專利名稱：切割由脆性材料和塑料制成的層壓制品的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用切割工具切割由脆性材料和塑料制成的層壓制品的方法和裝置。優(yōu)選應用于薄的玻璃或玻璃陶瓷/塑料層壓制品的切割。
由脆性材料和塑料制成的層壓制品是復合材料工件，其組成部分由在機械和熱學性能上有很大差異的材料組成。
常用于生產(chǎn)所述層壓制品的塑料，一般在機械性能上相對有彈性或韌性，并且通常具有20～80ppm/K的高熱膨脹性和120～260℃的低軟化溫度。
與其相比，用于上述層壓制品生產(chǎn)的脆性材料，如玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷，在機械上呈脆性，并且一般具有低的熱膨脹性和高的軟化溫度。玻璃的熱膨脹一般約為3.5～11ppm/K，軟化溫度TG一般為500～750℃。
由于所述兩種材料在物理性能上的較大差異，至今為止，對于這種包括脆性工件和塑料的層壓制品來說，還沒有可在一次操作中利用切割工具切割的方法和裝置。以前所知的方法和裝置，僅涉及到單獨地切割未經(jīng)加工的材料，而不是這種復合材料。
為了機械切割未經(jīng)加工的脆性材料如玻璃，可在玻璃的表面進行刻劃，例如通過金剛石切刀或由硬金屬制成的小切割輪或切割刀片。這樣產(chǎn)生的表面損傷，表現(xiàn)為玻璃的破裂接合，在拉伸載荷下沿著它產(chǎn)生可控制的裂縫。在刻劃玻璃過程中，施加在切割工具上的正交力必須不超過一個固定值，該值取決于玻璃的厚度。否則，這通常會導致玻璃的無法控制的破裂(H.Jebsen-Marwedel和R.Brückner(編者)，Glastechnische Fabrikations-fehler〔玻璃制造業(yè)的缺點〕，Springer-Verlag，Berlin，Heidelberg，New York，1980，557頁et seq.，12.7節(jié)，F(xiàn).Kerkhof和B.Ganswein，Das“Schneiden”des Glases[玻璃的“切割”])。
除了傳統(tǒng)的機械切割之外，還已知通過熱學手段來產(chǎn)生沿著切割線的應力的方法。例如，DE 197 15 537 A1公開了一種切割脆性材料平板工件的方法和裝置，是利用激光束來沿著分割線產(chǎn)生熱機械應力的。
此外，切割未經(jīng)加工的脆性材料，已知還可以用帶障板的噴砂法(JP06008145A)，或者利用研磨劑的水噴法切割(DE 35 33 340A1)。
與此相比，通常未經(jīng)加工的塑料膜既可以利用剪切作用來切割，也就是用可彼此相對移動的具有兩個鋒利邊緣的硬金屬刀片來切割，也可以用非常鋒利的切割刀或切割輪來切割。
然而，上面提及的所有方法，并不適用于切割所述類型的層壓制品，例如玻璃/塑料層壓制品。很明顯，只有當所用的是薄型玻璃時，層壓制品的剪切才是可能的。然而，這種通過對薄玻璃片的剪切作用，增加了橫斷于切割方向無法控制的脆性裂縫。雖然，鋒利的、像解剖刀一樣的切割刀能夠切割塑料膜，但卻不能切透或刻劃玻璃。而且，在玻璃表面上，這種刀具會很快地變鈍的。
如上所述，當用金剛石或小的硬金屬輪來切割時，需要根據(jù)上述保持負荷壓力低于一個固定值，以避免玻璃的無法控制破裂的產(chǎn)生。然而，若要可靠地切斷層壓復合材料中的膜，這樣限定切割工具的最大負荷壓力是不夠的。由于塑料膜的彈性，要切割它就需要相對高的負荷壓力(或者正交力)，但這樣又將導致玻璃的無法控制破裂的產(chǎn)生。
根據(jù)上述事實，在一個操作中，用傳統(tǒng)的機械切割方法來切割所說層壓制品是不可能的。對于切割所述復合材料工件來說，可供選擇的方法均具有一系列的不足之處。
