玻璃面板切割系统及其方法
【专利摘要】本发明实施例公开了玻璃面板切割系统，包括用于放置玻璃面板的平台，所述平台的竖直上方设有聚焦镜；所述聚焦镜的竖直上方设有用于将激光发射器发出的激光进行反射的激光束引导装置。本发明实施例还公开了一种玻璃面板切割的方法，包括如下步骤：开启所述激光发射器，发出的激光经过激光束引导装置反射；反射后的激光经过所述聚焦镜形成聚焦体；聚焦体照射至被所述平台移动的玻璃面板上，从而完成对所述玻璃面板的切割。采用本发明所述的玻璃面板切割系统，具有结构简单、成本低的特点，同时使用所述玻璃面板切割系统切割玻璃面板的方法，具有切割速度快、质量好、强度高的特点。
【专利说明】玻璃面板切割系统及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种切割玻璃的设备，尤其涉及一种玻璃面板切割系统及其方法。
【背景技术】
[0002]目前移动设备及消费电子产品基本都采用触控面板，传统的加工方法是采用CNC机械切割法，最大的缺点是加工速度较慢，产量低下，也有较多的报废品。在机械切割中，用砂轮或机械轮在玻璃上进行刻划，产生沿着切割方向的切向张力，从而使玻璃沿着划痕裂开，这种切割的边缘不平滑，有微小裂痕，材料上局部应力易导致产品破碎，影响切割的成品率。另外，CNC机械切割的砂轮会随着时间产生磨损，从而影响到切割质量。操作者必须预测砂轮的使用寿命，并在到达使用时间时更换新的砂轮。过早的更换砂轮提高了设备的成本。其次，切割条件如切割力度、速度、深度和角度，必须要精确控制以避免在玻璃表面产生裂痕。随着科技的发展，对更薄的玻璃面板的需求也日益增长，目前的移动设备及消费电子产品越来越趋向轻薄化，触控面板也向更溥的方向发展，强化的轻薄玻璃切割越来越成为难题。轻薄的强化玻璃，因为硬度的提高，使用CNC机械切割更易碎，已经不再适用CNC机械的切割方式。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题在于，提供一种玻璃面板切割系统，具有结构简单、成本低的特点，同时使用所述玻璃面板切割系统切割玻璃面板的方法，具有切割速度快、质量好、强度高的特点。
[0004]为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种玻璃面板切割系统，包括用于放置玻璃面板的平台，所述平台的竖直上方设有聚焦镜；所述聚焦镜的竖直上方设有用于将激光发射器发出的激光进行反射的激光束引导装置。
[0005]对于上述技术方案的改进，所述平台为可移动平台。
[0006]
对于上述技术方案的进一步改进，所述激光发射器发出的激光为二氧化碳激光、NdYV04激光、Nd YAG激光、光纤激光或者以上四种通过倍频和混频产生的激光。
[0007]对于上述技术方案的进一步改进，所述激光发射器发出的激光的波长为200~12000nm。
[0008]相应地，本发明实施例还提供了一种玻璃面板切割的方法，包括如下步骤:
开启所述激光发射器，发出的激光经过激光束引导装置反射；
反射后的激光经过所述聚焦镜形成聚焦体；
聚焦体照射至被所述平台移动的玻璃面板上，从而完成对所述玻璃面板的切割。
[0009]对于上述技术方案的改进，所述平台呈直线匀速移动。
[0010]对于上述技术方案的进一步改进，反射后的激光经所述聚焦镜聚焦后，所述聚焦点在玻璃面板内形成由聚焦点和聚焦光束组成的聚焦体。[0011]对于上述技术方案的进一步改进，反射后的激光经所述聚焦镜聚焦后，所述聚焦点在玻璃面板上方5mm范围内形成聚焦体。
[0012]对于上述技术方案的进一步改进，反射后的激光经所述聚焦镜聚焦后，所述聚焦点在玻璃面板下方5mm范围内形成聚焦体。
