SU857025A1 - Method of cutting glass tubes - Google Patents

Method of cutting glass tubes Download PDF

Info

Publication number
SU857025A1
SU857025A1 SU792855700A SU2855700A SU857025A1 SU 857025 A1 SU857025 A1 SU 857025A1 SU 792855700 A SU792855700 A SU 792855700A SU 2855700 A SU2855700 A SU 2855700A SU 857025 A1 SU857025 A1 SU 857025A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
tubes
line
glass
separation
laser
Prior art date
Application number
SU792855700A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Степанович Кондратенко
Алексей Станиславович Танасейчук
Original Assignee
Предприятие П/Я Р-6229
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я Р-6229 filed Critical Предприятие П/Я Р-6229
Priority to SU792855700A priority Critical patent/SU857025A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU857025A1 publication Critical patent/SU857025A1/en

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B33/00—Severing cooled glass
    • C03B33/09—Severing cooled glass by thermal shock
    • C03B33/095—Tubes, rods or hollow products
    • C03B33/0955—Tubes, rods or hollow products using a focussed radiation beam, e.g. laser

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)

Description

Изобретение относится к промышленности стройматериалов, в частности к способам резки стеклянных трубок малого диаметра, в том числе трубок из термостойкого ?текла и может быть использовано в электронной, радиотех- 5 нической и стекольной промышленности.The invention relates to the building materials industry, in particular to methods for cutting small diameter glass tubes, including tubes pyrex? Flowed and can be used in electronic, of Radio 5 nical and glass industries.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является нанесение линии реза, последующий нагрев линии реза лазерным лучом £1 Благодаря применению такого приема, как нанесение дефекта на поверхность трубки по линии разделения перед облучением, стала возможна локализация места зарождения трещины и увеличение производительное ти разделения. Этот способ наиболее пригоден для разделения трубок диаметром свыше 10 мм (10-120 мм).The closest in technical essence and the achieved result to the proposed one is the application of a cut line, the subsequent heating of the cut line with a laser beam £ 1 Due to the use of such a technique as applying a defect to the surface of the tube along the separation line before irradiation, it became possible to localize the crack nucleation site and increase the productivity separation. This method is most suitable for separating tubes with a diameter of more than 10 mm (10-120 mm).

Однако способ резки трубок малого диаметра (1-5 мм)характеризуется необходимостью заметного уменьшения мощности лазерного излучения для исклю2 чения перегрева в месте облучения и низкой производительностью, обуслов- . ленной наличием большого количества подготовительных операций перед не- . посредственным разделением каждой трубки.However, the method of cutting tubes of small diameter (1-5 mm) is characterized by the need for a noticeable decrease in the laser radiation power to exclude overheating at the irradiation site and low productivity. the presence of a large number of preparatory operations before ne-. mediocre separation of each tube.

Цель изобретения - повышение производительности разделения трубок малого диаметра за счет одновременной резки нескольких трубок.The purpose of the invention is to increase the productivity of the separation of tubes of small diameter due to the simultaneous cutting of several tubes.

Указанная цель достигается тем, что в способе резки стеклянных трубок, включающем нанесение линии реза, последующей нагрев линии лазерным лучом,трубки вращают относительно лазерного луча с одновременным перемещением вдоль него, а после нагрева линию реза охлаждают.This goal is achieved by the fact that in the method of cutting glass tubes, including applying a cut line, followed by heating the line with a laser beam, the tubes are rotated relative to the laser beam while moving along it, and after heating, the cut line is cooled.

На чертеже схематично изображено устройство для реализации предлагаемого способа.The drawing schematically shows a device for implementing the proposed method.

В состав устройства входит лазер 1, оптическая система 2, состоящая из цилиндрической линзы 3 и сфери ческой линзы 4, предназначенная для преобразования луча в линию, основания 5, на котором располагаются разделяемые трубки 6, инструмент 7 для нанесения дефекта на поверхность трубки и механизм 8 для подачи хладагента на поверхность трубки.The device includes a laser 1, an optical system 2, consisting of a cylindrical lens 3 and a spherical lens 4, designed to convert the beam into a line, the base 5, on which are shared tubes 6, a tool 7 for applying a defect to the surface of the tube and mechanism 8 for supplying refrigerant to the surface of the tube.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

