專利名稱：利用算出的射束光點長度分離扁平的陶瓷工件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于借助激光通過熱引起的應(yīng)力分離基本上扁平的陶瓷工件的方法。
背景技術(shù)：
在基于熱引起的應(yīng)力的分離中通過在材料中短時的和局部的加熱和/或散熱產(chǎn)生一溫度梯度，其引起應(yīng)力，后者導(dǎo)致裂紋形成。通過形成一完全穿透材料的裂紋可以實現(xiàn)分離或通過形成一深裂紋并緊接著通過機械力作用實現(xiàn)分離。
由現(xiàn)有技術(shù)已知許多這種方法，其通過不同的措施擬優(yōu)化方法結(jié)果，它特別在于分離邊緣的高質(zhì)量。雖然在專利文獻中描述的方法一般總是應(yīng)該可應(yīng)用于脆性、非金屬材料并從而也可應(yīng)用于陶瓷，但所描述的各實施例限于玻璃，這參閱以下說明是可理解的。
大約在1964年申報的專利DE 1244246首次提到通過熱引起的應(yīng)力分離玻璃。將一激光束以微小的射束橫截面并從而高的能量密度沿一設(shè)有輻射吸收層的平板玻璃的表面引導(dǎo)(激光線)，由其通過傳熱導(dǎo)致從表面起沿激光線加熱玻璃。可看出，在這種情況下不取決于玻璃加熱的絕對值，而取決于玻璃中橫向于激光線的溫度梯度，它特別可通過接在加熱后的冷卻來達到。那時已確認，為了形成必需的溫度梯度不必要將玻璃加熱到其熔化溫度，并且因于熱裂縫產(chǎn)生的分離面的質(zhì)量相對于通過玻璃熔化的是不同的。
以后的公開文件從事該基礎(chǔ)方法的優(yōu)化以便提高分離速度，改善分離線的線導(dǎo)向的精度(分離精度)和分離邊緣的表面的精度(邊緣質(zhì)量)。
如1992年WO 93/20015中所指出的，在這種方法中的分離精度由于以下原因直到那時都是不夠的
在射束光點已沿激光線離開邊緣的時刻在玻璃板邊緣上開始形成裂縫。在該區(qū)域內(nèi)，在玻璃板的邊緣與射束光點之間形成一復(fù)雜的熱應(yīng)力分布，其首先只引起壓應(yīng)力，但它尚未導(dǎo)致裂紋的形成。利用冷卻劑的出現(xiàn)，這導(dǎo)致一突然的散熱，形成拉應(yīng)力，它從此時起當超過玻璃的抗拉強度時導(dǎo)致裂紋形成。在裂縫向前移動的過程中材料在裂紋兩側(cè)的邊緣被相互壓開，因此形成機械應(yīng)力，它促進裂縫的繼續(xù)擴展。在裂縫接近到板邊界時，裂縫相對于激光線彎曲，這在該文獻中通過玻璃板中熱應(yīng)力的非對稱性來解釋。
按照WO 93/20015中指出的公式來選擇確定的方法參數(shù)指望改善的分離精度和分離速度，按照該公式應(yīng)該形成一特定方向的深裂縫和深度。按照該公式根據(jù)一橢圓形射束橫截面的長度和寬度(如其由SU-A-1231813已知的)、一比例系數(shù)(其由玻璃的熱物理和機械的特性以及輻射功率密度確定)、射束光點與冷卻區(qū)的間距以及所要求的裂縫深度(其由工件的材料厚度確定)來選擇相對速度。雖然未如此明顯地提到，應(yīng)用該公式的參數(shù)選擇來最終用于產(chǎn)生一盡可能確定的局部分布的熱應(yīng)力。
以后的專利特別是進一步開發(fā)射束光點的幾何形狀，其擬優(yōu)化能量輸入。在這方面各實施例分別借助于玻璃進行說明。
例如在WO 96/20062中代替至今常用的能量密度在射束光點中的高斯分布建議一種能量密度分布，它由周邊向中心逐漸降低(橢圓形環(huán))。EP 0 872 303建議一種射束光點形狀，其具有一按照u形或V形曲線的能量密度分布。
現(xiàn)有技術(shù)力求產(chǎn)生沿激光線均勻的熱應(yīng)力并且經(jīng)由特定的能量密度分布影響分離裂紋的質(zhì)量，這是為人們從要加工無內(nèi)應(yīng)力的非晶質(zhì)的材料出發(fā)的一個標志，如其符合許多玻璃品種的那樣。