[0013]综上所述，本发明采用非接触式的激光切割模式，通过激光束引导装置将激光发射后，再经聚焦镜聚焦后形成由激光聚焦光束和聚焦点组成的聚焦体，所述聚焦体内的能量使得位于聚焦体边缘的玻璃聚焦体内的玻璃收缩速度更快，从而使得玻璃内部产生了裂纹。当玻璃面板在所述平台上直线匀速移动的过程中，则完成切割操作。此过程中，由于摒除了现有使用砂轮或者机械轮进行刻划的方法，
实施本发明实施例，具有如下有益效果:
(1)切割系统结构简单、成本低；
(2)切割方法速度快、质量好、强度高。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本发明所述的玻璃面板切割系统在实施例1中的光路示意图；
图2是本发明所述的玻璃面板切割系统中聚焦体的示意图；
图3是本发明所述的玻璃面板切割系统实施例1中的裂纹形成的原理示意图；
图4是本发明所述的玻璃面板切割系统实施例1中的切割过程中的原理示意图；
图5是本发明所述的玻璃面板切割系统在实施例2中的光路示意图；
图6是本发明所述的玻璃面板切割系统在实施例4中的光路示意图。
【具体实施方式】
[0015]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
实施例1:
[0016]如图1所示，本发明所述的玻璃面板切割系统，包括平台1、聚焦镜2、激光束引导装置4和激光发射器3，所述平台I用来放置待切割的玻璃面板5，并且可以移动，移动速度可根据具体情况调整；所述玻璃面板5可以是硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃、铝硅酸盐化学强化玻璃、硼硅玻璃、氟化物玻璃、钠钙玻璃、石英玻璃、超薄柔性玻璃、蓝宝石、透明陶瓷、半透明陶瓷等；所述激光发射器3用于发射激光；所述激光束引导装置4则用于将所述激光发射器3发射出的激光进行反射；所述聚焦镜2则经过所述激光束引导装置4反射后的激光进行聚焦作用，使其形成聚焦体，所述聚焦体由聚焦光束7和聚焦点6组成。所述聚焦体内的能量可以使得位于聚焦体边缘的玻璃比聚焦体内的玻璃收缩速度更快，从而使玻璃内部产生裂纹。其中所述激光发射器3发出的激光包括二氧化碳激光、Nd YV04激光、Nd YAG激光、光纤激光以及以上四种通过倍频和混频产生的激光，波长都在20(Tl2000nm之间脉冲宽度包括毫秒、微妙、纳秒、皮秒、飞秒脉冲。以上都为使用较为常见的激光，但本发明并不局限于以上几种激光。
[0017]采用所述玻璃面板切割系统进行切割玻璃的方法，具体步骤如下:
(I)开启所述激光发射器3;(2)激光发射器3发出的激光经过激光束引导装置4反射；
(3)经过激光束引导装置4反射后的激光经过聚焦镜2后，在玻璃面板5内形成聚集体，如图2的(a)所示；
(4)所述平台I以匀速的直线运动移动玻璃面板5，从而是的聚焦体照射在玻璃面板5上的光路形成切割的线路，最终完成对所述玻璃面板的切割操作。
[0018]此方法利用了激光的物体特性-熔化凝固现象，如图3所示，即聚焦体内的能量使聚焦体边缘的玻璃2缓慢熔化又迅速凝固，比聚焦体内的玻璃2更快速收缩，并产生了裂纹。结合图4可以更加清楚看到裂纹8沿着中心熔化线的方向产生。由于平台I的运动，聚焦光束7沿着玻璃面板5的一边向对面的另一边扫描,裂纹8向聚焦光束7扫描的方向延伸，从而使玻璃面板5被切割成更小的单元。
[0019]实施例2:
本实施例与实施例1米用的玻璃面板切割系统完全一样，不同点仅在于:玻璃面板切割方法中，反射后的激光经过聚焦镜2后,所示聚焦点6在玻璃面板5上方5mm形成聚焦体，即为图2的(c)所示。整个玻璃面板切割系统的光路则如图5所示。
[0020]此方法同样利用了激光的物体特性，即当聚焦点6在玻璃面板5表面上方5mm处，会产生一种与实施例1熔化凝固现象不同的热诱导加热冷却现象。玻璃面板5内的聚焦体的能量太少无法产生熔化，但足够引起聚焦体边 缘的玻璃面板5加热，导致聚焦体边缘的玻璃面板5更慢加热又更快冷却，比聚焦体内的玻璃面板2更快收缩，从而产生裂纹8。
