic stresses along closed curved loops.
Технический результат, достигаемый заявляемым изобретением, заключается в устранении отклонения угла плоскости наносимой микротрещины трещины от нормального к поверхности материала и в устранении отклонения наносимой микротрещины от контура обработки в месте его замыкания.The technical result achieved by the claimed invention is to eliminate the deviation of the plane angle of the applied microcrack of the crack from normal to the surface of the material and to eliminate the deviation of the applied microcrack from the processing circuit at the point of its closure.
Технический результат достигается тем, что в способе резки неметаллических материалов, преимущественно стекла, путем нанесения предварительного надреза на поверхности материала, поверхностного нагрева материала по контуру обработки эллиптическим лазерным пучком, ориентированным по касательной к точкам контура, при относительном перемещении лазерного пучка и материала и локального охлаждения зоны нагрева подачей хладагента дополнительно осуществляют объемный нагрев материала вторым лазерным пучком, при этом его центр смещают в радиальном направлении от центра контура обработки, а предварительный надрез наносят радиально контуру обработки.The technical result is achieved by the fact that in the method of cutting non-metallic materials, mainly glass, by applying a preliminary cut on the surface of the material, surface heating the material along the processing contour with an elliptical laser beam, oriented tangentially to the points of the contour, with the relative movement of the laser beam and material and local cooling the heating zone by the supply of refrigerant additionally carry out volumetric heating of the material by the second laser beam, while its center is displaced in ialnom direction from the central processing circuit, a pre-cut treatment is applied radially contour.
Сущность заявляемого способа разделения хрупких неметаллических материалов под действием термоупругих напряжений заключается в следующем.The essence of the proposed method for the separation of brittle non-metallic materials under the action of thermoelastic stresses is as follows.
Поверхность хрупкого неметаллического материала нагревают вдоль контура обработки эллиптическим лазерным пучком с длиной волны, обеспечивающей поверхностный нагрев обрабатываемого материала (для силикатного стекла целесообразно применение лазерного излучения с длиной волны 10,6 мкм). При этом эллиптический лазерный пучок ориентируют по касательной к точкам контура обработки, а нагрев осуществляют до температуры, не превышающей температуру размягчения материала. Одновременно с эллиптическим лазерным пучком, обеспечивающим поверхностный нагрев, на материал воздействуют лазерным пучком с длиной волны, обеспечивающей объемный нагрев обрабатываемого материала (для силикатного стекла целесообразно применение лазерного излучения с длиной волны 1,06 мкм). Причем объемный нагрев материала осуществляют со смещением от линии реза в радиальном направлении от центра криволинейного контура.The surface of brittle non-metallic material is heated along the contour of the treatment with an elliptical laser beam with a wavelength that provides surface heating of the processed material (for silicate glass, it is advisable to use laser radiation with a wavelength of 10.6 μm). In this case, the elliptical laser beam is oriented tangentially to the points of the processing contour, and heating is carried out to a temperature not exceeding the softening temperature of the material. Simultaneously with an elliptical laser beam providing surface heating, a laser beam with a wavelength providing volumetric heating of the processed material is affected on the material (for silicate glass, it is advisable to use laser radiation with a wavelength of 1.06 μm). Moreover, the volumetric heating of the material is carried out with an offset from the cut line in the radial direction from the center of the curved contour.
Использование объемного нагрева обрабатываемого материала, выполняемого со смещением от контура обработки, обеспечивает создание пространственной конфигурации полей напряжений, позволяющей скомпенсировать их асимметрию, возникающую из-за воздействия эллиптического лазерного пучка, ориентированного по касательной к криволинейному контуру обработки.The use of volumetric heating of the processed material, performed with an offset from the processing contour, ensures the creation of a spatial configuration of the stress fields, which makes it possible to compensate for their asymmetry arising from the action of an elliptical laser beam oriented tangentially to the curved processing contour.
