專利名稱：玻璃三維加工的裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種玻璃三維加工的裝置及其方法。
背景技術(shù)：
由于IT產(chǎn)業(yè)(小型cell)及電視(大型cell)等不同用途的電子產(chǎn)品持續(xù)增長(zhǎng)需求，對(duì)于玻璃基板有了三維異形切割要求，切割玻璃厚度0. 6mm以下切割要求和切割后玻璃強(qiáng)度保持高水平切割要求。傳統(tǒng)的玻璃異形切割方法是使用鉆石或硬金屬輪插補(bǔ)法，加工過程中并有切割輔助液體的加入，這種機(jī)械插補(bǔ)切割方法切割效率低，良品率低，而且切割中人為的添加切割輔助劑，導(dǎo)致液態(tài)輔助劑的黏附樣品，對(duì)具有電路結(jié)構(gòu)ITO導(dǎo)電玻璃電路存在短路影響；另外，切割切面比較粗糙，存在微細(xì)的裂紋，存在著局部應(yīng)力，由于是直接與樣品接觸加工，切割中會(huì)產(chǎn)生微小顆粒會(huì)濺射到導(dǎo)電玻璃的基地上導(dǎo)致電路機(jī)構(gòu)破壞，切割后還必須進(jìn)行清洗、拋光等后處理，復(fù)雜的圖形切割還需要多次重新更換刀頭和夾具，加工工序較多，機(jī)械插補(bǔ)切割法對(duì)玻璃內(nèi)在的破壞成為導(dǎo)致顯示器和觸摸屏失效的重要因素，這些切割不良品都是對(duì)已經(jīng)接近成品的電子玻璃一種重要浪費(fèi)。玻璃的激光切割可以避免這些問題的出現(xiàn)，而且激光具有非接觸、無污染環(huán)境、易控制等特性，使其成為當(dāng)代玻璃切割的重要應(yīng)用熱點(diǎn)，并且逐漸會(huì)在工業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。首先，玻璃是一種熔融的無機(jī)產(chǎn)品，有獨(dú)特的機(jī)械和熱導(dǎo)性，這些性能與溫度密切相關(guān)， 常溫下，玻璃具有非延展性，是一種理想的脆性材料。玻璃對(duì)于紫外激光和遠(yuǎn)紅外激光具有較強(qiáng)的吸收，一般在90%以上，因此一般玻璃適合用紫外激光和(X)2激光進(jìn)行加工。但是這兩種激光對(duì)較厚玻璃深加工時(shí)，會(huì)有一定錐度的存在，并且隨著玻璃厚度增加和所加工三維異形圖形的復(fù)雜程度增加，錐度愈發(fā)明顯，影響產(chǎn)品的實(shí)際使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種玻璃三維加工的裝置。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)玻璃三維加工的裝置，特點(diǎn)是超短脈沖激光器的輸出端布置有光閘，光閘的輸出端設(shè)置有擴(kuò)束鏡，擴(kuò)束鏡的輸出端布置有45度全反射鏡，45度全反射鏡的輸出端布置有三維動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)，三維動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)的輸出端布置有遠(yuǎn)心場(chǎng)鏡，所述遠(yuǎn)心場(chǎng)鏡正對(duì)于平臺(tái)， 所述平臺(tái)的上方還安裝有吹氣裝置；所述平臺(tái)包含X軸傳送單元、Y軸傳送單元、Z軸傳送單元和耐高溫陶瓷基板，X軸傳送單元包括X軸滑軌和控制X軸滑軌運(yùn)動(dòng)的電機(jī)，Y軸傳送單元包括Y軸滑軌和控制Y軸滑軌運(yùn)動(dòng)的電機(jī)，Z軸傳送單元包括Z軸滑軌和控制Z軸滑軌運(yùn)動(dòng)的電機(jī)，Y軸傳送單元安裝于X軸傳送單元的X軸滑軌上，Z軸傳送單元安裝于Y軸傳送單元的Y軸滑軌上，耐高溫陶瓷基板連接于Z軸傳送單元的Z軸滑軌上，耐高溫陶瓷基板上固定玻璃樣品，玻璃樣品的左右兩端分別連接集塵管。進(jìn)一步地，上述的玻璃三維加工的裝置，其中，所述超短脈沖激光器是波長(zhǎng)為
