专利名称：红外激光切割陶瓷的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型系涉及一种红外激光切割陶瓷的装置及方法，尤特指可达到快速切害Ij、省时省力，高精密度及避免破坏要求之技术。
背景技术：
陶瓷烧结加工的产品，是二十一世纪精密工业不可或缺的科技，也是未来常态的工业用品，因为它具有高熔点、高硬度、绝缘性佳与耐蚀性优良等特性，可在严苛的高温腐蚀性环境下使用或应用在电气绝缘的用途，故现已被应用在航天工业、LED基板、衬垫、PC 板、医疗器具、管套、轴承等精密用品上，于其加工成型作业，必需经过切割的程序，目前对陶瓷组件切割的方式，尤其是氮化铝陶 瓷，硬度高，以钻石刀或是钻石刀加工，因其属接触性的切割，会产生较大的应力，会使得陶瓷基板有破碎或、显性和隐性裂纹，使得成品率降低，原材料的浪费严重。
发明内容本实用实用新型红外激光切割陶瓷的装置，系提供可任意形状切割、可保持加工物的完整，避免机具的损耗，提高加工效率，降低成本之优点者。本实用新型「红外激光切割陶瓷的装置及方法」，基本上于机台上设有X、Y、Z轴之移动平台，前端设有激光切割头之激光器，而激光切割头系位于切割陶瓷的工作范围上，该激光之波长介于SOOnm 1200nm 间，且于切割同时，加以如氮气之高压惰气流体运作，使具有冷却、提高切割能力、去除切屑及防止切屑的干扰。本实用新型红外激光切割陶瓷的装置，其特征在于机台上设有X、Y、Z轴之移动平台，前端设有激光器，于激光器上设有激光切割头，且此激光切割头系位在激光器上呈Z轴向的移动，而激光切割头会对外发出生红外激光及喷流气体，可对工作物进行切割者。本实用新型红外激光切割陶瓷的装置，使激光经过聚焦后照射到材料上，光能转化为热能，使被切割材料温度急速升高，然后使之熔化或汽化。与此同时，与光束同轴的气流从喷嘴喷出，将熔化或汽化了的材料由切口的底部吹走。随着激光与被切割材料的相对运动，在切割材料上形成切缝从而达到切割的目的。
第一图本实用新型的工作机台立体示意图。第二图本实用新型的另一种工作机台的设计立体示意图。第三图本实用新型之激光头结构实施例图。第四图本实用新型激光切割之示意图。11……机台12……Y轴移动平台13……工作台面14……夹具 15……激光器16……激光切割头17……X移动平台18……Z轴移动平台13A……静止平台[0013]21……上座体 22……激光室23……光学镜31……下座体 32……工作空间33……透明 镜34……密封圈 35……延伸管36……穿孔41……固定单元42……喷头43……锥形状51……陶瓷工作物19……固定台
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型进行进一步详细说明。本实用新型之装置，请参第一图所示，系于机台11上设有Y轴移动平台12，及与Y 轴移动平台12呈九十度角所设之X轴移动平台17，于机台11位于Y轴移动平台12另端设有激光器15，如图所示，该激光器15的实施例为悬臂式的设计，于激光器15前方设有激光切割头16，于平台12上设有一工作台面13，而此台面13上设有可左右动作以调整距离夹固工作物之夹具14，藉Y轴移动平台12及X移动平台17可控制位于台面13上之陶瓷工作物呈X及Y轴的移动供激光切割头进行加工。而激光器15前方位于工作台面13移动的范围上方，设有可仅呈Z轴向移动的激光切割头16，而激光切割头16会对外发出生红外激光及喷流气体，可对工作物进行切割