Берут трубки 6 малого диаметра 10 (1-5 мм)и прокатывают их по основанию 5 перед лучом лазера, преобразованным с помощью оптической системы 2 в линию, совпадающую с направлением движения. При этом каждая -15 трубка 6 перед попаданием в зону облучения при соприкосновении с алмазным инструментом 7, расположенным непос-. редственно перед зоной нагрева, получает дефект ( царапину)на поверхность 2θ стекла по линии разделения. После этого при.прохождении каждой трубкой зоны облучения происходит последовательный нагрев линии разделения. Изменяя скорость вращения трубок и плотность мощности излучения, можно в широком диапазоне регулировать степень нагрева трубки. После нагрева По мере дальнейшего перемещения по основанию 5 трубки достигают и прокатываются по смоченному водой фитилю 8^механизм для подачи хладагента^. При этом в результате резкого охлаждения нагретой полоски стекла происходит раскалывание трубки по линии разделения. 35 Take tubes 6 of small diameter 10 (1-5 mm) and roll them along the base 5 in front of the laser beam, converted using the optical system 2 into a line coinciding with the direction of motion. Moreover, each - 15 tube 6 before entering the irradiation zone in contact with the diamond tool 7, located directly. Immediately in front of the heating zone, it receives a defect (scratch) on the surface 2 θ of the glass along the separation line. After that, when each tube passes through the irradiation zone, the separation line is sequentially heated. By changing the speed of rotation of the tubes and the density of the radiation power, it is possible to regulate the degree of heating of the tube in a wide range. After heating With further movement along the base 5, the tubes reach and roll along the wetted wick 8 ^ mechanism for supplying refrigerant ^. In this case, as a result of the sharp cooling of the heated strip of glass, the tube splits along the separation line. 35

В результате проведения экспериментальных работ по термораскалыванию стеклянных трубок малого диаметра (1т5 мм) лазерным излучением было 4θ установлено что для достижения оптимальных условий разделения ( максимальной производительности при высоком качестве разделяемых стеклоцилиндров)плотность мощности лазерного излу~45 чения должна равняться 1-2 Вт/мм? при этом ширина линии должна равняться 0,5-1,5 толщины стенки трубки. Длина же линии, в которую преобразуется луч лазера, будет определяться мощностью лазерного излучения. Чем выше уровень мощности используемого лазера, тем длиннее должна быть линия, в которую преобразуется луч, для обеспечения необходимой плотности мощности. Следовательно, станет возможен одновременный нагрев большего количества стеклотрубок, т.е, производительность предлагаемого способа может быть увеличена за счет увеличения мощности лазера.As a result of experimental work on thermally cracking glass tubes of small diameter (1t5 mm) with laser radiation, it was found 4 θ that, in order to achieve optimal separation conditions (maximum performance with high quality of separated glass cylinders), the laser radiation power density should be ~ 45 radiation ~ 1-2 W / mm? in this case, the line width should be equal to 0.5-1.5 of the tube wall thickness. The length of the line into which the laser beam is converted will be determined by the power of the laser radiation. The higher the power level of the laser used, the longer the line into which the beam is converted must be longer to provide the required power density. Therefore, it will be possible to simultaneously heat more glass tubes, that is, the performance of the proposed method can be increased by increasing the laser power.

Так, если производительность разделения трубок из стекла С52-1 диаметром 1,5 мм при мощности лазера 30 Вт составляет 34 шт./с, то для этих же трубок при мощности лазера 45 Вт производительность уже составит 48 шт./с.So, if the separation performance of tubes made of glass C52-1 with a diameter of 1.5 mm at a laser power of 30 W is 34 pcs / s, then for the same tubes with a laser power of 45 W, the productivity will already be 48 pcs / s.

Пример. Проводилось разделение стеклянных трубок диаметром 1,5мм из стекла марки С52-1 лучом лазера типа ЛГ-22 мощностью 30 Вт. С помощью оптической системы, состоящей из германиевой цилиндрической линзы с фокусным расстоянием 45 мм и сферической германиевой линзы с фокусным расстоянием 120 мм, луч лазера преобразовывался в линию длиной 25 мм и шириной 1 мм. С помощью преобразованного таким образом луча лазера осуществлялся нагрев одновременно 17 трубок. Время разделения составило 0,5 с, т.е. производительность процесса составляет 34 шт./с.Example. The separation of glass tubes with a diameter of 1.5 mm from glass grade C52-1 laser beam type LG-22 with a power of 30 watts. Using an optical system consisting of a germanium cylindrical lens with a focal length of 45 mm and a spherical germanium lens with a focal length of 120 mm, the laser beam was converted into a line 25 mm long and 1 mm wide. Using the laser beam thus transformed, 17 tubes were heated simultaneously. The separation time was 0.5 s, i.e. process productivity is 34 pcs / s.

