Разделка охлажденного стекла: .термическим ударом – C03B 33/09

Изобретение относится к способам резки хрупких неметаллических материалов, в частности кварцевого стекла и других хрупких термостойких материалов. Техническим результатом настоящего изобретения является расширение возможностей способа резки хрупких неметаллических материалов за счет осуществления резки кварцевого стекла и других хрупких термостойких материалов методом ЛУТ. Способ резки хрупких неметаллических материалов включает нанесение локального надреза на краю заготовки по линии реза, нагрев линии реза лазерным пучком и последующее охлаждение зоны нагрева с помощью хладагента при относительном перемещении материала и лазерного пучка с хладагентом. Для обеспечения резки кварцевого стекла и других термостойких материалов нагрев заготовки лазерным пучком осуществляют перед нанесением локального надреза, а нанесение локального надреза осуществляют в зоне воздействия лазерного пучка или сразу за этой зоной. Нанесение надреза осуществляют при относительном перемещении заготовки со скоростью v с временной задержкой по отношению к началу нагрева материала лазерным пучком t, который определяется равенством t=AK/v, где А - половина размера эллиптического пучка в направлении движения или радиус круглого пучка, к - принимает значения в диапазоне 1-2,5. 1 табл., 5 ил.

Изобретение относится к способу лазерного термораскалывания хрупких неметаллических материалов, преимущественно стекла. Технический результат изобретения - обеспечение возможности формирования наклонных кромок с заданной геометрией в стеклоизделиях большой толщины. Изобретение может быть использовано в электронной, стекольной и авиационной отраслях промышленности, в области архитектуры и стройматериалов. В способе лазерного термораскалывания центр лазерного пучка, обеспечивающего объемный нагрев материала, размещают на отрезке прямой, перпендикулярной к линии перемещения центра лазерного пучка, обеспечивающего поверхностный нагрев обрабатываемого материала и проходящей через отрезок этой линии, ограниченный центром лазерного пучка, обеспечивающего поверхностный нагрев обрабатываемого материала и фронтом зоны охлаждения, образованного хладагентом. 1 ил.

Изобретение относится к способам лазерного термораскалывания кристаллического кварца. Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности формирования лазерно-индуцированных трещин с заданными одинаковыми геометрическими характеристиками. Способ разделения кристаллического кварца под действием термоупругих напряжений, включающий выбор направления резки относительно кристаллографической ориентации кристаллического кварца, выбор интенсивности нагрева в каждом направлении резки пропорционально коэффициенту линейного термического расширения за счет изменения скорости относительного перемещения лазерного пучка и материала и/или изменения мощности лазерного излучения, нанесение надреза по линии реза, лазерный нагрев линии реза до температуры, не превышающей температуры релаксации термоупругих напряжений, и локальное охлаждение зоны нагрева в результате перемещения по обрабатываемой поверхности зон нагрева и охлаждения. При этом дополнительно определяют значение коэффициента теплопроводности в зависимости от направления резки относительно кристаллографической ориентации кристаллического кварца, интенсивность нагрева выбирают пропорционально коэффициенту линейного термического расширения в направлении, перпендикулярном плоскости разделения, и обратно пропорционально коэффициенту теплопроводности в направлении перпендикулярном плоскости обработки. 1 ил.