在對結(jié)晶的材料如陶瓷實施方法時人們必須由此出發(fā)，即不僅通過引起的熱應(yīng)力的短時和局部的形成來確定規(guī)定工藝流程的過程應(yīng)力，而且內(nèi)應(yīng)力也有助于過程應(yīng)力。特別是當較大的內(nèi)應(yīng)力沿所要求的分離線的路線變化時，已知的方法不可能達到期望的分離質(zhì)量。對于開頭所提到的在工件末端分離線向激光線那邊的彎曲的問題所述的方法也沒有給出嘗試解決方案，這被本申請人理解為內(nèi)應(yīng)力的問題。
在已知的方法中除忽視內(nèi)應(yīng)力之外，這些方法據(jù)說一般可應(yīng)用于全部的脆性非金屬的材料，起始裂縫的必要性是另一提示，即該方法實際上并不適用于陶瓷。
例如對于WO 96/20062中描述的方法建議，在受輻射的部分被冷卻以前，在材料表面上沿要求的分離線設(shè)置一切口(起始裂縫)。雖然在技術(shù)中切口并不是新的并且常常在板的熱切割方法中實行，但結(jié)合所指出的方法產(chǎn)生一種新的效果，亦即一很精確的切割導(dǎo)向和邊緣的高質(zhì)量。在EP 0448168、WO 02/48059和DE 19955824中同樣將起始裂紋稱為基本的特征。
本申請人從實際經(jīng)驗知道，為通過熱引起的應(yīng)力分離玻璃存在起始裂縫必定是必要的。在諸方法描述中在任何情況下并未提到這樣的作為必要的前提的起始裂紋并且也未在任何情況下設(shè)置，這歸因于人們實際上從一機械切割的邊緣起開始分離，該邊緣基本上具有許多微觀裂紋。然后將這樣的微觀裂縫之一用作為起始裂縫，它作為分離裂紋蔓延。但如果人們在該用激光切割的分離邊緣上設(shè)置一個第二分離斷面，則在保持過程參數(shù)時代替所要求的定向的裂紋形成只導(dǎo)致加熱和緊接著的冷卻，而不形成一裂縫，這歸因于該邊緣沒有可用作起始裂縫的微觀裂縫。在DE 100 41 519中很明顯地顯示出起始裂紋的必要性，其公開一種用于在若干矩形板中分離一玻璃平板的方法。其中明顯的為專家所已知的是，它為了分離玻璃板，從通過熱引起的應(yīng)力形成的分離邊緣出發(fā)，必定需要一起始裂紋。
除力圖使過程持續(xù)時間達到沿激光線的均勻加熱和起始裂紋的強制設(shè)置之外，如果在安置切邊模的邊緣上沒有微觀裂紋，則本申請人已發(fā)現(xiàn)為一缺陷，即為什么已知的方法通常無疑不能應(yīng)用于分離陶瓷的原因。基本上在考慮到熔化溫度和待分離材料以及給定的射束光點幾何形狀和在射束光點中的能量密度分布，經(jīng)由激光器功率的優(yōu)化的參數(shù)組合進行加熱，其促成射束光點的長度和進給速度，這導(dǎo)致足夠高的應(yīng)力，起始裂紋借助該應(yīng)力蔓延。
在指出的現(xiàn)有技術(shù)中沒有說明，為通過待分離材料的特性選擇射束光點的長度而向上限定的公差或在其考慮中如何最好地選擇該長度。
事實上根據(jù)速度不僅可以用小的而且可以用大的射束光點長度(約2-50mm)分離玻璃，并且當要切割不同的玻璃時不必匹配射束光點長度。
相反對于陶瓷，則本申請人的實驗已表明，可以有射束光點長度的范圍不僅是很小的而且對于不同的陶瓷也是不同的，借其在陶瓷中產(chǎn)生要求的裂紋。
如以上所述，在指出的現(xiàn)有技術(shù)中沒有實施例，在其中明確地說可以分離陶瓷。
實際中通過機械鋸或借助激光器通過所謂的“劃線”分離陶瓷，“劃線”也錯誤地稱為“裂紋”。在這里不涉及實際的裂紋，而涉及沿一條線的袋孔形式的材料去除量。一種用于實施這種型式方法的激光加工裝置由ProCom Systemhaus公司的產(chǎn)品說明資料和Ingenieurunternehmen有限公司的的名稱為CNC300是已知的。
通過材料的熔化和蒸發(fā)產(chǎn)生很高的應(yīng)力，其可以導(dǎo)致組織中微觀裂紋的形成。