Таким образом, дополнительное воздействие лазерного излучения с длиной волны, соответствующей объемному поглощению материалом, обеспечивает отклонение угла плоскости наносимой микротрещины трещины от нормального к поверхности материала.Thus, the additional action of laser radiation with a wavelength corresponding to the volumetric absorption of the material provides a deviation of the plane angle of the applied microcrack from the normal crack to the surface of the material.
Предварительный надрез на поверхности материала инициирует появление разделяющей микротрещины в поверхностных слоях материала.A preliminary cut on the surface of the material initiates the appearance of a separating microcrack in the surface layers of the material.
Нанесение предварительного надреза радиально контуру обработки при совмещении точки пересечения надреза и контура обработки с началом линии реза позволяет на завершающем этапе нанесения микротрещины в месте замыкания линии реза исключить влияние на распространение наносимой микротрещины ее собственного «хвоста», являющегося концентратором значительных по величине напряжений.Drawing a preliminary incision radially to the processing contour when combining the point of intersection of the notch and the processing contour with the beginning of the cutting line allows at the final stage of applying microcracks at the point of closure of the cutting line to exclude the influence on the propagation of the applied microcracks of its own tail, which is a concentrator of significant stresses.
В результате это позволяет устранить отклонения наносимой микротрещины от линии лазерного воздействия в месте замыкания контура обработки.As a result, this allows one to eliminate deviations of the applied microcrack from the laser line at the point where the processing circuit is closed.
Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного осуществлением нового действия и выбранными условиями, при которых выполняют действия, характеризующие заявляемый способ, и не является частью уровня техники.A comparative analysis of the proposed solutions with the prototype shows that the claimed method differs from the known implementation of a new action and the selected conditions under which perform the actions characterizing the claimed method, and is not part of the prior art.
Таким образом, заявляемый способ резки неметаллических материалов является новым.Thus, the inventive method of cutting non-metallic materials is new.
Анализ научно-технической и патентной литературы не выявил в известных технических решениях заявляемой совокупности существенных признаков и изобретение явным образом не следует из уровня техники, что позволяет сделать вывод, что заявляемый способ резки неметаллических материалов имеет изобретательский уровень.The analysis of scientific, technical and patent literature did not reveal in the known technical solutions of the claimed combination of essential features and the invention does not explicitly follow from the prior art, which allows us to conclude that the claimed method of cutting non-metallic materials has an inventive step.
Заявляемый способ резки неметаллических материалов является промышленно применимым, так как в случае его осуществления с помощью технических средств, известных в данной области техники, возможна реализация указанной области назначения.The inventive method of cutting non-metallic materials is industrially applicable, since in the case of its implementation using technical means known in the art, it is possible to realize the specified destination.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых представлены:The invention is illustrated by drawings, on which:
Фиг.1 - схема взаимного расположения зон воздействия лазерных пучков и хладагента;Figure 1 - diagram of the mutual arrangement of the zones of exposure to laser beams and refrigerant;
Фиг.2 - схема взаимного расположения зон воздействия лазерных пучков и хладагента в начале обработки.Figure 2 - diagram of the mutual arrangement of the zones of exposure to laser beams and refrigerant at the beginning of processing.
На схеме взаимного расположения зон воздействия лазерных пучков и хладагента (фиг.1) изображено сечение эллиптического лазерного пучка 1 с длиной волны, обеспечивающей поверхностный нагрев обрабатываемого материала, зона воздействия хладагента 2, сечение лазерного пучка 3 с длиной волны, обеспечивающей объемный нагрев обрабатываемого материала, обрабатываемый материал - 4. Стрелкой отмечено направление перемещения материала. Отрезком АВ обозначен предварительный надрез на поверхности материала, нанесенный радиально началу контура линии реза. Точкой О обозначено начало контура обработки.The diagram of the mutual arrangement of the zones of influence of the laser beams and the refrigerant (Fig. 1) shows a section of an
Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.