Изобретение относится к способу индуцированного лазером термического разделения хрупкого материала. Техническим результатом изобретения является снижение брака при резке изделий. Способ для индуцированного лазером термического разделения пластин, изготовленных из керамики или другого хрупкого материала, включает сканирование пластины вдоль предусмотренной линии разделения лазерным лучом для ввода тепла в пластину с целью создания термических напряжений в материале, причем напряжения приводят к разлому вдоль предусмотренной линии разделения. При этом предусмотренная линия разделения многократно сканируется лазерным лучом постоянно в одном и том же направлении, причем индивидуальные сканирования разделены соответствующей паузой, длительность которой выбирается и настраивается как функция конкретного материала, подлежащего разделению. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способам обработки материала, в частности к способам притупления острых кромок изделий из стекла и других хрупких неметаллических материалов. Технический результат изобретения - повышение прочности кромки изделия. Способ притупления острых кромок изделий включает нагрев кромки изделия лазерным пучком до температуры, не превышающей температуру плавления материала при относительном перемещении лазерного пучка и материала со скоростью в диапазоне: V=(0,7-0,95)Vmax, где V - оптимальная скорость образования фаски при заданной мощности лазерного излучения, мм/сек; Vmax - максимальная скорость образования фаски при заданной мощности лазерного излучения, мм/сек. Способ включает дополнительный нагрев отделяющейся от кромки полоски материала вторым пучком до температуры, превышающей температуру плавления материала. Нагрев осуществляют лазерным излучением с негауссовым распределением излучения, в частности, имеющим в поперечном сечении, проходящем через центр пучка, близкое к равномерному распределению или распределение плотности мощности излучения, убывающей от периферии к центру пучка. Перед началом притупления кромки осуществляют локальное разупрочнение кромки с помощью алмазно-абразивного инструмента. 2 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.

Изобретение направлено на повышение эффективности резки приборных пластин на кристаллы по пересекающимся линиям за счет использования метода лазерного управляемого термораскалывания. Способ резки приборных пластин на кристаллы включает нанесение локального надреза на краю заготовки, нагрев линии реза лазерным эллиптическим пучком и последующее охлаждение зоны нагрева с помощью хладагента при относительном перемещении пластины и лазерного пучка с хладагентом. Способ дополнительно включает, по меньшей мере, в одном из двух направлений резки нанесение надреза по всей длине каждого реза или, по меньшей мере, в местах пересечения с линиями реза во втором направлении, при этом надрез по всей длине реза осуществляют до начала резки в этом направлении. 7 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к способам лазерной резки хрупких неметаллических материалов, преимущественно стекла и керамики, под действием термоупругих напряжений по замкнутым криволинейным траекториям. Технический результат, достигаемый заявляемым изобретением, заключается в устранении отклонения наносимой микротрещины от контура обработки в месте его замыкания. Способ включает дополнительно к поверхностному нагреву материала по контуру обработки эллиптическим лазерным пучком, ориентированным по касательной к точкам контура, объемный нагрев материала лазерным пучком. При этом центр лазерного пучка смещают в радиальном направлении от центра контура обработки, а предварительный надрез на поверхности материала наносят радиально контуру обработки. 2 ил.

Изобретение относится к способам резки неметаллических материалов, преимущественно стекла, и применимо в автомобилестроении для изготовления стекол и зеркал, в электронной промышленности, а также в других областях техники. Технический результат изобретения - повышение качества реза хрупких неметаллических материалов. Способ резки включает локальное воздействие на линии реза пучком излучения лазера инфракрасного излучения, охлаждение участка на линии реза хладагентом. Локальное воздействие на линии реза осуществляют пучком излучения импульсно-периодического лазера среднего ИК диапазона, варьируют энергию и длительность излучения. Сначала в материале создают микродефект импульсами излучения с длительностью от 10-4 до 10-3 и энергией от 0,01 до 