該方法不可能用于強烈夾緊的陶瓷。其形成一不確定的雜亂的裂面。因蒸發(fā)殘渣的沉積造成工件表面的污染也是決定性的缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，找到一種基于借助熱引起的應(yīng)力分離材料的方法，該應(yīng)力沿一分離線導(dǎo)致裂紋形成，借其在扁平的陶瓷工件中可以以高的過程速度產(chǎn)生確定深度的深裂紋，借此確定地降低陶瓷沿該分離線的抗彎強度，以便緊接著可以用確定的力作用沿該分離線分離工件。
本發(fā)明的目的對于分離扁平的陶瓷工件的方法利用權(quán)利要求1的特征來達到。
各有利的實施形式描述于諸從屬權(quán)利要求中。
由于本申請人的原來的假定，只有當過程中的過程參數(shù)經(jīng)考慮到工件的內(nèi)應(yīng)力加以改變時才可以按目的分離附帶著應(yīng)力的陶瓷，依此本申請人已找到，為了可有意義地改變參數(shù)、激光器功率和進給速度，如何得到一足夠大的過程窗口。在這方面到達的認識是，它作為基本的參數(shù)必須根據(jù)工件的熱導(dǎo)率(WLF)及其厚度確定射束光點長度并且為此已找到一適用的公式。在相應(yīng)選定的射束光點長度時，為了調(diào)節(jié)激光器功率和進給速度(過程速度)得到一足夠大的過程窗口，從而在過程窗口內(nèi)可以針對性改變這些參數(shù)或可以容忍因工件表面不平度引起的例如激光器功率或入射的輻射密度的變動。也已表明，當工件的內(nèi)應(yīng)力與為了在工件內(nèi)形成一裂紋必須產(chǎn)生的應(yīng)力相比是微小的時，在相應(yīng)的射束光點長度下針對性改變過程參數(shù)不一定是必要的。
在制造陶瓷工件時在不同的生產(chǎn)階段，在再處理或裝配中多半產(chǎn)生機械應(yīng)力。特別是在不均勻的加熱或冷卻時(例如陶瓷燒制后的冷卻，用于表面處理或涂層的熱的再處理)和由于收縮將應(yīng)力“凍結(jié)”于工件內(nèi)或其導(dǎo)致持久的形狀變化。這些應(yīng)力特別可以這樣來解釋，即由于陶瓷晶粒(碎塊)與熔化相(雜質(zhì))的不同的熱膨脹系數(shù)和與其相關(guān)的組織結(jié)構(gòu)的不同的膨脹以及陶瓷(陶瓷晶粒和雜質(zhì))與涂層材料之間的不同的熱膨脹系數(shù)造成的。此外，由于在成型或工件的機械加工如邊緣的機械切割時的強烈的機械力可能向材料中產(chǎn)生附加的內(nèi)應(yīng)力。
通常人們不可能算出內(nèi)應(yīng)力，而限于實驗確定。
本發(fā)明的第一構(gòu)思是，特別對具有高的或沿所要求的分離線強烈變化的內(nèi)應(yīng)力的工件，在分離過程開始以前沿要求的分離線檢測工件的內(nèi)應(yīng)力。首先在測量技術(shù)上實現(xiàn)這種檢測，然后可以按照許多測量和使測量結(jié)果符合于工件沿所要求的分離線的一相應(yīng)的表面彎曲，而且通過反應(yīng)到內(nèi)應(yīng)力上的工件彎曲的肉眼比較得出結(jié)論。
有利地應(yīng)該在一工件配料的兩個樣品上實施內(nèi)應(yīng)力測定，其中在第二樣品上的檢測用于確認第一樣品的結(jié)果。如果各結(jié)果在預(yù)定的公差限內(nèi)是相同的，則人們可以由此出發(fā)，即該配料的其他的工件沿分離線也具有一可比較的應(yīng)力分布。所謂配料的工件應(yīng)該被理解為這樣的工件，即它在完全相同的制造條件和在必要時完全相同的處理條件下制造和處理，并且具有相同的尺寸、特別是相同的材料厚度。
也可以通過試驗在實驗上求得內(nèi)應(yīng)力。
為了在陶瓷中得到通過整個工作的深度不變的深裂紋，重要的是，引起的應(yīng)力與內(nèi)應(yīng)力的總和達到臨界的斷裂應(yīng)力(發(fā)生裂紋形成的應(yīng)力)的范圍。現(xiàn)在雖然可以求得待分離陶瓷板沿所要求的分離線的內(nèi)應(yīng)力，并且一般由陶瓷板的制造者獲得允許的斷裂應(yīng)力，但由此得出的待引起的應(yīng)力通常并不作為沿激光線的路線的函數(shù)來調(diào)節(jié)。