Берут исходную заготовку обрабатываемого материала 4, например лист стекла (см. фиг.2). Укладывают его на плиту координатного стола. Включают перемещение стола с заготовкой и наносят предварительный надрез АВ на поверхности материала радиально началу контура линии реза (возможно нанесение предварительного надреза в виде лазерной микротрещины).Take the initial workpiece blank 4, for example a sheet of glass (see figure 2). Lay it on the plate of the coordinate table. The movement of the table with the workpiece is switched on and a preliminary cut of AB is made on the surface of the material radially to the beginning of the contour of the cut line (a preliminary cut in the form of a laser microcrack is possible).
Направляют эллиптический лазерный пучок 1 с длиной волны, обеспечивающей интенсивное поглощение излучения поверхностными слоями обрабатываемого материала (для силикатного стекла целесообразно применение лазерного излучения с длиной волны 10,6 мкм) на поверхность материала 4 в начало контура обработки (точка О) по касательной к нему. Одновременно воздействуют на обрабатываемый материал лазерным пучком 3 с длиной волны, соответствующей объемному поглощению излучения обрабатываемым материалом (для силикатного стекла целесообразно применение лазерного излучения с длиной волны 1,06 мкм), при этом лазерный пучок смещают в радиальном направлении от центра к краю криволинейного контура.An
Координатный стол перемещает изделие 4 по контуру обработки, при этом одновременно подают хладагент 2 в зону, нагретую лазерным излучением.The coordinate table moves the
В месте подачи хладагента 2 инициируется разделяющая микротрещина, которая развивается в зоне растягивающих напряжений, сформированных хладагентом. Далее разделяющая микротрещина распространяется по контуру обработки материала.At the supply point of the
Таким образом, за счет объемного лазерного нагрева обрабатываемого материала обеспечивается устранение отклонения угла плоскости наносимой микротрещины трещины от нормального к поверхности материала.Thus, due to volumetric laser heating of the processed material, the deviation of the plane angle of the applied microcrack of the crack is eliminated from normal to the surface of the material.
На завершающем этапе развития микротрещины происходит замыкание линии реза в точке О, при этом на распространение наносимой микротрещины исключается влияние ее собственного «хвоста», вершина которого совмещена с предварительно нанесенным перпендикулярно контуру обработки надрезом АВ. В этом случае в месте замыкания контура лазерной обработки не происходит формирование дополнительной зоны значительных по величине напряжений у вершины «хвоста» криволинейной микротрещины, вследствие чего достигается устранение отклонения наносимой микротрещины от линии лазерного воздействия в месте замыкания контура обработки.At the final stage of development of the microcrack, the cut line closes at point O, while the propagation of the applied microcrack excludes the influence of its own “tail”, the apex of which is aligned with the previously cut perpendicular contour of the notch AB. In this case, the formation of an additional zone of significant stresses at the top of the “tail” of the curved microcrack does not occur at the point of closure of the laser processing loop, as a result of which the deviation of the applied microcrack from the laser line at the location of the closure of the processing loop is eliminated.
Далее целесообразно для окончательного разделения материала по контуру обработки осуществлять последующий кратковременный нагрев поверхности материала со стороны, противоположной воздействию лазерных пучков источником тепла, форма внешней границы которого совпадает с формой контура обработки. (Например, в случае круговой микротрещины целесообразно использование кольцевого источника тепла с внешним радиусом, немного меньшим радиуса обработки). В результате такого кратковременного нагрева происходит окончательное формирование сквозной разделяющей трещины, конфигурация и размеры которой исключают заметные отклонения от контура обработки, при получении конечного изделия, которое возможно путем небольшой деформации обрабатываемого изделия.It is further advisable for the final separation of the material along the processing circuit to carry out subsequent short-term heating of the material surface from the side opposite to the action of laser beams by a heat source, the shape of the external boundary of which coincides with the shape of the processing circuit. (For example, in the case of circular microcracks, it is advisable to use an annular heat source with an external radius slightly smaller than the processing radius). As a result of such short-term heating, the through-through separating crack is finally formed, the configuration and dimensions of which exclude noticeable deviations from the processing contour, upon receipt of the final product, which is possible by slight deformation of the workpiece.
