專利名稱：玻璃三維加工的裝置及其方法
技術領域：
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：
由于IT產業(yè)(小型cell)及電視(大型cell)等不同用途的電子產品持續(xù)增長需求，對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法，加工過程中并有切割輔助液體的加入，這種機械插補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，導致液態(tài)輔助劑的黏附樣品，對具有電路結構ITO導電玻璃電路存在短路影響；另外，切割切面比較粗糙，存在微細的裂紋，存在著局部應力，由于是直接與樣品接觸加工，切割中會產生微小顆粒會濺射到導電玻璃的基地上導致電路機構破壞，切割后還必須進行清洗、拋光等后處理，復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，機械插補切割法對玻璃內在的破壞成為導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已經接近成品的電子玻璃一種重要浪費。玻璃的激光切割可以避免這些問題的出現，而且激光具有非接觸、無污染環(huán)境、易控制等特性，使其成為當代玻璃切割的重要應用熱點，并且逐漸會在工業(yè)中得到廣泛的應用。首先，玻璃是一種熔融的無機產品，有獨特的機械和熱導性，這些性能與溫度密切相關， 常溫下，玻璃具有非延展性，是一種理想的脆性材料。玻璃對于紫外激光和遠紅外激光具有較強的吸收，一般在90%以上，因此一般玻璃適合用紫外激光和(X)2激光進行加工。但是這兩種激光對較厚玻璃深加工時，會有一定錐度的存在，并且隨著玻璃厚度增加和所加工三維異形圖形的復雜程度增加，錐度愈發(fā)明顯，影響產品的實際使用。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是克服現有技術存在的不足，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方案來實現玻璃三維加工的裝置，特點是超短脈沖激光器的輸出端布置有光閘，光閘的輸出端設置有擴束鏡，擴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態(tài)聚焦系統(tǒng)，三維動態(tài)聚焦系統(tǒng)的輸出端布置有遠心場鏡，所述遠心場鏡正對于平臺， 所述平臺的上方還安裝有吹氣裝置；所述平臺包含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軸滑軌運動的電機，Y軸傳送單元包括Y軸滑軌和控制Y軸滑軌運動的電機，Z軸傳送單元包括Z軸滑軌和控制Z軸滑軌運動的電機，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為
3532nm綠光波段的激光器。本發(fā)明裝置實現玻璃三維加工的方法，包括如下步驟a)由三維動態(tài)聚焦系統(tǒng)將超短脈沖激光聚焦在玻璃內，伴隨著激光異形掃描玻璃，整個加工過程呈現螺旋狀加工；b)由X軸傳送單元、Y軸傳送單元、Z軸傳送單元移動平臺；c)平臺上的集塵管，將掃描后的玻璃熔渣收集；d)平臺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)明技術方案突出的實質性特點和顯著的進步主要體現在本發(fā)明通過將超短脈沖激光聚焦在玻璃內部，根據三維動態(tài)聚焦振鏡的特性，實現在聚焦焦點處上下5mm的三維任意圖形加工，并三維移動平臺，完成大幅面的尺寸圖形加工，具有加工圖形邊緣光滑光澤、加工后強度高和加工效率高等特點。


下面結合附圖對本發(fā)明技術方案作進一步說明圖1 本發(fā)明裝置的結構示意圖；圖2:平臺的結構示意圖。圖中各附圖標記的含義見下表
權利要求
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)的輸出端設置有擴束鏡(15)，擴束鏡(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態(tài)聚焦系統(tǒng)，三維動態(tài)聚焦系統(tǒng)的輸出端布置有遠心場鏡(14)，所述遠心場鏡(14)正對于平臺(19)，所述平臺(19)的上方還安裝有吹氣裝置00)；所述平臺(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軸滑軌運動的電機，Y 軸傳送單元(1)包括Y軸滑軌和控制Y軸滑軌運動的電機，Z軸傳送單元C3)包括Z軸滑軌和控制Z軸滑軌運動的電機，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.根據權利要求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)是波長為532nm綠光波段的激光器。
3.利用權利要求1所述裝置實現玻璃三維加工的方法，其特征在于包括如下步驟a)由三維動態(tài)聚焦系統(tǒng)將超短脈沖激光聚焦在玻璃內，伴隨著激光異形掃描玻璃，整個加工過程呈現螺旋狀加工；b)由X軸傳送單元、Y軸傳送單元、Z軸傳送單元移動平臺；c)平臺上的集塵管，將掃描后的玻璃熔渣收集；d)平臺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束鏡和45度全反射鏡，45度全反射鏡的輸出端布置三維動態(tài)聚焦系統(tǒng)，三維動態(tài)聚焦系統(tǒng)的輸出端布置遠心場鏡，遠心場鏡正對于平臺，平臺上方安裝吹氣裝置；平臺的X軸傳送單元包括X軸滑軌和控制X軸滑軌運動的電機，Y軸傳送單元包括Y軸滑軌和控制Y軸滑軌運動的電機，Z軸傳送單元包括Z軸滑軌和控制Z軸滑軌運動的電機，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。通過三維移動平臺，實現大幅面的尺寸圖形加工。
文檔編號C03B33/09GK102249528SQ20111000652
公開日2011年11月23日 申請日期2011年1月13日 優(yōu)先權日2011年1月13日
發(fā)明者徐海賓, 潘傳鵬, 狄建科, 趙裕興 申請人:蘇州德龍激光有限公司