引起的熱應(yīng)力是許多過程參數(shù)和材料參數(shù)的函數(shù)，亦即激光輻射的功率；射束光點中的功率密度分布；射束光點的面積和形狀；射束光點和工件之間的相對速度；工件的材料特性；冷卻劑的熱物理特性；冷卻橫截面的面積和形狀及其到射束橫截面的間距。
因此仍有可能經(jīng)過許多試驗求得參數(shù)組合，這些組合引起一熱應(yīng)力，該應(yīng)力與內(nèi)應(yīng)力總和產(chǎn)生所要求的深裂紋。
在給定的工件材料特性、同樣在分離過程內(nèi)不能改變的冷卻劑特性以及在過程期間難以改變的射束橫截面和冷卻劑橫截面的情況下，為了實驗的變化保持特別是激光輻射的功率和進給速度。為了對此具有足夠大的公差(過程窗口)，而不根據(jù)由于過高的輻射功率或過小的進給速度引起的過高的能量輸入導(dǎo)致材料過熱，其導(dǎo)致雜質(zhì)的熔化，必須相應(yīng)地選出對于過程不變的各個參數(shù)。
當射束橫截面沿射束導(dǎo)向(進給)的方向具有盡可能大的延伸(射束光點長度)時達到最大的過程窗口，亦即射束光點長度越大公差越大，在該公差內(nèi)可以改變激光輻射的進給速度和功率。
由于材料內(nèi)在所有的方向上發(fā)生均勻的傳熱，通過一較大的射束光點長度促進向深度的較高的熱量輸入。雖然對于玻璃在技術(shù)可能性的范圍內(nèi)幾乎可選擇任何長的射束光點長度，但對于陶瓷該長度是受限的。其原因是材料的熱導(dǎo)率(WLF)。雖然玻璃的WLF只有微小的變化，例如浮法玻璃0.8W/mK到硼硅玻璃1.2W/mK，但陶瓷的WLF不僅達到玻璃的10倍至20倍而且大于100倍，例如ALN180W/mK。這種情況在加熱區(qū)(射束光點)的幾何形狀中、特別在其沿進給速度方向的長度中予以注意。
在這里給出本發(fā)明的第二構(gòu)想。
通過待分離材料的熱導(dǎo)率確定最大的有意義的射束光點長度。熱導(dǎo)率越高，射束光點長度必須越短，以使盡可能少的熱從分離線側(cè)向傳入鄰接的區(qū)域內(nèi)。但同時射束光點長度應(yīng)盡可能大，以便如上說明的那樣具有一個大的過程窗口，在該過程窗口中可以改變進給速度和激光器功率。在各實施例中對于不同熱導(dǎo)率的材料定出各個射束光點長度，如其對于相關(guān)的材料是最好的，因此盡可能地大，以便得到一大的過程窗口，但也必需盡量地小以便保持微小的側(cè)向散熱。本申請人借助許多試驗開發(fā)了一個公式，借其根據(jù)熱導(dǎo)率(WFL)和材料厚度求得一最優(yōu)的射束光點長度。該射束光點長度的調(diào)節(jié)導(dǎo)致一大的過程窗口，在其中可以足夠地改變激光器功率和進給速度，以便根據(jù)內(nèi)應(yīng)力改變或調(diào)節(jié)沿分離線引起的熱應(yīng)力。根據(jù)工件內(nèi)的內(nèi)應(yīng)力可以在過程窗口內(nèi)找到對于激光器功率和進給速度的適當?shù)膮?shù)組合。其中當應(yīng)力狀態(tài)沿激光線強烈變動時可以經(jīng)由工藝流程改變這些參數(shù)，或者其對于工件例如由于不同的再處理而具有不同的內(nèi)應(yīng)力的工件可以進行不同的調(diào)節(jié)。
同樣當方法參數(shù)的改變不是必要的時，因為內(nèi)應(yīng)力是小的或沿要求的分離線的分布并不強烈地變動，借助本發(fā)明的公式選擇射束光點長度是重要的，以便按要求得到一分離裂紋。較大的射束光點長度在其他不變的方法參數(shù)時并不導(dǎo)致所要求的分離質(zhì)量或甚至并不發(fā)生分離過程，因為通過傳熱并不能達到必需的溫度梯度。較短的射束光點長度導(dǎo)致較長的過程持續(xù)時間或?qū)е旅黠@的交互作用(蒸發(fā)，材料表面的熔化)。因此利用本發(fā)明確定的射束光點長度可以達到最高可能的過程速度。由于大的過程窗口，激光器功率的變動并不影響方法。同樣在入射到工件上的射束光點中的能量密度的變動并不產(chǎn)生影響。當焦點到工件表面的相互間距沿激光線改變時，因為例如工件表面是不平的，則產(chǎn)生這樣的能量密度變動，試驗已得出，算出的射束光點長度的達到10％的偏差并不導(dǎo)致重要的影響。