對于已知的激光切割，由于激光和所必需的光學元件而導致的高額支出，裝置的費用是很可觀的。被氣化或甚至熱解的材料還可能會沉積在層壓制品或光學元件上。
由于水和混于其中的研磨劑，水噴切割會導致制品表面變臟和表面缺陷。類似的用噴砂法切割，也會導致層壓制品的表面變臟和表面缺陷。這些方法通常需要額外的清潔費用。
在現(xiàn)有的產(chǎn)品應用，如顯示器工業(yè)中，如果有一種切割方法，它能盡可能地與傳統(tǒng)切割工藝相結(jié)合，而且是低附加支出的，并且，如果合適，它能在現(xiàn)有的玻璃切割裝置上實現(xiàn)的話，則所述層壓制品，如薄玻璃/塑料層壓制品，作為薄玻璃底層的代替物是很容易被認可的。
本發(fā)明的目的是提供一種利用切割工具來切割層壓制品的方法和裝置，該層壓制品由脆性材料，尤其是由玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷，和塑料制成，在一次操作中，層壓制品盡可能在一次操作中被切割，同時，還可以達到輪廓的高切割精度和準確度以及快速切割。
本發(fā)明的另一個目的是以這樣的方式設計該方法和裝置，使其與現(xiàn)有切割方法相容，并具有低的額外支出，并且，如果合適的話，可以在現(xiàn)有的玻璃切割裝置上實現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明，上述方法可以通過下面的步驟來實現(xiàn)—加熱在至少預定切割線區(qū)域內(nèi)的塑料，由此降低塑料的粘度，—將切割工具放置在層壓制品的塑料面上，層壓制品表面上切割工具的負荷壓力是可調(diào)節(jié)的，—在實現(xiàn)塑料切割和同時進行的對脆性材料刻劃的時候，切割工具和層壓制品之間沿著切割線作相對移動，并由此產(chǎn)生機械應力，并且，如果合適的話—沿著切割線額外增加機械應力至超過已刻劃脆性材料的破裂強度。
本發(fā)明的目的，可以通過下面的裝置來實現(xiàn)，該裝置具有—至少在預定切割線區(qū)域內(nèi)加熱塑料的工具，由此降低塑料粘度，—可放置在層壓制品塑料面上的切割工具，層壓制品表面上切割工具的負荷壓力是可調(diào)節(jié)的，—為實現(xiàn)塑料切割和同時進行對脆性材料刻劃，在切割工具和層壓制品之間沿著切割線作相對移動的工具，并由此產(chǎn)生機械應力，并且，如果合適的話—沿著切割線額外增加機械應力的工具至超過已刻劃脆性材料的破裂強度。
根據(jù)本發(fā)明所得的方法，易于實現(xiàn)在一次操作中，用單一切割工具來切割層壓制品，該層壓制品由脆性材料和塑料制成，尤其是在脆性材料一面上層壓了一個塑料層的層壓制品。
應用彼此互導或相繼控制的兩個切割工具，總是需要復雜的和對加工敏感的調(diào)節(jié)工作，而這在本方案中并不需要，這是本方案的一個優(yōu)點。
為了可靠地切割塑料，切割工具必須在層壓制品的塑料表面上制導，而且，可以同時在切割點上刻劃脆性材料，以便脆性破裂。
在機械切割所述層壓制品時，為了解決開始時提出的基本問題，就需要降低用于切割塑料的切割工具的高負荷壓力。通過加熱至少在預定切割線區(qū)域內(nèi)的塑料，它的粘度明顯降低了，并且切割工具只需小的負荷壓力就足以切割塑料。
要沿著切割線達到已刻劃的脆性材料破裂強度，可能需要的機械應力的額外增長是可以實現(xiàn)的，例如，通過彎曲刻劃區(qū)域，會產(chǎn)生沿著切割線的應力誘導裂縫的增加。
為了切割由兩面均層壓了塑料的脆性材料制成的層壓制品，可以通過切割層壓制品每一面上的塑料和刻劃脆性材料的一面或兩面來實現(xiàn)。