10 Дж, следующими с частотой не более 5 Гц. Затем микродефект преобразуют в управляемую трещину путем увеличения частоты следования импульсов до значения (1-50) кГц при средней мощности от 10 до 300 Вт. Устройство для резки хрупких неметаллических материалов содержит ПК лазер, излучение которого фокусируется на поверхности стекла в эллиптическое пятно, механизм подачи хладагента. Устройство содержит также импульсный ИК лазер, вакуумный присос, обеспечивающий плоскостность поверхности стекла. Для перемещения стекла по любому контуру служит двухкоординатный стол на воздушном подвесе с шаговым двигателем. Управление фиксацией и перемещением стекла 3, подачей хладагента, работой лазеров 1 и 7 осуществляется блоком управления 12 по заданной программе. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к разделению листового стекла пламенем разогревающей горелки. Техническим результатом изобретения является получение высокого качества разделенных поверхностей листового стекла, снижение затрат при разделении листового стекла. Способ разделения листового стекла включает гравирование царапины в листовом стекле вблизи точки зарождения разделения воображаемой линии разделения, причем царапина служит в качестве точки зарождения трещины. После чего осуществляют нагревание вдоль воображаемой линии разделения части листового стекла с намеченной на ней воображаемой линией разделения пламенем разогревающей горелки, так что листовое стекло имеет температуру поверхности стекла 130°С или выше в качестве наивысшей температуры вблизи воображаемой линии разделения, а соотношение средней величины температуры на обеих кромочных частях полосы шириной 10 мм с центром около воображаемой линии разделения и наивысшей температуры сразу после нагревания составляет не менее 45%. Затем используют туман для локального охлаждения нагретой части листового стекла вдоль воображаемой линии разделения полосой с шириной от 1 до 20 мм, которая меньше, чем ширина пламени, таким образом, формируя трещину от царапины вдоль воображаемой линии разделения для изгибания и разделения листового стекла на отдельные листы вдоль трещины, причем трещина является необходимой для разделения листового стекла. Установка для разделения листового стекла содержит режущий инструмент для гравирования царапины на листовом стекле, разогревающую горелку для нагревания пламенем листового стекла и охлаждающую форсунку для генерирования тумана. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 7 ил., 5 табл.

Изобретение относится к способу и устройству скрайбирования для разделения хрупкого материала, такого как стекло, керамика. Техническим результатом изобретения является обеспечение высокого качества и прочности на разделенной поверхности подложки. Способ скрайбирования хрупкого материала включает облучение парой пятен луча с каждой стороны от находящейся в центре линии, вдоль которой нужно разделить материал, так что материал нагревается до температуры, которая ниже температуры размягчения. Затем материал локально охлаждают по линии, вдоль которой нужно разделить материал, и таким образом вертикальная трещина углубляется и продвигается по линии, вдоль которой нужно разделить упомянутый материал, начиная с начальной трещины, сформированной на упомянутом материале. Пару пятен луча излучают лазерным лучом, имеющим распределение энергии облучения, которое является нормальным распределением, и это распределение энергии облучения имеет два пиковых участка соответственно вдоль двух участков длинной стороны, которые находятся на расстоянии друг от друга по ширине W с находящейся в центре линией, вдоль которой нужно разделить материал, и с нулевой энергией облучения между двумя этими пиковыми участками. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 25 ил.

Изобретение относится к способам обработки материалов, в частности к способам высокоточной лазерной резки хрупких неметаллических материалов, преимущественно стекла, под действием термоупругих напряжений. Техническая задача изобретения - повышение эффективности резки изделий с большой высотой торцевых поверхностей. Способ включает поверхностный нагрев линии реза первым лазерным пучком с длиной волны, обеспечивающей максимальное поглощение излучения поверхностным слоем и одновременное воздействие дополнительным лазерным пучком с длиной волны, обеспечивающей объемное поглощение излучения, при этом последний размещают на линии реза между первым лазерным пучком и зоной воздействия хладагента. 1 ил.