在過程實施中對內(nèi)應(yīng)力的根本考慮不僅提供附帶有內(nèi)應(yīng)力的陶瓷的能再現(xiàn)的分離的可能性，而且可以針對性地產(chǎn)生機械應(yīng)力以支持分離過程。這樣例如非氧化的陶瓷，其中由于高的熱導(dǎo)率幾乎不能引起熱應(yīng)力，在分離過程中在機械上可以這樣預(yù)加應(yīng)力，即只再施加微小的熱應(yīng)力就已導(dǎo)致裂紋形成。
通過考慮到內(nèi)應(yīng)力，在分離陶瓷時通過一深裂紋和接著的機械力作用是可能的，所要的力作用保持在一小的公差范圍內(nèi)。必要的斷裂力一方面不應(yīng)過小，以免過早的意外的斷裂；但也不應(yīng)過大，以便沿分離線保護地和用小的能耗地斷裂陶瓷。
將特別是薄的工件有利地固定在工件支座上進行測量，其對于隨后的分離過程也用作為支座。因此也同時檢測因固定在支座上的夾緊而形成的應(yīng)力。
本發(fā)明的第三構(gòu)想涉及裂紋的導(dǎo)入。
為了分離陶瓷工件針對性地產(chǎn)生一起始裂紋是多余的。正如許多試驗所表明的，裂紋形成始終沿晶粒邊界開始，在晶粒邊界處由于陶瓷晶體和包含它的熔化相的不同的膨脹系數(shù)在制造和重新加熱時形成應(yīng)力最大值，或者在物質(zhì)轉(zhuǎn)移處，其在陶瓷燒制時通過晶粒接觸形成并構(gòu)成薄弱點。于是裂紋在激光線(射束光點通過的線)的區(qū)域內(nèi)沿晶粒邊界擴展。雖然裂紋在玻璃的非晶質(zhì)組織中總是從一起始裂紋開始直線擴展，但在結(jié)晶的陶瓷中裂紋形成和擴展微觀地看沿晶粒邊界或薄弱點呈波狀進行。射束光點寬度應(yīng)該至少具有最大晶粒直徑的寬度。


以下借助附圖參考各實施例更詳細地說明本發(fā)明。
具體實施例方式
在第一實施例中，要將包括96％的氧化鋁、具有熱導(dǎo)率24W/mK和厚度0.63mm的陶瓷板在中心分離。
借助本發(fā)明的公式l＝8×d×24/WLF，其中l(wèi)是射束光點的長度，WLF是待分離陶瓷的熱導(dǎo)率數(shù)值和d是待分離陶瓷工件的厚度，算出5mm的射束光點長度，并且調(diào)準一具有約5mm的射束光點長度和約1mm的射束光點寬度的射束光點。在60瓦的激光器功率和100mm/s的速度時，射束光點以該速度導(dǎo)過工件，產(chǎn)生一深裂紋，肉眼是不能看到該裂縫的。在一緊接著的80-120MPa范圍內(nèi)的力作用下工件沿分離線被斷裂。此外，在該工件或相同配料的工件中由相同的參數(shù)選擇產(chǎn)生的深裂紋可用相同的力作用分離。激光器功率3％的變動和沿工件對角線的0.75mm的高度差(它們導(dǎo)致入射的輻射密度的變動)處于過程窗口內(nèi)并因此是不成問題的。試驗已表明，在該射束光點橢圓長度和60W的激光器功率時進給速度可在50mm/s與150mm/s之間改變，此外不改變其他的方法參數(shù)。在100mm/s的進給速度時激光器功率可在54W與66W之間改變。
在第二實施例中，要分離包括氧化鋯、具有熱導(dǎo)率2.4W/mK和厚度也為0.63mm的陶瓷板。射束光點的長度選為50mm，所選擇的進給速度和激光器功率相當于第一實施例的。該激光器功率和進給速度的改變按照第一實施例是可能的，而不可能確定對裂紋形成的影響。