[0021]实施例3:
本实施例与实施例2采用的玻璃面板切割系统法完全一样，不同点仅在于:玻璃面板切割方法中，反射后的激光经过聚焦镜2后，所示聚焦点6在玻璃面板5上方2_形成聚焦体。同样利用该你了激光的物体特性-热诱导加热冷却现象，过程与实施例2 —样，仅在时间上要快一点点。
[0022]实施例4:
本实施例与实施例1米用的玻璃面板切割系统完全一样，不同点仅在于:玻璃面板切割方法中，反射后的激光经过聚焦镜2后,所示聚焦点6在玻璃面板5下方5mm形成聚焦体，即为图2的(b)所示。整个玻璃面板切割系统的光路则如图6所示。
[0023]此方法同样利用了激光的物体特性，既可能出现熔化凝固现象，也可能出现热诱导加热冷却现象，至于具体会出现哪一种现象，取决于聚焦体内的能量，并由聚焦光束7的工作参数决定。激光诱导的熔化或加热后熔化形成熔池10，熔池10首先在聚焦体的中心面发生，原因是聚焦体的大多数能量在中心。聚焦体边缘的玻璃缓慢熔化又迅速凝固(或缓慢加热又迅速冷却)，比聚焦体中心的玻璃更快速的收缩。这种熔化凝固(或加热冷却)的结果就是，凝固(或冷却)到最后阶段，聚焦体中心面的玻璃已经不足以承受由相邻玻璃熔化(或加热)产生的内部径向收缩压力。这样，在熔化凝固(或加热冷却)的过程中，裂纹由玻璃面板5的表面向底部产生。
[0024]实施例5:
本实施例与实施例4采用的玻璃面板切割系统法完全一样，不同点仅在于:玻璃面板切割方法中，反射后的激光经过聚焦镜2后，所示聚焦点6在玻璃面板5下方2mm形成聚焦体。同样利用该你了激光的物体特性，过程与实施例4 一样，仅在时间上要短。[0025] 以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
【权利要求】
1.一种玻璃面板切割系统，包括用于放置玻璃面板(5)的平台(1)，其特征在于: 所述平台(I)的竖直上方设有聚焦镜(2)； 所述聚焦镜(2)的竖直上方设有用于将激光发射器(3)发出的激光进行反射的激光束引导装置(4)。
2.根据权利要求1所述的玻璃面板切割系统，其特征在于: 所述平台(I)为可移动平台。
3.根据权利要求1所述的玻璃面板切割系统，其特征在于: 所述激光发射器(3)发出的激光为二氧化碳激光、Nd YV04激光、Nd YAG激光、光纤激光或者以上四种通过倍频和混频产生的激光。
4.根据权利要求3所述的玻璃面板切割系统，其特征在于: 所述激光发射器(3)发出的激光的波长为20(Tl2000nm。
5.一种利用权利要求1所述的玻璃面板切割系统切割玻璃的方法，其特征在于，包括如下步骤: 开启所述激光发射器(3)，发出的激光经过激光束引导装置(4)反射； 反射后的激光经过所述聚焦镜(2)形成由聚焦点(6)和聚焦光束(7)组成的聚焦体； 聚焦体照射至被所述平台(I)移动的玻璃面板(5)上，从而完成对所述玻璃面板(5)的切割。
6.根据权利要求5所述的玻璃面板切割的方法，其特征在于: 所述平台(I)呈直线匀速移动。
7.根据权利要求5所述的玻璃面板切割的方法，其特征在于: 反射后的激光经所述聚焦镜(2)聚焦后，所述聚焦点(6)在玻璃面板内形成聚焦体。
8.根据权利要求5所述的玻璃面板切割的方法，其特征在于: 反射后的激光经所述聚焦镜(2 )聚焦后，所述聚焦点(6 )在玻璃面板上方5_范围内形成聚焦体。
9.根据权利要求5所述的玻璃面板切割的方法，其特征在于: 反射后的激光经所述聚焦镜(2 )聚焦后，所述聚焦点(6 )在玻璃面板下方5mm范围内形成聚焦体。
【文档编号】C03B33/08GK103466930SQ201310316180
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年7月25日 优先权日:2013年7月25日
【发明者】李志刚 申请人:武汉帝尔激光科技有限公司