在這里，塑料的切割和脆性材料的刻劃，可以在有兩個相對排列的切割工具的一個方法步驟中，或用至少一個切割工具的兩個連續(xù)的方法步驟中實現(xiàn)。為了這個目的，加熱至少在預定切割線區(qū)域內(nèi)的塑料，由此降低塑料的粘度，這種加熱應施加在至少層壓制品的塑料面上，同時該面上放置著切割工具。切割工具放在層壓制品的一個塑料面上，層壓制品表面上切割工具的負荷壓力是可調(diào)節(jié)的。在這一面上切割塑料的同時，沿著切割線使切割工具和層壓制品之間產(chǎn)生相對移動。
在層壓制品的相對的塑料面上，放置切割工具或進一步附加的切割工具，層壓制品表面上該切割工具的負荷壓力是可調(diào)節(jié)的。切割塑料和同時刻劃脆性材料的時候，沿著切割線在切割工具和層壓制品之間產(chǎn)生相對移動，由此而產(chǎn)生機械應力。如果合適的話，沿著切割線的機械應力會額外增長到超過已刻劃脆性材料的破裂強度。
脆性材料兩面均層壓塑料層的層壓制品的切割，即塑料的切割和脆性材料的刻劃，可以通過兩個相對排列的切割工具來實現(xiàn)，優(yōu)選具有如下方法步驟—加熱至少在預定切割線區(qū)域內(nèi)的塑料，由此降低塑料的粘度，—分別將切割工具放置在層壓制品的兩個塑料面上，層壓制品表面上切割工具的負荷壓力是可調(diào)節(jié)的，—在塑料切割和同時對脆性材料刻劃的時候，在切割工具和層壓制品之間產(chǎn)生沿著切割線的相對移動，并由此產(chǎn)生機械應力，刻劃脆性材料的一面或兩面，并且，如果合適的話—沿著切割線額外增加機械應力至超過已刻劃脆性材料的破裂強度。
在此情況下，兩個切割工具優(yōu)選的是直接相對排列，并且沿著切割線相對于層壓制品執(zhí)行同步移動。
如果將兩個切割工具安排成一前一后的話，僅切割層壓制品一面塑料的切割工具優(yōu)選地安排在相對的切割工具之前，后者的工具是用于切割塑料并同時刻劃脆性材料的。
塑料優(yōu)選通過輻射被加熱，尤其是紅外線和/或激光輻射和/或通過熱氣體噴射加熱。在這里，也可進行整個層壓制品的加熱。
然而，塑料的加熱也可以通過加熱切割工具，尤其是其被加熱的底端來實現(xiàn)。在這里，塑料的加熱既可以單獨通過熱能傳遞，也可以通過所提及的加熱方法之外的方法來實現(xiàn)，其中該熱能傳遞是通過熱切割工具，至少在切割線區(qū)域上實現(xiàn)的。
塑料的加熱，不但可以超過它的軟化溫度，也可以低于它的軟化溫度，優(yōu)選的是剛剛低于其軟化溫度。
通過在切割工具和層壓制品之間產(chǎn)生的相對移動，由此沿著預定的切割線移動切割工具和/或移動層壓制品，來切割加熱過的塑料。
此外，在同一個操作中，脆性材料表面可通過切割工具刻劃，并且產(chǎn)生破裂連接。由于復合材料的塑料面已經(jīng)被切割，就確保了層壓制品的分離——沿著脆性材料的破裂連接，由張應力產(chǎn)生裂縫的增殖。在此，進行對塑料的完全切割和同時對脆性材料的刻劃所達到的切割速度，可與傳統(tǒng)的玻璃切割的速度相比。
另外，在切割點處熔化的塑料膜，可以省卻水、乙二醇或丙醇濕態(tài)薄膜的應用，例如它們經(jīng)常用于傳統(tǒng)玻璃切割中來提高切割質(zhì)量和增加切割工具刀口的壽命。
適用于切割塑料并同時刻劃脆性材料的好的切口，優(yōu)選的通過切割工具、切割輪或切割刀片切割層壓制品來獲得，其中該切割工具安裝有金剛石尖端。
作為最硬的礦物質(zhì)，金剛石非常適用于層壓制品的切割，因這種杰出的性能，而被設置在切割工具上，這與其是天然還是人工切割刀口無關。
優(yōu)選應用的切割輪和/或切割刀片是由特別堅硬的合金或陶瓷，尤其是碳化鎢和/或含金剛石的燒結(jié)金屬制成的。切割輪優(yōu)選呈尖削的楔形，并且其外緣有高度拋光的面。