Качественная оценка выполненных результатов осуществлена при нанесении круговых микротрещин радиусом R=10-25 мм в образцах из стекла марок М3-М5 толщиной 2-4 мм. В работе использовали лазер ИЛГН 802 с регулируемой мощностью излучения до 80 Вт, с длиной волны излучения λ=10,6 мкм. И YAG - лазер ЛТН-103 с регулируемой мощностью до 100 Вт, с длиной волны излучения λ,=1,06 мкм. При разделении стекла лазерное излучение с λ=0,6 мкм фокусировали сфероцилиндрической линзой в эллиптические пучки с геометрическими размерами a×b, где большая ось а=6 - 14 мм, а малая ось b=0,5 - 2 мм, а излучение с λ=1,06 мкм сферической линзой в круглые пучки радиусом r=0,5-2,5 мм. Смещение пучка с λ=1,06 мкм от центра контура обработки (за линию реза) составляло 0,1-3 мм. Линейная скорость резки образцов составляла 10-50 мм/с. В качестве источника тепла для осуществления кратковременного нагрева использовали стальные кольца, нагреваемые до 400-500°С.A qualitative assessment of the results was carried out when applying circular microcracks with a radius of R = 10-25 mm in samples of glass grades M3-M5 with a thickness of 2-4 mm. We used an ILGN 802 laser with a controlled radiation power of up to 80 W, with a radiation wavelength of λ = 10.6 μm. And YAG is an LTN-103 laser with adjustable power up to 100 W, with a radiation wavelength λ, = 1.06 μm. When glass was split, laser radiation with λ = 0.6 μm was focused by a spherical-cylindrical lens into elliptical beams with a × b geometric dimensions, where the major axis a = 6 - 14 mm, and the minor axis b = 0.5 - 2 mm, and the radiation with λ = 1.06 μm with a spherical lens in round beams of radius r = 0.5-2.5 mm. The beam displacement with λ = 1.06 μm from the center of the processing contour (per cut line) was 0.1–3 mm. The linear cutting speed of the samples was 10-50 mm / s. Steel rings heated to 400-500 ° C were used as a heat source for short-term heating.
При этом реализация предложенного способа обеспечила: устранение отклонения угла плоскости наносимой микротрещины трещины от нормального к поверхности материала и устранение отклонения наносимой микротрещины от контура обработки в месте его замыкания.Moreover, the implementation of the proposed method provided: elimination of the deviation of the plane angle of the applied microcrack of the crack from normal to the surface of the material and elimination of the deviation of the applied microcrack from the processing circuit at the point of its closure.
Для сравнения было осуществлено разделение аналогичных образцов по способу, изложенному в прототипе. В ходе экспериментов было определено, что реализация процесса по способу, изложенному в прототипе, характеризуется: отклонениями наносимой микротрещины от линии лазерного воздействия при обработке вдоль криволинейного контура, отклонениями наносимой микротрещины от линии лазерного воздействия в месте замыкания контура обработки. Кроме этого, при докалывании аналогичных образцов по способу, изложенному в прототипе, наблюдался большой процент брака.For comparison, the separation of similar samples was carried out according to the method described in the prototype. During the experiments, it was determined that the implementation of the process according to the method described in the prototype is characterized by: deviations of the applied microcrack from the laser line during processing along a curved contour, deviations of the applied microcrack from the laser line at the point where the processing circuit is closed. In addition, when piercing similar samples by the method described in the prototype, there was a large percentage of marriage.
Анализируя результаты проведенных экспериментальных исследований, можно сделать вывод, что предлагаемый способ обеспечивает повышение эффективности и качества разделения хрупких неметаллических материалов под действием термоупругих напряжений по замкнутым криволинейным контурам.Analyzing the results of experimental studies, we can conclude that the proposed method provides an increase in the efficiency and quality of the separation of brittle non-metallic materials under the action of thermoelastic stresses along closed curved loops.