者ο而激光切割头16可发出红外激光及喷流气体对工作物垂直切割；藉此，控制X及 Y轴平台17、11的位置及移动，可调整工作台面13接受激光切割头16依所设定的切割路线，顺着激光切割头16所发出的红外激光及喷流气体，就可获得切割精密度高、误差少的要求。而激光切割头16系可依工作物之高度作Z轴向的调整者。另，请参第二图所示，亦可使陶瓷通过夹具固定于静止平台13A之上，静止平台 13A设有可固定陶瓷之夹具14。激光切割头16设在Z轴移动平台18可上下移动，而Z轴移动平台18位在X移动平台17中，可左右移动，而X轴移动平台17两端设位在两边之Y 轴移动平台12，而可前后移动，而Y轴移动平台12则位在机台11两端所设之固定台19上， 两固定台19则呈一工作空间，此工作空间正可提供激光切割头16在Z轴移动平台18垂直活动，及静止平台13A的使用空间。因此激光切割头16可以在X、Y平面内移动，同时亦可在Z轴方向移动，这样通过Z轴的移动将聚焦后的激光的焦点至于陶瓷的表面，然后通过运动控制器控制激光切割头按预先设定的路径在、Y平面移动，这样实现对陶瓷的切割。而本实用新型之激光切割头16结构，可参第三图所示之实施例实现，其设有上座体21及下座体31，上座体21系连结于激光产生器，其内形成有一激光室22，激光室22 设有光学镜23可将红外光聚焦成为切割所需之激光源，于下座体32设工作空间32，并设有向下之延伸管35，于延伸管35下端口以一固定单元41设有喷头42，此喷头42内部呈锥形状43 ；于下座体31工作空间32上设有一透明镜33，系用以保证气体只由喷头42出去而不致于进入激光室22，且也可保持激光的正常运作。其切割方式，就如第四图所示之示意图，当陶瓷工作物51进入激光头工作范围时，同时受到红外激光的切割及气体之喷流，藉此不仅可使切割精度提高、降低了其误差， 气体的加持，可冷却加工温度，减少热影区和避免聚焦透镜受到污染的情形，也延长了机具的使用寿命，大大提高其经济价值与成本。同时惰性气体如氮气最为重要的作用是其为激光切割陶瓷的关键因素，若不加氮气则切割不可行或者效率极其低下。 综上所述，本实用新型具有产业上的利用价值，符合专利要件；唯，以上所述者，仅为本实用新型 之较佳实施例而已，并非用以限定本实用新型实施之范围；故当熟习此技艺所作出等效或轻易的变化者，如增加一些习之的工具或配合其它结构所为的改变，但在不脱离本实用新型之精神与范围下所作之均等变化与修饰，皆应涵盖于本实用新型之专利范围内，合先陈明。
权利要求1.一种红外激光切割陶瓷的装置，其特征在于机台上设有X、Y、Z轴之移动平台，前端设有激光器，于激光器上设有激光切割头，而激光切割头系位于切割陶瓷的工作范围上，该红外激光之波长介于800nm 1200nm间，在切割同时，以如氮气之惰气对陶瓷工作物进行喷流。
2.根据权利要求1所述的红外激光切割陶瓷的装置，其特征在于，该惰气为氮气者。
3.根据权利要求1所述的红外激光切割陶瓷的装置，其特征在于，该惰气为氩气者。
4.根据权利要求1所述的红外激光切割陶瓷的装置，其特征在于，机台上设有Y轴移动平台，及与Y轴移动平台呈九十度角所设之X轴移动平台，于机台位于Y轴移动平台另端设有悬臂，悬臂上安装有激光器，于平台上设有一工作台面，而此台面上设有可左右动作以调整距离夹固陶瓷工作物之夹具。
5.根据权利要求1所述的红外激光切割陶瓷的装置，其特征在于，激光切割头设在Z 轴移动平台上方，而Z轴移动平台位在X移动平台中，而X移动平台两端设位在Y轴移动平台，Y轴移动平台则位在机台两端所设之固定台上。
6.根据权利要求1所述的红外激光切割陶瓷的装置，其特征在于，陶瓷包含氧化铝、氧化锆、氮化铝。
专利摘要本实用新型红外激光切割陶瓷的装置，基本上于机台上设有X、Y、Z轴之移动平台，前端设有激光器，于激光器上设有激光切割头，而激光切割头系位于切割陶瓷的工作范围上，该红外激光之工作波长介于800nm～1200nm间，且于切割同时，加以如氮气之高压惰气流体运作，使具有冷却、提高切割能力、去除切屑及防止切屑的干扰。
文档编号B23K26/14GK202114403SQ20112004311
公开日2012年1月18日 申请日期2011年2月21日 优先权日2011年2月21日
发明者周建华, 彭信翰, 杨伟 申请人:深圳市木森科技有限公司