通過振動感應，使切割工具，尤其是它的底端，承受軸向和也可能是橫向的低振幅并且可調(diào)頻率的振動。其結(jié)果是改善了切割。在切割作用中的改進是不用依靠特定的頻率。然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是由于在單位時間內(nèi)較多次數(shù)的振動，使較高頻率具有較好的效果。優(yōu)選的是超聲波的應用，它的高頻可以由相對廉價的手段獲得。對于具有所需振幅的、大于100kHz范圍內(nèi)的頻率，僅能通過相對較大的費用而得到。為了產(chǎn)生超聲波，優(yōu)選應用的是調(diào)光器，如振動器晶體的或磁致伸縮調(diào)光器，例如將鎳棒放在強交替磁場中。用超聲波模擬得到的超聲可以理解為頻率高于16kHz的聲波。對于本發(fā)明，優(yōu)選應用的是頻率為20～100kHz、振幅為5～40μm的聲波。在此，相對于切割方向執(zhí)行橫向的縱向的和/或橫向的切割工具的振動，帶來塑料遠離破裂連接的較好的材料移動。這樣，就防止了剛剛被切割的、仍然軟的塑料會重新流到一起去。切割工具的軸向振動，降低了完全切透塑料且同時刻劃脆性材料所需的軸向負荷和承受力。
本發(fā)明的方法提高了切割質(zhì)量，減少了脆性材料產(chǎn)生無法控制脆性破裂的危險。結(jié)果是，它們又促進了過程的施行，在切割操作中增加了可完成的生產(chǎn)量，或使該操作可能在第一位置施行。
該方法和裝置優(yōu)選適用于層壓板尤其是薄的層壓制品的切割，該層壓制品由脆性材料，如玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷板，和塑料尤其是塑料膜構(gòu)成，塑料膜可以是抗刮膜，優(yōu)選的抗刮膜是聚乙烯或噴涂的聚合物膜。
原則上，該方法和裝置適用于層壓制品的切割，該層壓制品由脆性材料和塑料構(gòu)成，其中塑料的粘度可以通過用加熱切割工具的方法來降低。合適的塑料是如熱塑性塑料，尤其合適的是如聚酰胺、聚碳酸酯、聚醚砜、烯烴共聚物、聚乙烯-萘、聚丙烯酸酯、聚戊二烯或者聚對苯二甲酸乙二酯(PET)。
在這里，層壓制品優(yōu)選具有厚度為1～300μm的塑料層，和10～300μm的脆性材料層。
脆性材料和塑料優(yōu)選的是通過粘合劑層彼此粘接起來，粘合劑層優(yōu)選厚度為2～50μm。
可供選擇的是，塑料可以通過擠出、流延、噴涂或輥涂法或?qū)訅核芰夏さ姆椒▉硎┯诖嘈圆牧仙稀?br> 然而，該方法和裝置也適用于切割由相對較厚的脆性材料，如玻璃，尤其是平板玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷，和塑料構(gòu)成的層壓制品，其中脆性材料的厚度優(yōu)選的可達到30mm。
此外，還可以切割其中的脆性材料由硅、鍺或碳組成的這樣類型的層壓制品。
令人滿意的切割線和尤其是滿意的刻劃路徑的制作，需要對切割工具進行特殊的安排。切割工具的縱向軸線與切割方向上的切割平面之間的夾角，優(yōu)選的是可在55°～75°范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。該夾角特別優(yōu)選的是65°。
下面的實施例將在唯一附圖
的基礎上，對本發(fā)明進行詳細描述。
附圖中各個數(shù)字代表的是1層壓制品、2脆性材料、3粘合劑層、4塑料層、5切割工具、6切割工具底端、7加熱元件、8加熱—電壓器件、9熱電偶、10壓電的或磁致伸縮調(diào)光器、11函數(shù)發(fā)生器、12電偶元件、13彈簧元件、14懸臂、15導向元件和16軸向元件。