Использование предлагаемого способа резки стеклянных трубок малого диаметра позволяет увеличить производительность в 6-10 раз по сравнению с результатами лучшего отечественного образца (Автомат резки стеклянных трубок ДРМ 2.104.000), а также значительно улучшить качество разделения. Стеклоцилиндры после лазерного разделения по предлагаемому способу имеют ровный зеркальный торец, не требующий дополнительной обработки.Using the proposed method for cutting glass tubes of small diameter can increase productivity by 6-10 times in comparison with the results of the best domestic sample (Automatic machine for cutting glass tubes DRM 2.104.000), as well as significantly improve the quality of separation. Glass cylinders after laser separation according to the proposed method have a smooth specular end face that does not require additional processing.

Claims (1)

(54)СПОСОБ РЕЗКИ СТЕКЛЯННЫХ ТРУБОК Изобретение относитс  к промьпиленности стройматериалов, в частности к способам резки стекл нных трубок малого диаметра, в том числе трубок из термостойкого втекла и может быть использовано в электронной, раднотехнической и стекольной промышленности Наиболее близким по технической су ности и достигаемому результату к предлагаемому  вл етс  нанесение лини реза, последующий нагрев линии реза лазерньм лучом Q , Благодар  примене нию такого приема, как нанесение дефекта на поверхность трубки по линии разделени  перед облучением, стала возможна локализаци  места зарождени  трещины и увеличение производительное ти разделени . Этот способ наиболее пригоден дл  разделени  трубок диаметром свыше 10 мм (10-120 мм). Однако способ резки трубок малого диаметра (1-5 мм)характеризуетс  необходимостью заметного уменьшени  мoп ности лазерного излучени  дл  исключени  перегрева в месте облучени  и низкой производительностью, обусловленной наличием большого количества подготовительных операций перед не- . посредственным разделением каждой трубки. Цель изобретени  - повышение производительности разделени  трубок ма-лого диаметра за счет одновременной резки нескольких трубок. Указанна  цель достигаетс  тем, что в способе резки стекл нных трубок , включающем нанесение линии реза , последующей нагрев линии лазерным лучом,трубки вращают относительно лазерного луча с одновременным перемещением вдоль него, а после нагрева линш} реза охлаждают. На чертеже схематично изображено устройство дл  реализации предлагаемого способа. В состав устройства входит лазер 1, оптическа  система 2, состо ща  из цилиндрической линзы 3 и сфери38 ческой линзы 4, предназначенна  дл  преобразовани  луча в линию, основани  5, на котором располагаютс  раздел емые трубки 6, инструмент 7 дл  нанесени  дефекта на поверхность труб ки и механизм 8 дл  подачи хладагента на поверхность трубки. Способ ocyu ecтвл ют следующим образом . Берут трубки 6 малого диаметра (1-5 мм)и прокатывают их по основанию 5 перед лучом лазера, преобразованным с помощью оптической системы 2 в линию, совпадающую с направлением движени . При этом кажда  трубка 6 перед попаданием в зону облучени  при соприкосновении с алмазн инструментом 7, расположенным непосредственно перед зоной нагрева, полу чает дефект ( царапину)на поверхность стекла по линии разделени . После эт го при.прохождении каждой трубкой зо ны облучени  происходит последовател тли нагрев линии разделени . Измен   скорость вращени  трубок и плотность мощности излучени , можно в широком диапазоне регулировать степень нагре ва трубки. После нагрева tio мере дал нейшего перемещени  по основанию 5 трубки достигают и прокатываютс  по смоченному водой фитилю З механизм дл  подачи хладагента. При зтом в ре зультате резкого охлаждени  нагретой полоски стекла происходит раскалывание трубки по линии разделени . В результате проведени  экспериментальных работ по термораскалыванию стекл нных трубок малого диаметр ( 1т5 мм) лазерным излучением бьто установлено что дл  достижени  опти мальных условий разделени  ( максимал ной производительности при высоком качестве раздел емых стеклоцилиндров )плотность мощности лазерного изл чени  должна равн тьс  1-2 Вт/мм, при этом ширина линии должна равн ть с  0,5-1,5 толщи 1Ы стенки трубки. Длина же линии, в которую преобразуе с  луч лазера, будет определ тьс  мо1цностью лазерного излучени . Чем выше уровень мощности используемого лазера, тем длиннее должна быть лини в которую преобразуетс  луч, дл  обеспечени  необходимой плотности мощности. Следовательно, станет возможен одновременный нагрев большего количества стеклотрубок, т.е. производительность предлагаемого способа ожет быть увеличена за счет увеличеи  мощности лазера. Так, если производительность разелени  трубок из стекла С52- диаетром 1,5 мм при мощности лазера 0 Вт составл ет 34 шт,/с, то дл  тих же трубок при мощности лазера 5 Вт производительность уже состаит 48 шт./с. Пример, Проводилось разделеие стекл нных трубок диаметром 1,5мм з стекла марки С52- лучом лазера ипа ЛГ-22 мощностью 30 Вт. С помоью опт;ической системы, состо щей из германиевой цилиндрической линзы с фокусным рассто нием 45 мм и сферической германиевой линзы с фокусным рассто нием 120 мм, луч лазера преобразовывалс  в линию длиной 25 мм и шириной 1 мм. С помощью преобразованного таким образом луча лазера осуществл лс  нагрев одновременно 17 трубок. Врем  разделени  составило 0,5 с, т,е, производительность процесса составл ет 34 шт./с. Использование предлагаемого способа резки стекл нных трубок малого диаметра позвол ет увеличить производительность в 6-10 раз по сравнению с результатами лучшего отечественного образца (Автомат резки стекл нных трубок ДРМ 2.104,000), а также значительно улучшить качество разделени . Стеклоцилиндры после лазерного разделени  по предлагаемому способу имеют ровный зеркальный торец, не требующий дополнительной обработки. Формула изобретени  Способ резки стекл нных трубок, включающий нанесение линии реза, последующий нагрев линии лазерным лучом, о тличающийс  тем, что, с целью повышени  производительности разделени  трубок малого диаметра за счет одновременной резки нескольких трубок, трубки вращают относительно лазерного луча с одновременным перемещением вдоль него, а после нагрева линию реза охлаждают. