专利名称：固体或者说工件中的能量加入的探测的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于通过能量源将削弱部位加入到固体或者说工 件中优选加入到陶瓷或玻璃中的方法，所迷能量源通过有针对性的局 部作用的能量加入在能量加入的位置上削弱所述固体或者说工件，并 且本发明涉及一种经过如此处理的固体或者说工件。
背景技术：
为了在固体的材料的表面上或者表面下设置标记，有不同的方法
如用硬而尖的物品进行刻划或者THERMARK-方法(DE 195 41 453 Al)，在THERMARK-方法中用激光将比如来自胶带的彩色微粒转移 并且固定到工件的表面上。
该方法要求认真协调胶带材料、色素、胶带离平坦的工件表面的 间距。
作为替代方案，也可以在着色的物质(玻璃、微粒)固化在工件 表面上之前印上或者喷上所述着色的物质。
所述方法使色素至少暂时固化在所述工件的表面上，从而无法避 免尤其因材料的喷涂(Verspritzen)而出现某种局部不清晰。在此又 必须去除多余的材料。
这些方法没有提供所需要的深度效应(栽色体渗入裂缝中)。
同样，用激光在材料剥蚀的情况下将划痕或者刻痕结构加入到工 件中也属于现有技术，所述划痕或者刻痕结构通常能够用眼睛清楚地 看出或者说对图像识别系统来说可以清楚地识别并且因此简化了分 开。
发明内容
此外，本发明说明一种用于由陶瓷、玻璃、金属或者这些材料的 组合制成的任意成形的工件的标记方法。有针对性地连续地用聚焦的 能量源或者通过暂时的掩模借助于沿x、 y以及也可选沿z方向合适地 散射的能量源来加入结构。
标记本身可以是不可逆转的、可以逆转的或者仅仅是暂时的(临
时的)。在此，要么可以直接在所期望的位置上加入标记要么可以在对工 件进行完全加工之后用减除方式来加工出标记，方法是在非规定的位
置上又有针对性地去除底片结构(Negativstruktur)。
通过材料与工件的化学反应、通过材料在所述工件中的材料村入、 通过组织变化或者所述工件的特定的化学、物理或生物性能的局部变 化来产生标记。
所述能量源可以是烧嘴、紫外-、可见-或者红外-辐射器，但也可 以是机械的能量源如局部的拉伸。
所加入的结构的探测比如可以在可见的范围内有颜色变化时用眼 睛进行或者也可以借助于物理-化学探测器来进行。
因此，本发明在一种设计方案中涉及一种用于用能量源在固体或
者说工件中优选在陶瓷或玻璃中加入削弱部位的方法，所述能量源通 过有针对性的局部作用的能量加入在能量加入的位置上削弱所述固体。
按本发明在能量加入之前和/或同时向所述能量加入的位置加载栽 色材料，从而在能量加入的位置上实现所述固体或者说工件的物理的、 化学的或生物的可见的变化。
在另一种设计方案中，本发明涉及一种具有局部加入的削弱部位 的固体或者说工件，优选是陶瓷或玻璃，所述削弱部位从所述工件U) 的表面朝其里面延伸。
按本发明，所述削弱部位能够通过加入的或者说渗入的栽色材料 探测到和/或作上颜色标记。
实施例
A)如杲使用以非烧蚀的方式工作的、比如在无材料剥蚀的情况下 仅仅产生二维的破裂线的激光方法，或者减少激光束的能量，从而在 组织中不产生分离位置或者不再损伤工件表面，那么利用激光或者其 它点状、线状或面状工作的能量源只能用精确匹配的照明才能识别或 者说根本无法识別。
对于这样的标记或者分离方法来说也期望所经过的位置能够容易 地再识别，所述位置可以快速、准确且在没有器材开销的情况下形成，
