一種提高玻璃強度的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種提高玻璃強度的方法，包括如下步驟：a)將CO2激光器(1)發(fā)出的激光束經(jīng)擴束準(zhǔn)直器(2)得到平行光束(12)；b)將平行光束(12)經(jīng)半透半反鏡(3)分為上光束(13)與下光束(14)；c)將上光束(13)經(jīng)上動態(tài)聚焦鏡(4)得到上匯聚光束(15)，下光束(14)經(jīng)下動態(tài)聚焦鏡(6)得到下匯聚光束(16)；d)將上匯聚光束(15)經(jīng)上振鏡(5)反射得到上光斑對準(zhǔn)待處理玻璃(9)邊緣的上部，下匯聚光束(16)經(jīng)下振鏡(7)反射得到下光斑對準(zhǔn)待處理玻璃(9)邊緣的下部；e)調(diào)節(jié)玻璃移動臺(8)的移動速率，分別處理玻璃的四個邊緣，形成強度得到提高的玻璃板；將CO2激光器(1)發(fā)出的激光束分成兩路，分別掃描切割后玻璃邊緣的上部棱邊與下部棱邊，能夠消除玻璃邊緣的微裂紋，進而提高玻璃的強度。
【專利說明】一種提高玻璃強度的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及玻璃后期處理工藝，具體是一種提高玻璃強度的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]玻璃的理論強度較高，但實際使用時強度卻較低，究其原因，除玻璃表面的缺陷和微裂紋造成的強度降低外，邊緣損傷是造成玻璃使用強度下降的重要原因之一，尤其是平板玻璃經(jīng)機械切割后在玻璃邊緣形成的各種缺陷，包括肉眼可觀察到的崩邊、裂口、裂縫，以及肉眼無法看到的微裂紋；這些缺陷在機械外力、熱應(yīng)力、水汽侵蝕的作用下，就會造成玻璃的損壞；因此，有必要對切割后平板玻璃的邊緣進行處理，以消除缺陷，提高平板玻璃的強度；通常的處理方法是對切割后的玻璃邊緣進行機械磨邊、拋光，不僅效率低而且基本解決不了強度問題；目前較先進的處理方法是利用激光輻照來提高玻璃強度，在已公開的相關(guān)專利中，專利號為200910272606.X的《消除玻璃邊緣微裂紋提高玻璃強度的方法》，該發(fā)明專利采用C02激光束從水平方向照射玻璃邊緣的側(cè)面，使光斑正處于玻璃邊緣側(cè)面的中心，通過調(diào)整激光器功率和光斑大小，以及待處理玻璃的移動速度，來消除玻璃邊緣的微裂紋，以此來提高玻璃的強度；而玻璃切割后，邊緣棱邊區(qū)域存在大量缺陷，應(yīng)是激光輻照的重點區(qū)域，而且棱邊區(qū)域本身熱傳導(dǎo)途徑較側(cè)面中間多，散熱多于側(cè)面中間，應(yīng)該賦予棱邊區(qū)域更多的激光能量才合理，但該發(fā)明專利采用的是離焦光斑，光斑面積較大，其能量呈高斯分布，光斑中心能量最高，遠離中心降低，為了達到處理棱邊區(qū)域所要求的溫度，必須提高激光功率，這會造成側(cè)面中心局部溫度過高，玻璃易燒蝕或炸裂。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種提高玻璃強度的方法，該方法能夠有效地處理切割后玻璃的邊緣棱邊，消除玻璃邊緣的微裂紋，進而提高玻璃的強度。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
一種提高玻璃強度的方法，包括如下步驟:
a)將C02激光器發(fā)出的激光束經(jīng)擴束準(zhǔn)直器得到平行光束；
b)將平行光束經(jīng)半透半反鏡分為上光束與下光束；
c)將上光束經(jīng)上動態(tài)聚焦鏡得到上匯聚光束，下光束經(jīng)下動態(tài)聚焦鏡得到下匯聚光
束；
d)將上匯聚光束經(jīng)上振鏡反射得到上光斑對準(zhǔn)待處理玻璃邊緣的上部，下匯聚光束經(jīng)下振鏡反射得到下光斑對準(zhǔn)待處理玻璃邊緣的下部；
e)調(diào)節(jié)待處理玻璃在玻璃移動臺上的移動速率，分別處理玻璃的四個邊緣，形成強度得到提高的玻璃板。
[0005]進一步地， 所述上振鏡與下振鏡分別高速往復(fù)偏轉(zhuǎn)，使上光斑與下光斑分別沿垂直于待處理玻璃移動的方向高速往復(fù)掃描；同時，所述上動態(tài)聚焦鏡與下動態(tài)聚焦鏡分別不斷調(diào)焦，使掃描時上光斑與下光斑的直徑保持不變。[0006]進一步地，所述上振鏡與下振鏡的往復(fù)偏轉(zhuǎn)速率為l-8m/s。