Указанные условия оптимизации процесса резки неметаллических материалов, преимущественно стекла, по замкнутым криволинейным контурам под действием термоупругих напряжений обеспечивают возможность получения изделий с высококачественными торцами, перпендикулярными поверхности обрабатываемого материала, и высокую точность геометрических размеров вырезаемых изделий.The indicated conditions for optimizing the process of cutting non-metallic materials, mainly glass, along closed curvilinear contours under the action of thermoelastic stresses make it possible to obtain products with high-quality ends, perpendicular to the surface of the processed material, and high accuracy of the geometric dimensions of the cut products.
Источники информацииInformation sources
1. Мачулка Г.А. Лазерная обработка стекла.- М.: Сов. радио, 1979, 136 с. (Массовая б-ка инженера «Электроника»).1. Machulka G.A. Laser processing of glass.- M.: Sov. Radio 1979, 136 pp. (Bulk bk engineer "Electronics").
2. Патент РФ №2024441, МПК 7 С03В 33/02, опубл. 1994.12.15. - прототип.2. RF patent No. 2024441, IPC 7 С03В 33/02, publ. 1994.12.15. - prototype.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008117731/03A RU2383500C2 (en) | 2008-05-04 | 2008-05-04 | Method to cut non-metal materials |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008117731/03A RU2383500C2 (en) | 2008-05-04 | 2008-05-04 | Method to cut non-metal materials |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2008117731A RU2008117731A (en) | 2009-11-10 |
| RU2383500C2 true RU2383500C2 (en) | 2010-03-10 |
Family
ID=41354412
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008117731/03A RU2383500C2 (en) | 2008-05-04 | 2008-05-04 | Method to cut non-metal materials |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2383500C2 (en) |
-
2008
- 2008-05-04 RU RU2008117731/03A patent/RU2383500C2/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2008117731A (en) | 2009-11-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2024441C1 (en) | Process of cutting of nonmetal materials | |
| US6787732B1 (en) | Method for laser-scribing brittle substrates and apparatus therefor | |
| Nisar et al. | Laser glass cutting techniques—A review | |
| US6252197B1 (en) | Method and apparatus for separating non-metallic substrates utilizing a supplemental mechanical force applicator | |
| US6420678B1 (en) | Method for separating non-metallic substrates | |
| KR101163394B1 (en) | Method for the freeform cutting of curved substrates made from brittle material | |
| TWI395721B (en) | Glass sheet cutting by laser-guided gyrotron beam | |
| US20090078370A1 (en) | Method of separating non-metallic material using microwave radiation | |
| US20080236199A1 (en) | Method of Separating Non-Metallic Material Using Microwave Radiation | |
| Zhao et al. | Semiconductor laser asymmetry cutting glass with laser induced thermal-crack propagation | |
| Zhao et al. | Dual laser beam revising the separation path technology of laser induced thermal-crack propagation for asymmetric linear cutting glass | |
| US20150053657A1 (en) | Method for blunting sharp edges of glass objects | |
| Ji et al. | Crack-free cutting of thick and dense ceramics with CO2 laser by single-pass process | |
| Cheng et al. | Laser beam induced thermal-crack propagation for asymmetric linear cutting of silicon wafer | |
| RU2383500C2 (en) | Method to cut non-metal materials | |
| RU2479496C2 (en) | Method of separating fragile nonmetallic materials by thermo elastic strain | |
| KR20120009405A (en) | Method for dividing round planar plate formed of brittle material into a plurality of individual plates by using laser | |
| RU2426700C2 (en) | Dulling procedure for sharp edges of items | |
| RU2342333C2 (en) | Method for separation of brittle non-metal materials under effect of thermoelastic strains | |
| RU2497643C2 (en) | Method of crystalline silicon separation by thermoelastic strains | |
| RU2163226C1 (en) | Method of blunting of article sharp edges (versions) | |
| JP2007508157A (en) | Method for separating flat ceramic workpieces by calculated radiation spot length | |
| EP3085487B1 (en) | Brittle object cutting apparatus and cutting method thereof | |
| Miyashita et al. | Study on a controlling method for crack nucleation and propagation behavior in laser cutting of glass | |
| RU2806353C1 (en) | Method and device for processing brittle transparent and semi-transparent materials |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140505 |