附圖顯示了優(yōu)選用于切割層壓制品1的裝置，其中該層壓制品由脆性材料層2和塑料層4制成，切割是利用切割工具5在一次操作中完成的。所述層壓制品1是，例如，薄的玻璃/塑料層壓制品，其中玻璃板2優(yōu)選厚度為10～300μm，塑料層4的厚度為1～300μm，優(yōu)選的是通過2～50μm厚的粘合劑層3將兩者粘接起來。
可加熱的切割工具5，可以放置在玻璃/塑料層壓制品1的塑料層4上，加在玻璃/塑料層壓制品1表面上的切割工具5的負荷壓力，可以通過適當?shù)氖侄蝸碚{(diào)節(jié)，例如用彈簧元件13。各自的負荷壓力，可以很容易在實驗上確定，并且通常對應于刻劃相應厚度未經(jīng)加工的脆性材料所需的負荷壓力。可加熱切割工具5的底端6包括有安裝好的楔形金剛石，它適于產(chǎn)生特別精細的切割線。通過電加熱元件7，切割工具5，特別優(yōu)選的是它的底端6，可以將溫度提升到切割相應的塑料層4所需的溫度。
電加熱元件7優(yōu)選的由加熱—電壓器件(heating-voltage device)8來控制，在尤其優(yōu)選的實施方案中，自動溫度監(jiān)視和控制由熱電偶9實現(xiàn)，該熱電偶盡可能地接近切割工具5的底端6，并且與加熱—電壓器件8相連接。這樣，可以設置和控制切割工具5切割特定塑料層4時所需的溫度。
保持切割工具5，或者至少保持它的底端6的溫度是有利的，并且在切割過程中，保持以不變的溫度來切割相應的塑料4也是必需的。
切割工具5尤其是它的底端6的相應溫度，也可以很容易地在實驗上確定。每個要切割的塑料層4的軟化溫度，或多少高于軟化溫度的溫度，可以用作參考點。在這里，切割速度越高，切割工具5的溫度，尤其是它的低的末端6的溫度越高，從而能將所需的熱能傳給要切割的塑料層4。通過切割工具5對塑料層4的加熱，使塑料層4的粘度降低至這樣的程度，以使現(xiàn)有的負荷壓力沒有或幾乎沒有同時對玻璃板2刻劃所需的負荷壓力。
然而，通過優(yōu)選的包括有輻射源，尤其是熱源，例如紅外線和/或激光加熱器，或熱氣體噴射源的裝置(未示出)，塑料可以額外地被獨立加熱，至少在預定切割線區(qū)域內(nèi)。
本發(fā)明的進一步展開中，加熱裝置以這樣的方法操縱，即，塑料的局部加熱至少沿切割線發(fā)生。加熱裝置優(yōu)選的是與切割工具一起制導(guided)并在后者之前。這里所述的裝置，既可單獨用于加熱塑料——通過當時并不是必須的切割工具來加熱——也可以用于通過加熱的切割工具進行的額外加熱。
切割工具5通過懸臂14連接到導向元件15上，該元件允許切割工具5沿著任何要求的、預定的沿著玻璃/塑料層壓制品1的切割線移動，通過人工或機械方法可以實現(xiàn)這種移動。
通過沿著預定的切割線移動已加熱的切割工具5，塑料層4和粘合劑層3一起被切割，同時位于下面的、被粘接在塑料層4上的玻璃層2也被刻劃，由此產(chǎn)生沿著切割線的機械應力，并且在這里薄的層壓制品被切割了。
如果合適的話，通過附加裝置(未示出)進一步增加沿著切割線上的機械應力至超過玻璃層2的破裂強度。這樣，裂縫沿著切割線增加，完成所謂的玻璃破裂。在此，基本上通過撓曲拉伸載荷，沿著下面具有原始細裂紋的切割線，來實現(xiàn)這種破裂。
例如，至少將切割工具低的末端加熱到大約200℃來切割平板玻璃/塑料層壓制品，該層壓制品包括50～400μm厚的玻璃板，它與50μm厚的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)塑料層4粘接。在此，為了得到大約10m/min的切割速度，將負荷壓力設置為大約1N。
