[发明专利]分离玻璃的设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及切割一块或多块玻璃板的系统和方法。更具体地，本发明涉及使用多条反射激光束切割一块或多块玻璃板。

背景技术

过去有几种不同的方法和技术切割玻璃板。总体而言，切割玻璃板的理想方法要求运行速率高、成本低、边缘强度高以及后处理最少。为提高生产效率，往往需要一次切割一叠玻璃板。

使用最广泛的方法是利用硬质材料制成的轮子进行机械刻划，然后沿着划线断开玻璃。机械刻划通常满足前述三个要求，但在刻划和断开的过程中产生的碎屑聚集在玻璃表面上，要求彻底清洁。彻底清洁的要求增加了此方法的总成本。不难理解，机械刻划法不能用于一次切割一叠玻璃板，因而增加了切割一块以上玻璃板所需的时间。

为解决玻璃板上聚集碎屑的问题，有人开发了CO₂基激光法。移动的激光束在玻璃板表面上产生温度梯度，该温度梯度在激光束后面某个距离上的冷却剂(如气体或液体)的作用下得到增强。虽然CO₂基激光法总体上得到了可接受的边缘质量，但是该方法利用CO₂激光加热表面的特性使成叠切割玻璃板变得不可能。此外，购买和/或维护CO₂激光器的成本显著高于上述机械刻划系统。

有人提出另一种解决方案，它采用的是固态激光器，如YAG激光器。这些激光器的发射波长一般在近红外(NIR)范围，而玻璃在此范围存在中等程度至低程度吸收。这些方法靠温度梯度在玻璃板中产生应力和裂纹。为获得所需温度，人们采用多通过光束(multi-pass beam)方案。一般地，这些多通过方案要求非汇聚的光束以有限次通过(pass)方式通过玻璃中的同一点。对于高透射性玻璃(例如具有低吸光系数的玻璃)或者热膨胀系数(CTE)低而需要高加热温度才能切割的玻璃，这类方法是不够用的。与CO₂基激光法不同，固态激光法在整个厚度上加热玻璃，因而可以切割多块玻璃板组成的一叠玻璃。然而，有限次通过在切割低吸收性玻璃时存在相当大的困难。

因此，本领域需要切割玻璃板的方法和系统，它们的运行速率高，成本低，能使玻璃板产生高边缘强度，同时最大程度减少后处理，可用于切割具有任何吸光系数的玻璃板。

发明内容

本发明提供了切割至少一块玻璃板的系统和方法。一方面，本发明提供了包括第一镜体和第二镜体的系统，第一镜体包括第一反射面，第二镜体包括第二反射面，且第二反射面与第一反射面隔开并相对，在第一与第二镜体之间形成空腔。另一方面，第一镜体具有穿过第一反射面的孔。该系统一方面进一步包括激光器，用于通过该孔将光束发射到空腔中。又一方面，该系统包括沿着例如加工方向(machine direction)将所述至少一块玻璃板平移通过空腔的装置。

本发明提供了切割至少一块玻璃板的方法，该方法包括提供包括第一反射面的第一镜体和包括第二反射面的第二镜体，第二反射面与第一反射面隔开并相对，在第一与第二镜体之间形成空腔。一方面，第一镜体具有穿过第一反射面的孔。该方法另一方面包括提供激光器，该激光器用于发射光束并通过该孔将光束投射到空腔内。又一方面，该方法包括沿着例如加工方向将所述至少一块玻璃板平移通过所述空腔。

对于本发明的其他实施方式，一部分将在以下详细描述和权利要求中陈述，一部分可借助详细描述推知或通过实施本发明习知。应当理解，前面的概述和下面的详述都仅仅是示例性的和解释性的，不对所披露和/或声明的本发明构成限制。

附图说明

图1是根据本发明的一个方面对玻璃进行激光分离的系统的示意图。

图2是根据本发明的另一个方面对玻璃进行激光分离的系统的示意图。

图3是根据本发明的一个方面，对玻璃进行激光分离的系统，如图2所示系统的俯视示意图。

图4是根据本发明的又一个方面对玻璃进行激光分离的系统的示意图。

图5A是大致在玻璃板分离线中心测量应力所得结果的图。

图5B是大致在分离线末端沿着玻璃板边缘测量应力所得结果的图。

图6是使用具有正交偏振态的分裂激光束所得共同的焦点的示例性图示。

具体实施方式