[0007]進一步地，所述C02激光器的輸出功率為5-50W ;所述上光斑與下光斑的直徑為
0.5-lmm ;所述玻璃移動臺的移動速率為3-30mm/s。
[0008]進一步地，所述C02激光器、上動態(tài)聚焦鏡、下動態(tài)聚焦鏡、上振鏡與下振鏡的調(diào)節(jié)均通過PLC自動控制。
[0009]C02激光器是一種常見的以C02氣體為主要工作物質(zhì)的氣體激光器，有較高的能量轉(zhuǎn)換效率，遠遠地超過了其它的氣體激光器；擴束準(zhǔn)直器能夠?qū)02激光器發(fā)出的發(fā)散性激光束變?yōu)槠叫泄馐?；半透半反鏡能將一束光線分解為兩束光，擁有低吸收的特性；動態(tài)聚焦鏡能夠?qū)崟r動態(tài)得進行調(diào)焦，使經(jīng)過的平行光變成匯聚的光斑；振鏡被廣泛地應(yīng)用于激光掃描中，通過不斷地往復(fù)偏轉(zhuǎn)來改變其反射光斑的位置。
[0010]本發(fā)明的有益效果是，將C02激光器發(fā)出的激光束分成兩路，分別掃描切割后玻璃邊緣的上部棱邊與下部棱邊，能夠消除玻璃邊緣的微裂紋，進而提高玻璃的強度。 【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明:
圖1是本發(fā)明的工藝示意圖；
圖2是本發(fā)明中上動態(tài)聚焦鏡與上振鏡的工作示意圖；
1.C02激光器；2.擴束準(zhǔn)直器；3.半透半反鏡；4.上動態(tài)聚焦鏡；5.上振鏡；6.下動態(tài)聚焦鏡；7.下振鏡；8.玻璃移動臺；9.待處理玻璃；10.PLC ；11.計算機；12.平行光束；13.上光束；14.下光束；15.上匯聚光束；16.下匯聚光束。
【具體實施方式】
[0012]實施例一
結(jié)合圖1及圖2所示，本發(fā)明包括以下步驟:
a)取普通鈉鈣平板玻璃，厚度為5mm，尺寸120x20m;將其固定于玻璃移動臺8之上；將C02激光器的輸出功率調(diào)整為5W，使其發(fā)出的激光束經(jīng)擴束準(zhǔn)直器2得到平行光束12 ；
b)將平行光束12經(jīng)半透半反鏡3分為上光束13與下光束14；
c)將上光束13經(jīng)上動態(tài)聚焦鏡4得到上匯聚光束15，下光束14經(jīng)下動態(tài)聚焦鏡6得到下匯聚光束16 ；
d)將上匯聚光束15經(jīng)上振鏡5反射得到上光斑對準(zhǔn)待處理玻璃9邊緣的上部，下匯聚光束16經(jīng)下振鏡7反射得到下光斑對準(zhǔn)待處理玻璃9邊緣的下部；調(diào)整上振鏡5按I m/s的速率往復(fù)偏轉(zhuǎn)，使上光斑沿垂直于待處理玻璃9移動的方向往復(fù)掃描，即按A-B-A-O-A的路徑往復(fù)掃描，下振鏡7的調(diào)整速率與上振鏡5相同；同時，上動態(tài)聚焦鏡4與下動態(tài)聚焦鏡6分別不斷調(diào)焦，使掃描時上光斑與下光斑的直徑保持在0.5mm不變；
e)調(diào)節(jié)待處理玻璃9在玻璃移動臺8上的移動速率為3mm/s,分別處理玻璃的四個邊緣，形成強度得到提高的玻璃板；
以上步驟中，所述C02激光器1、上動態(tài)聚焦鏡4、下動態(tài)聚焦鏡6、上振鏡5與下振鏡7的調(diào)整均通過PLClO自動控制；在計算機11上輸入待處理玻璃9的品種、尺寸與厚度參數(shù)，傳輸?shù)絇LC10，由PLClO計算出各裝置所需調(diào)整的數(shù)值，并返回計算機11供用戶選擇，用戶選擇完成后，PLClO即按選擇的參數(shù)對各裝置進行實時控制直至掃描完成；本實施例中，處理前玻璃的平均彎曲強度為68.8 Mp，處理后玻璃的平均彎曲強度為88.6 Mp，經(jīng)本方法C02激光鈍化后玻璃的強度得到提高。
[0013]實施例二
結(jié)合圖1及圖2所示，本發(fā)明包括以下步驟:
a)取普通鈉鈣平板玻璃，厚度為5mm，尺寸120x20m;將其固定于玻璃移動臺8之上；將C02激光器的輸出功率調(diào)整為50W，使其發(fā)出的激光束經(jīng)擴束準(zhǔn)直器2得到平行光束12 ；
b)將平行光束12經(jīng)半透半反鏡3分為上光束13與下光束14；
c)將上光束13經(jīng)上動態(tài)聚焦鏡4得到上匯聚光束15，下光束14經(jīng)下動態(tài)聚焦鏡6得到下匯聚光束16 ；