如果所述工件的表面紧接在能量加入之后通过冷却液k最简单的情况下通过水状的介质进行骤然冷却，不过其中所加入的能量还用于 在所述冷却液或者说溶解在所述冷却液中的(比如栽色的)物质与工 件(陶瓷、金属-陶瓷、玻璃)的表面之间引起反应，通过所述反应还 能够在处理之后跟踪所述能量源的痕迹。
所述栽色材料渗入在机械上完整的表面中，并且其在产生裂紋的 能量加入过程中跟随这些裂紋并且对这些裂紋的内表面进行润湿并且 在能量加入合适时也与表面起反应。在这过程中，这些栽色材料被工 件所吸收或者说它们与工件起反应而没有发生可测量的体积变化(相
对于THERMARK-方法进行划界)。多余的栽色体不需要以机械方式 或化学方式来去除。
对于由白色的氧化铝制成的工件来说，比如这样的在热影响下形 成显著变色的尖晶石的物质如钴盐、铬盐或铁盐或锌盐或者至少两种 盐的组合尤其合适。在刑量合适时(大约0.01-50克/升冷却液)时，沿 所加入的裂紋得到防水的细微的灰色的线条，所述线条可用棵眼看出 并且比如对其它工作步骤来说简化了校准工作或者简化了后来的分离 工作
B)用激光在工件中加入细微的组织损伤。冷却剂或其载色的组成 部分同样渗入裂紋中并且甚至在冷却刑的挥发性的组成部分蒸发之后 还留在那里。
相应地本发明涉及固体，优选陶瓷或玻璃，通过局部起作用的能 量源比如激光束或者烧嘴将通常看不见的破裂线加入到所述固体中。 通过所述破裂线来实现将固体分开为更小的单元。
按本发明，在加入能量的同时向所述加入能量的位置加栽提供颜 色的也就是栽色材料，从而实现所述破裂线的物理的、化学的或者生 物的可见的变化。
由此持久地并且可探测地对所述破裂线进行标记。
如果没有同时或者说紧临能量加入给所述能量加入的位置加栽提 供颜色的材料，那么所述破裂线会再度闭合并且只能再在固体的表面 上作标记。
作为另一种实施例，要提到被生物的营养物质溶液所覆盖的面状 的陶瓷的栽体。记的破裂线并且随后给其涂上营养物质溶液。而后使用者可以截断单 块，其中他通过标记看到所述破裂线的位置。
在能量加入之前或同时向所述能量加入的位置加载栽色材料，从 而在所述能量加入的位置上实现所述固体或者说工件的物理的、化学 的或者生物的可见的变化，由此对所述能量加入的位置进行标记并且 所述固体或者说所述工件可以容易地继续加工或继续使用。
可以局部表面地或全表面地向所述固体或者说所述工件加栽栽色 材料，并且此后才按本发明对其进行处理。
在此，可以以任意次序和频率在所述固体或者说工件上加载载色 材料。
所述栽色材料可以以被溶解或者悬浮或者分散或者粉末形式或者 这些形式的组合的形式加以^使用。
这些元素或其化合物或者是i些^素;的i少;种k素;组l或;是 这些元素中的至少一种元素的化合物或者是化合物和/或元素的组合。
在本发明的一种实施方式中使用栽体液体，在所述载体液体中混 合了栽色材料，并且所述栽体液体是栽色材料的溶液或悬浮液或者分 散体或者是它们的组合，其中至少一种栽色材料的浓度至少为o.oi克/ 升栽体液体。在能量加入之前和/或同时在能量加入的位置上加栽这种
载体液体。
在本发明的另一种实施方式中使用栽体物质，在所述栽体物质中
至少占o.ooi个重量百分点的份额，并且所述载体物质包含至少一种增 附着力剂和/或至少一种粘结刑和/或其它附加物或者它们的组合。 对于每种固体或者说工件来说，可以以任意顺序单次地或者多次
地用相同的或者不同的成分来使用栽体液体和/或载体物质.
