Способ резки стекла

Предполагаемое изобретение относится к способу резки стекла лазерным лучом и может быть использовано в стекольной, электронной,авиационной и других отраслях народного хозяйства. Известен способ резки стекла путем нагрева линии реза лазерным лучом и раскалывания стеклянных пластин по линии реза (1), причем осуществляют дополнительный нагрев линии реза путем многократного пропускания через пластину отраженного от подложки луча лазера. Недостатком данного способа является невозможность получения раскола больших размеров листового стекла по заданной фигурной линии разделения, так как раскол с применением зеркал может осуществляться только по прямым линиям. Ближайшим прототипом изобретения является способ резки полых стеклоизделий (2), при котором стеклоизделие вращают и линию реза облучают сфокусированным на поверхности изделия лазерным лучом определенной мощности, создавая по линии требуемого реза нагрев стекла. При этом нагрев осуществляют при разных числах оборотов, начиная с малого числа оборотов Ч 1, обеспечивая нагрев в точке фокуса до температуры испарения Тисп, образовывая по линии раздела канавку. Затем увеличивают число оборотов до Ч 2, обеспечивая накопление тепла в зоне канавки, и при достижении определенной температуры Тнагр = Тисп. возникают термонапряжения, приводящие к терморасколу по линии раздела. Недостатком способа является ограниченное применение (для разрезания стеклянных трубок,ампул), в частности, он не может быть использован для раскроя листового стекла, т.к. в этом случае из-за практического ограничения скорости взаимного перемещения луча и стекла не удается получить прирост тепла после возврата луча в точку начала нагрева. Сущность предлагаемого способа резки стекла заключается в том, что при первоначальном воздействии сфокусированным лучом создают в стекле температуру выше температуры начала размягчения и вызывают появление в сечении вогнутой или выпуклой относительно поверхностей изделия полосы, близкой по ширине к диаметру лазерного луча и имеющей остаточные растягивающие напряжения в близповерхностных слоях. При последующем воздействии расфокусированным лучом при температуре стекла ниже температуры начала размягчения создают дополнительные растягивающие напряжения, которые суммарно превышают прочностные параметры стекла и вызывают образование трещины. Ниже предлагаемый способ иллюстрируется конкретными примерами. Пример 1. В качестве листового стекла использовалось флоат-стекло толщиной 3 мм. Для резки стекла размером 300 мм применялся СO2-лазер ИГЛ-709 2 мощностью 60 Вт. Скорость относительного перемещения стекла относительно луча составляла 2 м/мин. Диаметр лазерного луча составлял 2,53,0 мм при первичном сфокусированном воздействии. При этом на поверхности стекла в зоне воздействия образовывались при температуре 770 С линии нагрева шириной, близкой к размеру диаметра лазерного луча, т.е. 2,53,0 мм. Затем, через 5-6 с,производилось вторичное воздействие расфокусированным лучом диаметром 10 мм с той же скоростью. При этом температура на поверхности стекла не превышала 450-500 С. Образовавшаяся в начале вторичного воздействия сквозная трещина следовала за ходом прохождения лазерного луча. Пример 2. Этот же метод использовался при резке листового стекла толщиной 1,2 мм. При этом скорость перемещения стекла и луча относительно друг друга при первичном воздействии составляла 5 м/мин; при воздействии сфокусированным лучом диаметром 3-4 мм через 2-3 с скорость сохранялась. Достигнутый положительный эффект заключается в том, что таким способом можно осуществлять разделение весьма тонкого (0,2-0,5 мм) листового стекла. Источники информации, принятые во внимание: 1. Авт. свид. СССР 690809, С 03 В 33/09,1979 г. 2. Патент России 2015118, С 03 В 33/00,1994 г. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ резки стекла путем воздействия на поверхность лучом лазера, причем стекло является непрозрачным для луча, включающий воздействие по линии разделения сфокусированным на поверхность стеклянного изделия лазерным лучом с последующим воздействием источника тепла по линии разделения, отличающийся тем, что в качестве источника тепла используют расфокусированный лазерный луч. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при первоначальном воздействии сфокусированным на поверхность стекла лучом по линии разделения при температуре выше температуры начала размягчения создают в сечении вогнутую или выпуклую относительно поверхностей изделия полосу,близкую по ширине к диаметру лазерного луча с остаточными растягивающими напряжениями в близповерхностных слоях. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при последующем воздействии расфокусированным лучом лазера при температуре стекла ниже температуры начала размягчения создают дополнительные растягивающие напряжения, которые суммарно превышают прочностные параметры стекла и вызывают образование трещины.