3532nm綠光波段的激光器。本發(fā)明裝置實(shí)現(xiàn)玻璃三維加工的方法，包括如下步驟a)由三維動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)將超短脈沖激光聚焦在玻璃內(nèi)，伴隨著激光異形掃描玻璃，整個(gè)加工過程呈現(xiàn)螺旋狀加工；b)由X軸傳送單元、Y軸傳送單元、Z軸傳送單元移動(dòng)平臺(tái)；c)平臺(tái)上的集塵管，將掃描后的玻璃熔渣收集；d)平臺(tái)上的吹氣裝置將玻璃上表面加工的熔渣和粉塵顆粒吹走。本發(fā)明技術(shù)方案突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步主要體現(xiàn)在本發(fā)明通過將超短脈沖激光聚焦在玻璃內(nèi)部，根據(jù)三維動(dòng)態(tài)聚焦振鏡的特性，實(shí)現(xiàn)在聚焦焦點(diǎn)處上下5mm的三維任意圖形加工，并三維移動(dòng)平臺(tái)，完成大幅面的尺寸圖形加工，具有加工圖形邊緣光滑光澤、加工后強(qiáng)度高和加工效率高等特點(diǎn)。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步說明圖1 本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2:平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中各附圖標(biāo)記的含義見下表
權(quán)利要求
1.玻璃三維加工的裝置，其特征在于超短脈沖激光器(10)的輸出端布置有光閘 (16)，光閘(16)的輸出端設(shè)置有擴(kuò)束鏡(15)，擴(kuò)束鏡(1 的輸出端布置有45度全反射鏡 (11)，45度全反射鏡(11)的輸出端布置有三維動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)，三維動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)的輸出端布置有遠(yuǎn)心場(chǎng)鏡(14)，所述遠(yuǎn)心場(chǎng)鏡(14)正對(duì)于平臺(tái)(19)，所述平臺(tái)(19)的上方還安裝有吹氣裝置00)；所述平臺(tái)(19)包含X軸傳送單元(8)、Y軸傳送單元(1)、Z軸傳送單元 ⑶和耐高溫陶瓷基板(7)，X軸傳送單元⑶包括X軸滑軌和控制X軸滑軌運(yùn)動(dòng)的電機(jī)，Y 軸傳送單元(1)包括Y軸滑軌和控制Y軸滑軌運(yùn)動(dòng)的電機(jī)，Z軸傳送單元C3)包括Z軸滑軌和控制Z軸滑軌運(yùn)動(dòng)的電機(jī)，Y軸傳送單元(1)安裝于X軸傳送單元的X軸滑軌上，Z軸傳送單元C3)安裝于Y軸傳送單元的Y軸滑軌上，耐高溫陶瓷基板(7)連接于Z軸傳送單元的Z軸滑軌上，耐高溫陶瓷基板(7)上固定玻璃樣品G)，玻璃樣品(4)的左右兩端分別連接集塵管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃三維加工的裝置，其特征在于所述超短脈沖激光器 (10)是波長(zhǎng)為532nm綠光波段的激光器。
3.利用權(quán)利要求1所述裝置實(shí)現(xiàn)玻璃三維加工的方法，其特征在于包括如下步驟a)由三維動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)將超短脈沖激光聚焦在玻璃內(nèi)，伴隨著激光異形掃描玻璃，整個(gè)加工過程呈現(xiàn)螺旋狀加工；b)由X軸傳送單元、Y軸傳送單元、Z軸傳送單元移動(dòng)平臺(tái)；c)平臺(tái)上的集塵管，將掃描后的玻璃熔渣收集；d)平臺(tái)上的吹氣裝置將玻璃上表面加工的熔渣和粉塵顆粒吹走。
全文摘要
本發(fā)明涉及玻璃三維加工的裝置及方法，超短脈沖激光器的輸出端依次布置擴(kuò)束鏡和45度全反射鏡，45度全反射鏡的輸出端布置三維動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)，三維動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)的輸出端布置遠(yuǎn)心場(chǎng)鏡，遠(yuǎn)心場(chǎng)鏡正對(duì)于平臺(tái)，平臺(tái)上方安裝吹氣裝置；平臺(tái)的X軸傳送單元包括X軸滑軌和控制X軸滑軌運(yùn)動(dòng)的電機(jī)，Y軸傳送單元包括Y軸滑軌和控制Y軸滑軌運(yùn)動(dòng)的電機(jī)，Z軸傳送單元包括Z軸滑軌和控制Z軸滑軌運(yùn)動(dòng)的電機(jī)，Y軸傳送單元安裝于X軸傳送單元的X軸滑軌上，Z軸傳送單元安裝于Y軸傳送單元的Y軸滑軌上，耐高溫陶瓷基板置于Z軸傳送單元的Z軸滑軌上，耐高溫陶瓷基板上固定玻璃樣品，其左右兩端均連接集塵管。通過三維移動(dòng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)大幅面的尺寸圖形加工。
文檔編號(hào)C03B33/09GK102249528SQ20111000652
公開日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月13日
發(fā)明者徐海賓, 潘傳鵬, 狄建科, 趙裕興 申請(qǐng)人:蘇州德龍激光有限公司