对于栽体液体和/或载体物质来说，可以通过所述栽色材料在栽体 液体和/或栽体物质中的不同浓度来调节色度，其中所述栽色材料在所
(i)中产生变色的强度成比例。
对于载体液体和/或载体物质来说，色度也可以通过所述能量源的 不同的能量加入来调节，其中在所述栽体液体和/或栽体物质的浓度和成分相同时，能量加入的上升导致变色强度的变化。
由此为调节变色，可以改变所述栽色材料在所迷栽体液体和/或栽 体物质中的浓度并且/或者改变能量加入的强度。
所述变色的强度的变化在按本发明的应用中用于对所述固体或者 说工件的削弱部位和/或削弱部位的程度进行评估。
在能量加入之前和/或过程中，也可以使至少一种另外的固体的或 液体的材料与所述能量加入的位置相化合，并且所述材料在能量加入 过程中或之后渗入所述削弱部位中。
对于这种另外的材料来说，优选荧光素或间苯二纷或者品红或者 它们的组合是合适的。
在一种按本发明的设计方案中，至少一种栽体液体和/或载体物质 通过至少一个输送系统与能量加入同步地被输送给能量加入的位置。 所述输送系统比如可以是管子或者说输送装置。
优选至少 一种栽体液体和/或栽体物质在储备容器中混合或者经过 有效搅拌并且经计量或者未经计量地输送给所述能量加入的位置。
对于每种载体液体和/或载体物质来说，可以分别使用单独的储备
容器并且所述储备容器的出料口可以彼此并联和/或串联并且在方法过 程中可以经计量或者不经计量地从所述储备容器中取出相同的或者不 同的量。
也可以将至少一种栽体液体和/或栽体物质与至少一种另外的对所
混合并且/或者并行地进行输送。
优选由陶瓷或玻璃制成的根据按本发明的方法处理的固体或者说 工件的突出之处在于，它具有局部加入的削弱部位，该削弱部位从所 述固体或者说工件的表面延伸到其里面，并且所述削弱部位能够通过
渗入的栽色材料被探测到并且/或者作上颜色标记。
优选所述材料能够通过辐射优选紫外光线激励出荧光。 所述固体或者说工件的材料在一种实施方式中由以下材料组中的
一种或者它们的组合制成
a) 具有大于50.1个重量百分点的氧化铝的主成分份额的"氧化铝"
b) 具有大于50.1个重量百分点的氧化锆的主成分份额的"氧化锆" c )具有大于50.1个重量百分点的氮化铝的主成分份额的"氮化铝"d)具有大于50.1个重量百分点的氮化硅的主成分份额的"氮化硅"
并且作为添加物所述材料优选包含小于等于2个重量百分点的 CaO或Si02或MgO或8203奉￥203或Scz03或Ce02或Cu-氧化物或 金属或杂质或者它们的组合。
在一种实施方式中，在所述固体或者说工件上布置了具有相同的 和/或不同的变色性和/或变色强度的共同的或者分开的着色的区域。
在一种应用方式中，在所述固体或者说工件上布置了至少一种全 表面的或者部分表面的、包含栽色材料的载体液体和/或栽体物质，并 且这种如此经过处理的固体或者说工件作为初级产品用于按本发明的 方法或者按本发明的固体或者工件。
这种初级产品或者说如此经过处理的固体或者说工件可以用于确
定至少一个能量源的强度和/或强度分布。
所述固体或者说所述工件(初级产品)也可以用于对至少一次能 量加入过程进行校准以及/或者用于对所迷能量加入过程的稳定性进行 评估以及/或者用于记录能量一入的结果。
下面借助于附图对本发明进行详细解释。其中
图1示出了具有加入的局部的机械的削弱部位2或者说解裂槽或 者说普通的破裂线的固体或者说工件1。
用附图标记3来表示着色剂或者说栽色材料，所述着色剂或者说 栽色材料在用于产生自身的削弱部位2的局部热处理的过程中通过固 体化学的反应来产生。
附图标记4表示在图2中放大示出的截取部分。
附图标记5表示在图3中放大示出的截取部分。
图2用具有加入的削弱部位2的固体或者说工件1放大示出了图1 的截取部分4。在该削弱部位中，在所迷能量加入的位置上微粒的或者 沉积的着色剂3渗入到工件中的通过能量加入或者说热处理短时间提 供的微型空穴中。
图3放大示出了图1的截取部分5。在所述固体或者说工件1中加 入了削弱部位2。用附图标记6来表示反应区，在该反应区中，所述工 件1的材料与盐化合物一起在热处理过程中导致所述工件1局部颜色 变化。图4示出了用于将载色材料输送到能量加入的位置的输送装置。 所述载色材料在此包含在栽体液体8中或者包含在栽体物质9中并且 处于储备容器7中。在储备容器中布置了用于使所述栽色材料在载体 液体8中更好地混合的搅拌器13。