Изобретение относится к способам термораскалывания хрупких неметаллических материалов, в частности к способам лазерного термораскалывания таких материалов, как стекло и керамика, различные монокристаллы и полупроводниковые материалы, и может быть использовано в электронной промышленности, в качестве оптических меток и штрихов, при изготовлении токопроводящих дорожек в различных приборах, а также при изготовлении различных люминесцентных приборов. Техническая задача изобретения - разработка способа управления параметрами трещины при термораскалывании для получения видимой линии реза с заданной шириной и глубиной. Способ резки хрупких неметаллических материалов включает предварительное нанесение надреза по линии реза на краю заготовки, нагрев материала по линии реза лазерным пучком при относительном перемещении заготовки и пучка и локальное охлаждение зоны нагрева с помощью хладагента в виде воздушно-водяной аэрозоли. Охлаждение линии реза осуществляют хладагентом в виде двухуровневой дисперсной системы, состоящей из дисперсионной воздушной среды и двухфазного состава дисперсной фазы, включающего в качестве первой дисперсной фазы капельки воды, а в качестве второй дисперсной фазы коллоидный состав или твердые микрочастицы размером от 1 нм до 100 мкм. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области резки стекла и может применяться при резке листового стекла по прямой линии реза в промышленности и в быту с возможностью одновременного разрезания двух стекол. Техническим результатом изобретения является создание конструкции устройства, позволяющего: разрезать стекло без предварительного нанесения на его поверхности стеклорезом надреза, по линии реза; одновременное разрезание двух стекол, прилегающих с противоположных сторон к элементу воздействия на стекло; изменять длину элемента воздействия на стекло. Устройство для вызова трещин в стекле при его разрезании содержит первую рукоятку, выполненную из изоляционного материала. Первую и вторую терморазвязывающие электропроводящие стойки, первые концы которых являются электроконтактами для электропроводов, другие концы электропроводов предназначены для подключения к источнику электропитания. Устройство содержит элемент воздействия на стекло, выполненный из электропроводника, причем концы элемента воздействия на стекло соединены со вторыми концами соответствующих стоек, первый конец первой стойки из которых закреплен на первой рукоятке. Устройство снабжено второй рукояткой, также выполненной из изоляционного материала, на которой закреплен первый конец второй стойки. При этом, как минимум, одна из рукояток снабжена корпусом, выполненным из изоляционного материала, внутри которого расположена катушка для электропроводника. Катушка снабжена ручкой вращения, выполненной из диэлектрического материала, а стойка, закрепленная на такой рукоятке, выполнена в виде трубки, второй конец которой снабжен скользящим электроконтактом для электропроводника с возможностью его фиксации, при этом через скользящий электроконтакт, а также через полости стойки и рукоятки продет соответствующий конец электропроводника, который прикреплен к цилиндрическому основанию катушки. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к технике изготовления жидкокристаллических экранов. Технический результат изобретения заключается в повышении производительности, снижении стоимости и повышении качества разделения стеклопакетов на отдельные жидкокристаллические экраны. Стеклопакеты с предварительно выполненными линиями надрезания устанавливают в сетчатых поддонах и изолируют от внешней среды. Затем воздействуют газообразными теплоносителями с положительной и отрицательной температурами одновременно на все линии надрезания с двух сторон каждого стеклопакета. Далее снова воздействуют газообразным теплоносителем с положительной температурой и нагревают стеклопакеты до температуры внешней среды. Устройство, реализующее предложенный способ, включает систему локального поочередного температурного воздействия с положительной и отрицательной температурами. Система выполнена в виде делителя газообразного теплоносителя с горизонтальными полками, установленными с регулируемым зазором между ними и соединенными с коллектором, поочередно взаимодействующим с системой нагревания и системой охлаждения. Каждая из полок выполнена в виде рамки с установленным в ней пакетом из двух горизонтальных пластин, соединенных распорками и снабженных щелевидными отверстиями, выполненными напротив линий надрезания стеклопакета. