一种透明硬脆材料的切割裂片方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108789886A(43)申请公布日2018.11.13(21)申请号201810552275.4(22)申请日2018.05.31(71)申请人中国科学院西安光学精密机械研究所地址710119陕西省西安市高新区新型工业园信息大道17号(72)发明人王宁赵华龙杨小君贺斌朱文宇(74)专利代理机构西安智邦专利商标代理有限公司61211代理人唐沛(51)Int.Cl.B28D5/00(2006.01)B28D1/22(2006.01)C03B33/02(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图5页(54)发明名称一种透明硬脆材料的切割裂片方法(57)摘要本发明涉及激光加工领域，特别涉及一种透明硬脆材料的切割裂片方法。该方法可以减少激光切割裂片过程中容易出现的缺陷和残留问题，大大提高了透明硬脆材料激光加工的良率。该方法的具体步骤是：【S1】将待加工件进行固定；【S2】对待加工件进行第一次切割；【S3】对待加工件进行第二次切割；【S4】对待加工件进行裂片处理。CN108789886ACN108789886A权利要求书1/2页1.一种透明硬脆材料的切割裂片方法，其特征在于，其具体步骤是：【S1】将待加工件进行固定；【S2】对待加工件进行第一次切割；【S2.1】设定激光束的运动轨迹和偏振方向，保证激光束的偏振方向始终沿运动轨迹的切线方向；所述偏振方向是激光束的线偏振方向；【S2.2】启动第一次切割工艺，激光束沿步骤【S2.1】设定好的运动轨迹切割玻璃；【S3】对待加工件进行第二次切割；【S3.1】修改激光束的运动轨迹和偏振方向，保证激光束的偏振方向始终沿运动轨迹的法线方向；【S3.2】启动第二次切割工艺，激光束沿步骤【S3.1】设定好的运动轨迹切割玻璃，释放一次切割后的残余应力，所述残余应力为进行完步骤【S2.1】后残留在玻璃切割道内的应力；【S4】对待加工件进行裂片处理；设定裂片参数，启动裂片工艺，采用弹性裂片部与待加工件接触、挤压，从而实现裂片，消除裂片残留；所述裂片残留为切割道的两端端部没有被裂开的残留玻璃。2.根据权利要求1所述的透明硬脆材料的切割裂片方法，其特征在于：所述步骤【S4】的裂片工艺包括三次或以上次数的裂片；当待加工件的切割道为R角时，具体裂片步骤是：1)建立坐标系XYZ，其中X轴和Y轴构成的平面与待加工件平行，Z轴分别垂直于X轴和Y轴；2)第一次裂片；沿Z轴方向竖直向上，使待加工件的R角部分完全抵接弹性裂片部，进行第一次裂片；3)第二次裂片；使得待加工件的R角部分沿顺时针方向绕旋转轴线旋转5‐10°，进行第二次裂片；所述旋转轴线为R角顶点与R角圆心的连线；4)第三次裂片；使弹性裂片部和待加工件的R角部分完全接触，使待加工件的R角部分沿旋转轴线逆时针旋转5‐10°，进行第三次裂片，从而裂片完成。3.根据权利要求1所述的透明硬脆材料的切割裂片方法，其特征在于：所述步骤【S4】的裂片工艺包括三次或以上次数的裂片；当待加工件的切割道为U槽时，具体裂片步骤是：1)建立坐标系XYZ，其中X轴和Y轴构成的平面与待加工件平行，Z轴分别垂直于X轴和Y轴；2)第一次裂片；沿Z轴方向竖直向上，使待加工件的U槽部分完全抵接弹性裂片部，进行第一次裂片；3)第二次裂片；使得待加工件的U槽部分沿顺时针方向绕旋转轴线旋转5‐10°，进行第二次裂片；所述旋转轴线为与U槽开口面平行的轴线；4)第三次裂片；使弹性裂片部和待加工件的U槽部分完全接触，使待加工件的U槽部分沿旋转轴线继续2CN108789886A权利要求书2/2页顺时针旋转5‐10°，进行第三次裂片；5)检查是否U槽是否完全裂开，若没有完全裂开，再次重复步骤4)进行裂片，直至完全裂片成功为止。4.根据权利要求1或2或3所述的透明硬脆材料的切割裂片方法，其特征在于：所述步骤【S2.2】的第一次切割工艺具体是：激光功率为10‐100W，激光脉冲频率20kHz‐200kHz，扫描速度0.1m/s‐1m/s，激光束的焦点位置为待加工件的厚度中心。5.根据权利要求1或2或3所述的透明硬脆材料的切割裂片方法，其特征在于：所述步骤【S3.2】的第二次切割工艺包括：激光功率为10‐20W，激光脉冲频率20kHz‐200kHz，扫描速度0.1m/s‐0.2m/s，激光束的焦点位置为待加工件的上表面。6.根据权利要求1或2或3所述的透明硬脆材料的切割裂片方法，其特征在于：所述步骤【S4】的裂片参数为：进给速度0.1mm/s‐100mm/s，裂片角度0.1°‐20°。7.根据权利要求1或2或3所述的玻璃的切割裂片方法，其特征在于：所述激光束的波长范围为355nm‐1064nm，激光光束为线偏振光。8.根据权利要求1或2或3所述的玻璃