本發(fā)明不限于直線切割，而且還可以用于曲線切割。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，切割工具5，尤其優(yōu)選的是它的底端6，被制成可以承受超聲波振動，該振動對于切割工具5是軸向和/或橫向的(縱向和/或橫向于切割方向)，是低振幅的，優(yōu)選振幅為5～40μm，并且是可調(diào)頻率的，通過壓電的或磁致伸縮調(diào)光器10和電偶元件12來實現(xiàn)。超聲波振動的頻率可通過函數(shù)發(fā)生器11設置，在頻率范圍為20～100kHz時，可以實現(xiàn)好的切割。
切割工具優(yōu)選地設置為在切割方向上，可以通過至少一個軸向元件16垂直地被裝在樞軸上且平行于切割平面，在切割方向上，切割工具5的縱軸與切割方向上切割平面之間的夾角，可調(diào)節(jié)其范圍為55°～75°，優(yōu)選的是65°。
本發(fā)明也不限于切割平的層壓制品，例如其它偏離平板形式的層壓制品，像凸面的復合材料工件，例如塑料涂覆的汽車風擋玻璃或鏡子，而且也可以很好地切割由塑料涂覆的中空玻璃制造的復合材料工件。
本發(fā)明的方法和裝置，可與現(xiàn)有的機械玻璃切割方法相容，并且無需大量支出即可結(jié)合到現(xiàn)有的方法和裝置中去。該方法和裝置首次允許在一次操作中，用切割工具高速切割由脆性材料和塑料制成的層壓制品。輪廓的切割精度和準確度，可與已知的切割脆性材料或未經(jīng)加工塑料的方法相媲美。
優(yōu)選的應用是用于切割薄玻璃或玻璃陶瓷/塑料層壓制品，玻璃或玻璃陶瓷優(yōu)選厚度為10～300μm，塑料厚度為1～300μm。
權(quán)利要求
1.一種利用切割工具切割由脆性材料和塑料制成的層壓制品的方法，其特征在于包括如下步驟—加熱至少在預定切割線區(qū)域內(nèi)的塑料，由此降低塑料的粘度，—將切割工具放置在層壓制品的塑料面上，層壓制品表面上切割工具的負荷壓力是可調(diào)節(jié)的，—在實現(xiàn)塑料切割和同時進行的對脆性材料刻劃的時候，在切割工具和層壓制品之間沿著切割線產(chǎn)生相對移動，并由此產(chǎn)生機械應力，并且，如果合適的話—沿著切割線額外增加機械應力至超過已刻劃脆性材料的破裂強度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，為了切割由脆性材料和層壓在其兩面上的塑料制成的層壓制品，—加熱至少在預定切割線區(qū)域內(nèi)的塑料，由此降低塑料的粘度，—分別將切割工具放置在層壓制品的兩個塑料面上，層壓制品表面上各切割工具的負荷壓力是可調(diào)節(jié)的，—在塑料切割和同時對脆性材料刻劃的時候，在切割工具和層壓制品之間沿著切割線做相對移動，并由此產(chǎn)生機械應力，刻劃脆性材料的一面或兩面，并且，如果合適的話—沿著切割線額外增加機械應力至超過已刻劃脆性材料的破裂強度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于通過輻射加熱，尤其是通過紅外線和/或激光輻射或熱氣體噴射來實現(xiàn)加熱。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中至少一項權(quán)利要求中的方法，其特征在于通過已加熱的切割工具，尤其通過其加熱的底端來實現(xiàn)加熱。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中至少一項權(quán)利要求中的方法，其特征在于加熱整個層壓制品。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～5中至少一項權(quán)利要求中的方法，其特征在于利用切割工具的安裝好的金剛石頂端切割層壓制品。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～6中至少一項權(quán)利要求中的方法，其特征在于利用切割工具的切割輪和/或切割刀片切割層壓制品。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其特征在于所用切割輪或切割刀片由硬金屬或陶瓷，尤其是碳化鎢和/或含金剛石的燒結(jié)金屬制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1～8中至少一項權(quán)利要求中的方法，其特征在于切割工具，尤其是它的底端，實行軸向超聲波振動。