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к способам создания изображений внутри оптически прозрачных твердых сред путем их лазерной обработки при создании декоративных и художественных изображений внутри прозрачной твердой среды, изготовлении сувениров и другой аналогичной продукции. Способ лазерного формирования изображений в оптически прозрачной твердой среде включает фокусирование импульсного лазерного излучения в заданной точке в объеме среды, воздействие на нее лазерным излучением пикосекундной длительности при пиковой мощности Р, превышающей пороговую мощность Р_пор самофокусировки лазерного излучения в среде, и плотности мощности W, превышающей пороговое значение W_пор объемного пробоя материала среды, перемещение лазерного излучения в среде по заданному закону. Техническим результатом изобретения является снижение пороговой энергии образования дефектов, увеличение разрешающей способности изображения в плоскости, перпендикулярной лазерному лучу, и увеличение контрастности изображения. 8 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к технологиям создания изображений внутри прозрачных стекол с помощью лазерной обработки, в частности к способам создания трехмерных цветных изображений внутри прозрачных заготовок. Для получения окрашенного изображения в стекло при варке добавляют вещества, которые могут формировать красители, способные при определенной термообработке к образованию и росту собственной фазы на созданных при лазерном облучении структурных дефектах - участках с повышенной концентрацией свободной энергии. Указанные участки формируются при импульсном лазерном облучении прозрачной заготовки стекла с определенной плотностью мощности в области фокуса всех тех точек изображения, которые должны иметь выбранный цветовой оттенок. Далее проводят термообработку заготовки по специальному режиму до проявления заданного цвета в облученных точках изображения. Затем возможно повторение процесса облучения и соответствующей термообработки для формирования следующего цвета в других точках изображения. Технической задачей изобретения является создание способа управления цветом для получения цветных, в том числе полихромных, двух- и трехмерных изображений внутри объема прозрачного стекла. 6 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области резки листового стекла и может применяться при резке стекла как с прямой, так и с изогнутой поверхностью, как по прямой, так и по криволинейной линии реза в промышленности и в быту. Техническим результатом является обеспечение возможности разрезания стекла с ровным торцевым сколом вдоль линии реза по надрезу, предварительно нанесенному стеклорезом по прямой или кривой линии на ровной или искривленной поверхности. Для этого способ включает нанесение на поверхности стекла вдоль линии реза надреза, вызов трещины вдоль него и последующий разлом стекла. При этом вызов трещины осуществляют посредством приложения к надрезу на стекле разогретой спирали из электропроводника и последующего ее перемещения по надрезу. Во втором варианте после осуществления надреза стекло прикладывают к электропроводникам, совмещая выполненный надрез с электропроводниками, которые в количестве n1, где n - натуральное число, уложены на огнеупорной диэлектрической плите, повторяющей кривизну поверхности разрезаемого стекла, по заданной геометрической линии, соответствующей линии реза, а вызов трещины осуществляют путем разогрева электропроводников при подаче на них электроэнергии. В третьем варианте вызов трещины по надрезу осуществляют путем разогрева электропроводников при подаче на них электроэнергии в заданной последовательности. В четвертом варианте линию основного надреза выполняют замкнутой, на отходной части поверхности стекла в заданных местах производят дополнительные надрезы по дополнительным линиям реза, затем стекло прикладывают к электропроводникам, совмещая выполненные надрезы основной и дополнительные с электропроводниками. 4 н.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области резки листового стекла и может применяться при резке стекла как с прямой, так и с изогнутой поверхностью, как по прямой, так и по криволинейной линии реза в промышленности и в быту. Техническим результатом является обеспечение возможности вызова трещины на стекле с ровным торцевым сколом вдоль линии реза, по надрезу, предварительно нанесенному стеклорезом по прямой или кривой линии на ровной или искривленной поверхности стекла. Для этого устройство содержит элемент воздействия на стекло и рукоятку. Причем элемент воздействия на стекло выполнен в виде спирали, свитой из электропроводника, концы которого соответственно присоединены к концам терморазвязывающих электропроводящих стоек, другие концы которых закреплены к рукоятке, выполненной из изоляционного материала, и являются соответственно электроконтактами для электропроводов, размещенных в рукоятке, снабженных электрокнопкой включения. Во втором варианте устройство содержит элемент воздействия на стекло, выполненный в виде электропроводников и дополнительных электропроводников в количестве n1, где n натуральное число, которые уложены по заданной геометрии на огнеупорной диэлектрической плите, имеющей кривизну поверхности, соответствующую кривизне поверхности разрезаемого стекла, концы электропроводников и дополнительных электропроводников являются электроконтактами. 