所述载体液体8和/或栽体物质9通过计量装置10比如阀进入排料 口 11并且从那里通过输送系统12输送到固体或者说工件上的能量加 入的位置。
权利要求
1. 用于通过能量源将削弱部位(2)加入到固体或者说工件(1)中优选加入到陶瓷或玻璃中的方法，所述能量源通过有针对性的局部作用的能量加入在能量加入的位置上削弱所述固体或者说所述工件(1)，其特征在于，在所述能量加入之前以及/或者同时向所述能量加入的位置加载载色材料，从而在所述能量加入的位置上实现所述固体或者说工件(1)的物理的、化学的或生物的可见的变化。
2. 按权利要求l所述的方法，其特征在于，部分表面地或者全表 面地向所述固体或者说所述工件(1)加栽栽色材料。
3. 按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，以任意的次序和 频率在所述固体或者说所述工件(1)上加栽栽色材料。
4. 按前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述载色 材料以被溶解或悬浮或分散或粉末形式或者这些形式的组合的形式加 以使用。
5.按前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述栽色的至少一种元素的化合物或者是化合物和/或元素的组合。
6. 按前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，使用载体 液体(8),在所述栽体液体(8)中混合了所述载色材料，并且所述 栽体液体(8)是所述栽色材料的溶液或悬浮液或者分散体或者其组合， 其中，所述至少一种载色材料的浓度至少为0.01克/升栽体液体。
7. 按前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，使用栽体 物质(9)，在所述栽体物质(9)中混合了粉末状的栽色材料并且所 述栽色材料的浓度在所述栽体物质(9)中至少占0,001个重量百分点 的份额，并且所述栽体物质(9)包含至少一种增附着力剂和/或至少一 种粘结剂和/或其它附加物或者它们的组合。
8. 按前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，对于每种 固体或者说工件(1)来说，可以以任意顺序单次地或者多次地用相同 的或者不同的成分来使用载体液体(8)和/或载体物质(9)。
9. 按前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，对于栽体 液体(8)和/或载体物质(9)来说，可以通过所述栽色材料在栽体液体(8)和/或栽体物质(9)中的不同浓度来调节色度，其中所述栽色 材料在所述栽体液体(8)和/或栽体物质(9)中的浓度的上升与在所 述固体或者说工件(1)中产生的变色的强度成比例。
10. 按前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，对于栽 体液体(8)和/或栽体物质(9)来说，色度通过所述能量源的不同的 能量加入来调节，其中在所述栽体液体(8)和/或栽体物质(9)的浓 度和成分相同时，能量加入的上升导致变色强度的变化。
11. 按前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，为调节 变色，改变所述栽色材料在所述载体液体(8)和/或栽体物质(9)中 的浓度并且/或者改变能量加入的强度。
12. 按前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述变 色的强度的变化用于对所述固体或者说工件(1)的削弱部位(2)和/ 或削弱部位(2)的程度进行评估。
13. 按前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在能量 加入之前和/或过程中，使至少一种另外的固体的或液体的材料与能量 加入的位置相化合，并且所述材料在能量加入过程之中或之后渗入所 述削弱部位(2)中。