10.根據(jù)權(quán)利要求1～9中至少一項權(quán)利要求中的方法，其特征在于切割工具，尤其是它的底端，在切割方向上縱向和/或橫向的實行橫向的超聲波振動。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10中至少一項權(quán)利要求中的方法，其特征在于超聲波振動具有低振幅，尤其是5～40μm的振幅。
12.根據(jù)權(quán)利要求9～11中至少一項權(quán)利要求中的方法，其特征在于所用超聲波的頻率在20～100kHz的范圍。
13.根據(jù)權(quán)利要求1～12中至少一項權(quán)利要求中的方法，其特征在于塑料為塑料膜或噴涂聚合物膜。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其特征在于所用塑料膜由聚乙烯或聚碳酸酯制成。
15.根據(jù)權(quán)利要求1～14中至少一項權(quán)利要求中的方法，其特征在于塑料的厚度為1～300μm。
16.根據(jù)權(quán)利要求1～15中至少一項權(quán)利要求中的方法，其特征在于使用的脆性材料為玻璃，尤其是平板玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其特征在于脆性材料的厚度最高可達到30mm。
18.根據(jù)權(quán)利要求1～17中至少一項權(quán)利要求中的方法，其特征在于使用的脆性材料為玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷片材。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其特征在于脆性材料的厚度為10～300μm。
20.根據(jù)權(quán)利要求1～19中至少一項權(quán)利要求中的方法，其特征在于脆性材料和塑料通過粘合劑層彼此粘接起來。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的方法，其特征在于粘合劑層的厚度為2～50μm。
22.根據(jù)權(quán)利要求1～21中至少一項權(quán)利要求中的方法，其特征在于塑料通過擠出、流延、噴涂或輥涂法或?qū)訅核芰夏さ姆椒ㄊ┯诖嘈圆牧仙稀?br> 23.利用切割工具切割由脆性材料和塑料制成的層壓制品的裝置，其特征在于—加熱至少在預定切割線區(qū)域內(nèi)塑料的工具，由此降低塑料粘度，—可放置在層壓制品塑料面上的切割工具，層壓制品表面上切割工具的負荷壓力是可調(diào)的，—為實現(xiàn)塑料切割和同時進行的對脆性材料刻劃的目的，在切割工具和層壓制品之間沿著切割線產(chǎn)生相對移動的工具，由此產(chǎn)生機械應力，并且，如果合適的話—沿著切割線額外增加機械應力至超過已刻劃脆性材料的破裂強度的工具。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的裝置，其特征在于，用于切割由脆性材料和層壓在其兩面上的塑料制成的層壓制品的裝置具有—加熱至少在預定切割線區(qū)域內(nèi)塑料的工具，由此降低塑料粘度，—可分別放置在層壓制品的兩個塑料面上的切割工具，層壓制品表面上切割工具的負荷壓力是可調(diào)節(jié)的，—為了實現(xiàn)塑料的切割和同時的對脆性材料刻劃的目的，在切割工具和層壓制品之間沿著切割線產(chǎn)生相對移動的工具，并由此產(chǎn)生機械應力，刻劃脆性材料發(fā)生在其一面或兩面，并且，如果合適的話—沿著切割線額外增加機械應力至超過已刻劃脆性材料的破裂強度的工具。