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Патент Великобритании № 1484724, кл. С 1 М, 1977,(54) METHOD OF CUTTING GLASS PIPES The invention relates to the industrial material sawing, in particular to methods for cutting small-diameter glass tubes, including heat-resistant flux tubes, and can be used in the electronic, radiotechnical and glass industries. the result to the proposed is the application of the cutting line, the subsequent heating of the cutting line by the laser beam Q, thanks to the application of such a technique as the application of a defect on the surface of the tube along the line before irradiation, it became possible to localize the site of crack initiation and increase the separation efficiency. This method is most suitable for separating tubes with a diameter greater than 10 mm (10-120 mm). However, the method of cutting tubes of small diameter (1–5 mm) is characterized by the need for a noticeable reduction in the power of laser radiation to avoid overheating at the irradiation site and low productivity due to the large number of preparatory operations before non-. mediocre separation of each tube. The purpose of the invention is to increase the separation performance of small diameter tubes by simultaneously cutting several tubes. This goal is achieved by the fact that in the method of cutting glass tubes, including applying a cutting line, subsequent heating of the line with a laser beam, the tubes are rotated relative to the laser beam while simultaneously moving along it, and after heating the cut line} is cooled. The drawing schematically shows a device for implementing the proposed method. The device includes a laser 1, an optical system 2 consisting of a cylindrical lens 3 and a spherical lens 4 for converting a beam into a line, a base 5 on which separable tubes 6 are located, a tool 7 for applying a defect on the tube surface and a mechanism 8 for supplying refrigerant to the surface of the tube. The ocyu method is as follows. Tubes 6 of small diameter (1-5 mm) are taken and rolled along base 5 in front of the laser beam converted by the optical system 2 in a line coinciding with the direction of motion. In this case, each tube 6, in contact with the diamond with the tool 7, located directly in front of the heating zone, gets a defect (scratch) on the surface of the glass along the line of separation. After this, when each tube passes through the irradiation zone, the aphid sequence heats up the separation line. By varying the speed of rotation of the tubes and the power density of the radiation, it is possible to regulate the degree of heating of the tube in a wide range. After heating, tio gave the slightest movement along the base 5 of the tube and reached and rolled a mechanism for the supply of refrigerant through a wet wick 3 wetted with water. In this case, as a result of the sharp cooling of the heated glass strip, the tube breaks along the separation line. As a result of experimental work on the thermal splitting of glass tubes of small diameter (1-5 mm) by laser radiation, it was established that in order to achieve optimal separation conditions (maximum performance with high quality separable glass cylinders) the laser radiation power density should be 1-2 W / mm, and the line width should be equal to 0.5-1.5 of the thickness of the 1Y tube wall. The length of the line into which the laser beam is converted will be determined by the laser radiation power. The higher the power level of the laser used, the longer must be the line into which the beam is converted, in order to ensure the required power density. Consequently, it will be possible to simultaneously heat more glass tubes, i.e. The performance of the proposed method can be increased by increasing the laser power. So, if the separation rate of C52-glass tubes with a diameter of 1.5 mm at a laser power of 0 W is 34 pcs / s, then for silent tubes with a laser power of 5 W, the productivity will already be 48 pcs / sec. Example: A separation of glass tubes with a diameter of 1.5 mm was made from glass of brand S52-with an LG-22 ip laser with a power of 30 W. With the help of an optical system consisting of a germanium cylindrical lens with a focal length of 45 mm and a spherical germanium lens with a focal length of 120 mm, the laser beam was transformed into a line 25 mm long and 1 mm wide. Using the laser beam thus transformed, 17 tubes were simultaneously heated. The separation time was 0.5 sec, t, e, the process productivity was 34 pcs / s. The use of the proposed method of cutting small diameter glass tubes makes it possible to increase productivity by 6–10 times as compared with the results of the best domestic sample (Automatic cutting machine for glass tubes DRM 2.104,000), as well as significantly improve the quality of separation. Glass laser cylinders after laser separation according to the proposed method have a smooth mirror end that does not require additional processing. The invention of the method of cutting glass tubes, including the application of the cutting line, the subsequent heating of the line with a laser beam, characterized in that, in order to increase the separation performance of small diameter tubes by simultaneously cutting several tubes, the tubes are rotated relative to the laser beam while moving along it , and after heating, the cutting line is cooled. Sources of information taken into account in the examination 1. UK patent number 1484724, cl. From 1 M, 1977,
SU792855700A 1979-12-19 1979-12-19 Method of cutting glass tubes SU857025A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792855700A SU857025A1 (en) 1979-12-19 1979-12-19 Method of cutting glass tubes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792855700A SU857025A1 (en) 1979-12-19 1979-12-19 Method of cutting glass tubes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU857025A1 true SU857025A1 (en) 1981-08-23