14. 按权利要求13所述的方法，其特征在于，对于所述另外的材 料来说，使用荧光素或间苯二盼或者品红或它们的组合。
15. 按前述权利要求中译一项所述的方法，其特征在于，至少一 种栽体液体(8)和/或栽体物质(9)通过至少一个输送系统(12)与 能量加入同步地输送给能量加入的位置。
16. 按前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，至少一 种栽体液体(8)和/或栽体物质(9)在储备容器(7)中混合或者进行 有效搅拌并且经计量或者未经计量地输送给所述能量加入的位置。
17. 按前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，对于每 种载体液体(8)和/或栽体物质(9)分别使用单独的储备容器(7)并 且所述储备容器(7)的出料口 (11 )彼此并联和/或串联并且在方法过 程中经计量或者不经计量地从所述储备容器(7)中取出相同的或者不 同的量。
18. 按前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将至少 一种栽体液体(8)和/或栽体物质(9)与至少一种另外的对所述方法或者并行地进行输送。
19. 优选由陶瓷或玻璃制成的固体或者说工件(1)，具有局部加 入的削弱部位(2)，该削弱部位(2)从所述固体或者说工件(1)的 表面延伸到其里面，其特征在于，所述削弱部位(2)能够通过渗入的 栽色材料被探测到并且/或者作上颜色标记。
20. 按权利要求19所迷的固体或者说工件(1)，其特征在于， 所述材料能够通过辐射优选通过紫外光线激励出荧光。
21. 按权利要求19和20所迷的固体或者说工件(1)，其特征在 于，所述固体或者工件(1)的材料由以下材料组中的一种或者它们的 组合制成a )具有大于50.1个重量百分点的氧化铝的主成分份额的"氧化铝" b )具有大于50.1个重量百分点的氧化锆的主成分份额的"氧化锆"c) 具有大于50.1个重量百分点的氮化铝的主成分份额的"氮化铝"d) 具有大于50.1个重量百分点的氮化硅的主成分份额的"氮化硅" 并且作为添加物所述材料优选包含小于等于2个重量百分点的CaO或Si02或MgO或B203或Y203或Sc203或Ce02或Cu-氧化物或 金属或杂质或者它们的組合。
22. 按权利要求19到21中任一项所述的固体或者说工件(1)， 其特征在于，在所迷固体或者说工件(1)上布置了具有相同的和/或不 同的变色性和/或变色强度的共同的或者分开的着色的区域。
23. 固体或工件(l)，优选是陶瓷或者玻璃，其特征在于，在所 述固体或者说工件(1)上有至少一种全表面的或者部分表面的、包含 栽色材料的栽体液体(8)和/或载体物质(9),尤其作为初级产品用 于按权利要求1到18中任一项所述的方法以及/或者用作按权利要求 19到22中任一项所述的固体或者说工件(1 ) -
24. 按权利要求23所述的固体或者说工件(1)，其特征在于， 所述固体或工件(1)用于确定至少一个能量源的强度和/或强度分布。
25. 按权利要求23或24所述的固体或工件(1)，其特征在于， 所述固体或者说所述工件(1 )用于对至少一次能量加入过程进行校准 以及/或者用于对所述能量加入过程的稳定性进行评估以及/或者用于 记录能量加入的结果。
全文摘要
本发明涉及一种用于通过能量源将削弱部位(2)加入到固体或者说工件(1)中优选加入到陶瓷或玻璃中的方法，所述能量源通过有针对性的局部作用的能量加入在能量加入的位置上削弱所述固体或者说工件(1)。按本发明提出，在能量加入之前和/或同时向能量加入的位置加载载色材料，从而在能量加入的位置上实现所述固体或者说工件(1)的物理的、化学的或生物的可见的变化。
文档编号B26F3/16GK101448613SQ200780018515
公开日2009年6月3日 申请日期2007年5月21日 优先权日2006年5月23日
发明者C·P·克鲁格 申请人:陶瓷技术股份公司