25.根據(jù)權(quán)利要求23或24的裝置，其特征在于加熱塑料層的裝置包括輻射源，尤其是熱源，例如紅外線和/或激光加熱器，和/或熱氣體噴射源。
26.根據(jù)權(quán)利要求23～25中至少一項權(quán)利要求中的裝置，其特征在于切割工具，尤其是它的底端是可加熱的。
27.根據(jù)權(quán)利要求23～26中至少一項權(quán)利要求中的裝置，其特征在于切割工具的底端包括安裝好的金剛石。
28.根據(jù)權(quán)利要求23～27中至少一項權(quán)利要求中的裝置，其特征在于切割工具的尖端包括由硬金屬或陶瓷，尤其是碳化鎢和/或含金剛石的燒結(jié)金屬制成的切割輪和/或切割刀片。
29.根據(jù)權(quán)利要求23～28中至少一項權(quán)利要求中的裝置，其特征在于切割工具，尤其是它的底端，通過壓電的或磁致伸縮的調(diào)光器和電偶元件，導致在切割工具軸向經(jīng)受超聲波振動。
30.根據(jù)權(quán)利要求23～29中至少一項權(quán)利要求中的裝置，其特征在于切割工具，尤其是它的底端，通過壓電的或磁致伸縮的調(diào)光器和電偶元件，在切割工具橫向上，經(jīng)受橫截切割方向的超聲波振動。
31.根據(jù)權(quán)利要求23～30中至少一項權(quán)利要求中的裝置，其特征在于切割工具，尤其是它的底端，通過壓電的或磁致伸縮的調(diào)光器和電偶元件，在切割工具橫向上，經(jīng)受切割方向縱向的超聲波振動。
32.根據(jù)權(quán)利要求29～33中至少一項權(quán)利要求中的裝置，其特征在于超聲波振動的振幅和頻率，在開環(huán)和閉環(huán)方式中是可控制的。
33.根據(jù)權(quán)利要求32的裝置，其特征在于超聲波振動的振幅在5～40μm范圍，頻率在20～100kHz范圍。
34.根據(jù)權(quán)利要求23～33中至少一項權(quán)利要求中的裝置，其特征在于通過切割工具加熱塑料的裝置包括至少一個加熱元件、一個熱電偶和一個加熱一電壓器件。
35.根據(jù)權(quán)利要求23～34中至少一項權(quán)利要求中的裝置，其特征在于至少在切割方向上，切割工具可通過至少一個軸向元件垂直地裝在樞軸上，并且平行于切割平面。
全文摘要
本發(fā)明描述了利用切割工具切割由脆性材料和塑料制成的層壓制品的方法和裝置。至少在預定切割線的區(qū)域,將塑料加熱,由此降低它的粘度。切割工具放置在層壓制品的塑料面上,負荷壓力是可調(diào)的。通過在切割工具和層壓制品之間沿著預定的切割線產(chǎn)生相對移動,切割塑料;同時刻劃脆性材料,由此產(chǎn)生機械應力。如果合適的話,沿著切割線的機械應力隨后增加到超過已刻劃脆性材料的破裂強度。優(yōu)選的是,應用于切割薄玻璃或玻璃陶瓷/塑料層壓制品。
文檔編號C03B33/07GK1271646SQ9912736
公開日2000年11月1日 申請日期1999年11月6日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月6日
發(fā)明者A·哈貝克, R·比爾克勒, T·奧托, O·舍雷爾 申請人:肖特玻璃制造廠