Family

ID=20866169

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU792855700A SU857025A1 (en) 1979-12-19 1979-12-19 Method of cutting glass tubes

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU857025A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2673132A1 (en) * 1991-02-21 1992-08-28 Synthes METHOD AND DEVICE FOR LASER CUTTING A HOLLOW METAL PART.

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2673132A1 (en) * 1991-02-21 1992-08-28 Synthes METHOD AND DEVICE FOR LASER CUTTING A HOLLOW METAL PART.

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4058699A (en) Radiant zone heating apparatus and method
US5902368A (en) Method for the heat-softened severance of glass tubes or plates
CN103030266B (en) Laser cutting method and device
CN103878495A (en) Method and device for precisely machining deep groove and deep hole by varifocal lasers
CN110303243A (en) A kind of adjustable more laser spot cutting brittle material device and methods of light field dynamic
CN109982808B (en) Laser processing device and laser processing method
SU857025A1 (en) Method of cutting glass tubes
JPS54153745A (en) Method and apparatus for laser processing
US5117084A (en) Method for pressure welding of parts heated with an arc moving in magnetic field
JPH08112683A (en) Surface reforming treatment by laser and device therefor
Smith et al. Fracture characteristics of an aluminum oxide ceramic during continuous wave carbon dioxide laser cutting
Copley¹ et al. Shaping silicon compound ceramics with a continuous wave carbon dioxide laser
KR102375189B1 (en) Glass tube cutting method and apparatus using gas torch and laser
RU2719862C1 (en) Method of hollow glass articles processing and laser installation for its implementation
Bison et al. Thermographic monitoring of laser cutting machine
Harry et al. Electrothermal cutting processes using a CO 2 laser
KR100507957B1 (en) Glass-plate cutting machine having multiple-focus lens
RU2108178C1 (en) Method for welding tubes of clad band
JPS60141329A (en) Method of wall-thickness increasing work
GB2225549A (en) Improvements in or relating to the heating of substances
JP2003001463A (en) Method and device of cutting plastic by using laser beam
KR200295280Y1 (en) An apparatus for cutting glass using laser beam
JPS61165290A (en) Laser beam processing device
RU1092855C (en) Method of laser treating of materials
RU1803291C (en) Method of cutting out sheet material with use of high-density energy source