2 н.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к способам обработки материалов, в частности к способам скрайбирования и разделения пластин со светоизлучающими структурами. Изобретение может быть использовано в оптоэлектронной промышленности при производстве светодиодов. В основу изобретения положена задача создания способа разделения твердых прозрачных пластин со светоизлучающими или микроэлектронными структурами при помощи лазерного излучения. Способ разделения пластин осуществляют путем создания линий из создаваемых за счет пробоя пластин дефектов, расположенных в направлении технологических дорожек одна над другой на разных глубинах образца со специально выбранным диапазоном параметров, характеризующих взаимное расположение слоев дефектов. Излучение лазера вводят перпендикулярно пластине со стороны пластины, не содержащей светоизлучающих структур. Первый слой дефектов формируют на расстоянии от поверхности не более одной глубины дефекта. Дефекты в последующих слоях по глубине формируют на расстоянии между центрами дефектов от одного до четырех диаметров дефектов. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к способам резки хрупких неметаллических материалов, таких как любой тип стекла, включая кварцевое стекло, различные монокристаллы, например сапфир и кварц, все типы керамики, а также такие полупроводниковые материалы, как кремний, арсенид галлия и другие. Техническая задача - повышение производительности и качества резки хрупких неметаллических материалов за счет возможности осуществления сквозной и несквозной резки как в одном, так и в разных технологических циклах при равной скорости резки, обеспечения возможности осуществления пересекающихся резов, а также за счет возможности резки двухслойных пакетов материалов. Способ резки хрупких неметаллических материалов включает нагрев поверхности материала по линии реза с помощью лазерного пучка и дополнительное воздействие на поверхность материала. В зоне нагрева лазерным пучком осуществляют несквозной надрез материала по линии реза. Дополнительное воздействие на поверхность материала осуществляют в зоне нанесения надреза по крайней мере одним источником упругих волн, в качестве которого используют импульсное лазерное излучение, для которого материал непрозрачен, при этом амплитуду и частоту упругих волн выбирают из условия углубления надреза на заданную глубину или сквозной резки. При резке некоторых материалов целесообразно после нагрева поверхности материала по линии реза лазерным пучком дополнительно охлаждать зону нагрева с помощью хладагента, при этом упругие волны воздействуют в зоне воздействия хладагента. 1 н. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к способам резки хрупких неметаллических материалов, в частности, таких материалов, как стекло, ситалл, керамика, различных монокристаллов, включая кварц и сапфир, а также полупроводниковых материалов, в том числе кремний и арсенид галлия. Настоящее изобретение может быть использовано в различных областях техники для высокоточного и производительного раскроя самого широкого класса материалов на заготовки и детали любых размеров и конфигураций как на всю толщину материала, так и на любую задаваемую глубину. Техническая задача изобретения - повышение производительности и качества резки хрупких неметаллических материалов за счет возможности осуществления сквозной и несквозной резки как в одном, так и в разных технологических циклах при высокой скорости резки и за счет обеспечения возможности управления глубиной трещины в процессе резки. Способ резки хрупких неметаллических материалов включает нанесение надреза на поверхности материала по линии реза, нагрев линии реза вытянутым вдоль нее лазерным пучком и последующее локальное охлаждение зоны нагрева с помощью хладагента при перемещении материала относительно пучка и источника хладагента. Охлаждение каждой точки на линии реза в зоне нагрева осуществляют протяженным хладагентом в течение периода времени, соизмеримого со временем нагревания этой точки. Продолжительность охлаждения выбирают в зависимости от толщины материала и его теплофизических свойств из условия получения реза заданной глубины с помощью протяженного многокаскадного механизма подачи хладагента. Охлаждение каждой точки можно осуществлять протяженным щелевым хладагентом. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.