d)將上匯聚光束15經(jīng)上振鏡5反射得到上光斑對準(zhǔn)待處理玻璃9邊緣的上部，下匯聚光束16經(jīng)下振鏡7反射得到下光斑對準(zhǔn)待處理玻璃9邊緣的下部；調(diào)整上振鏡5按8m/s的速率往復(fù)偏轉(zhuǎn)，使上光斑沿垂直于待處理玻璃9移動的方向往復(fù)掃描，即按A-B-A-O-A的路徑往復(fù)掃描，下振鏡7的調(diào)整速率與上振鏡5相同；同時，上動態(tài)聚焦鏡4與下動態(tài)聚焦鏡6分別不斷 調(diào)焦，使掃描時上光斑與下光斑的直徑保持在Imm不變；
e)調(diào)節(jié)待處理玻璃9在玻璃移動臺8上的移動速率為30mm/s，分別處理玻璃的四個邊緣，形成強度得到提高的玻璃板；
以上步驟中，所述C02激光器1、上動態(tài)聚焦鏡4、下動態(tài)聚焦鏡6、上振鏡5與下振鏡7的調(diào)整均通過PLClO自動控制；在計算機11上輸入待處理玻璃9的品種、尺寸與厚度參數(shù)，傳輸?shù)絇LC10，由PLClO計算出各裝置所需調(diào)整的數(shù)值，并返回計算機11供用戶選擇，用戶選擇完成后，PLClO即按選擇的參數(shù)對各裝置進行實時控制直至掃描完成；本實施例中，處理前玻璃的平均彎曲強度為70.2Mp，處理后玻璃的平均彎曲強度為91.3Mp，經(jīng)本方法C02激光鈍化后玻璃的強度得到提高。
[0014]本發(fā)明各工作參數(shù)，即C02激光器I的輸出功率、上光斑與下光斑的直徑、上振鏡5與下振鏡7的偏轉(zhuǎn)速率與玻璃移動臺8的移動速率等的上下限取值及區(qū)間值都能實現(xiàn)本發(fā)明，實際參數(shù)要根據(jù)玻璃的品種、尺寸進行調(diào)節(jié)，在此不一一列舉。
【權(quán)利要求】
1.一種提高玻璃強度的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: a)將C02激光器(I)發(fā)出的激光束經(jīng)擴束準(zhǔn)直器(2)得到平行光束(12)； b)將平行光束(12)經(jīng)半透半反鏡(3)分為上光束(13)與下光束(14)； c)將上光束(13)經(jīng)上動態(tài)聚焦鏡(4)得到上匯聚光束(15)，下光束(14)經(jīng)下動態(tài)聚焦鏡(6)得到下匯聚光束(16)； d)將上匯聚光束(15)經(jīng)上振鏡(5)反射得到上光斑對準(zhǔn)待處理玻璃(9)邊緣的上部，下匯聚光束(16)經(jīng)下振鏡(7)反射得到下光斑對準(zhǔn)待處理玻璃(9)邊緣的下部； e)調(diào)節(jié)玻璃移動臺(8)的移動速率，分別處理玻璃的四個邊緣，形成強度得到提高的玻璃板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高玻璃強度的方法，其特征在于，所述上振鏡(5)與下振鏡(7)分別高速往復(fù)偏轉(zhuǎn)，使上光斑與下光斑分別沿垂直于待處理玻璃(9)移動的方向高速往復(fù)掃描；同時，所述上動態(tài)聚焦鏡(4)與下動態(tài)聚焦鏡(6)分別不斷調(diào)焦，使掃描時上光斑與下光斑的直徑保持不變。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種提高玻璃強度的方法，其特征在于，所述上振鏡(5)與下振鏡(7)的往復(fù)偏轉(zhuǎn)速率為l-8m/s。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種提高玻璃強度的方法，其特征在于，所述C02激光器(I)的輸出功率為5-50W ;所述上光斑與下光斑的直徑為0.5-lmm ;所述玻璃移動臺(8)的移動速率為3-30mm/s。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種提高玻璃強度的方法，其特征在于，所述C02激光器(I)、上動態(tài)聚焦鏡(4)、下動態(tài)聚焦鏡(6)、上振鏡(5)與下振鏡(7)的調(diào)節(jié)均通過PLC(IO)自動控制。
【文檔編號】C03C23/00GK103613290SQ201310550254
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月8日
【發(fā)明者】彭壽, 王東, 王蕓, 甘治平, 石麗芬, 金良茂, 單傳麗, 張家林 申請人:蚌埠玻璃工業(yè)設(shè)計研究院, 中國建材國際工程集團有限公司