在第三實施例中，要分離按照第一實施例的陶瓷，其設(shè)有沉積的銅結(jié)構(gòu)、具有很高的內(nèi)應(yīng)力，該應(yīng)力在過程實施中不再是可忽視的。該陶瓷中的內(nèi)應(yīng)力在未涂層的邊緣區(qū)域內(nèi)明顯小于在銅結(jié)構(gòu)的區(qū)域內(nèi)。在射束光點和材料厚度的其他的相同的參數(shù)時為了沿各結(jié)構(gòu)之間的一條線分離陶瓷，或者不變地調(diào)準激光器功率而沿激光線改變進給速度，或者不變地調(diào)準進給速度而沿激光線改變激光器功率。
這樣例如在60W的激光器功率時將進給速度在自由的邊緣區(qū)域內(nèi)開始調(diào)準到100mm/s，然后在涂層的區(qū)域內(nèi)降到70mm/s并在離開涂層的區(qū)域時重新提高到100mm/s。該兩個進給速度處在過程窗口內(nèi)，該窗口是為該陶瓷材料和該工件厚度求得的射束光點長度(見第一實施例)。
代替在不變的激光器功率時改變進給速度，也可以在不變的進給速度時改變激光器功率。這樣可以例如在不變的100mm/s的進給速度時，以60W的激光器功率開始，首先供給自由的區(qū)域，然后以66W在各結(jié)構(gòu)之間的一條線上供給結(jié)構(gòu)化的區(qū)域，并且最終重新以60W的激光器功率供給自由的區(qū)域，以便產(chǎn)生所要求的分離裂紋。
權(quán)利要求
1.一種用于通過激發(fā)一由應(yīng)力產(chǎn)生的分離裂紋來分離扁平的陶瓷工件的方法，該應(yīng)力通過借助激光沿一要求的分離線的短時和局部的加熱和借助一種冷卻劑的隨其后的短時和局部的散熱形成，其中激光輻射在工件上形成一射束光點，該射束光點的沿分離線方向的射束光點長度大于其垂直于該方向的射束光點寬度，其中根據(jù)工件的熱導(dǎo)率及其材料厚度將射束光點長度調(diào)準成，使該射束光點長度按所需的那樣小，以便盡管有熱傳導(dǎo)仍可達到為產(chǎn)生分離裂紋所必需的溫度梯度；但也盡可能地大，借此達到盡可能快的加熱并從而達到高的過程速度。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，射束光點長度由下列公式算出l＝8×d×24/WLF其中l(wèi)為射束光點的長度，WLF為待分離陶瓷的熱導(dǎo)率數(shù)值和d為待分離的陶瓷工件的厚度。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，為了開始分離過程，并不產(chǎn)生起始裂紋。
4.按照權(quán)利要求1至3之一項所述的方法，其特征在于，在分離過程開始以前沿所要求的分離線檢測工件的內(nèi)應(yīng)力，并且將分離過程中的功率或速度考慮到內(nèi)應(yīng)力、與位置相關(guān)地加以控制，使得沿分離線的熱應(yīng)力和內(nèi)應(yīng)力的總和達到為裂紋形成所必需的斷裂應(yīng)力。
5.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，將工件在預(yù)加應(yīng)力的情況下固定在一工件支座上，以便借此附加地產(chǎn)生支持過程應(yīng)力的應(yīng)力。
6.按照權(quán)利要求1或2之一項所述的方法，其特征在于，為了測量內(nèi)應(yīng)力將工件固定在工件支座上，工件在分離過程中也以同樣的方式固定在該支座上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于通過激發(fā)一由應(yīng)力產(chǎn)生的分離裂紋來分離扁平的陶瓷工件的方法，該應(yīng)力通過借助激光沿一要求的分離線的短時和局部的加熱和借助一種冷卻劑的隨其后的短時和局部的散熱形成，其中射束光點長度由下列公式算出l＝8×d×24/WLF，其中l(wèi)射束光點的長度，WLF待分離陶瓷的熱導(dǎo)率，d待分離的陶瓷的厚度，從而由激光在工件上產(chǎn)生的射束光點長度根據(jù)陶瓷的熱導(dǎo)率和工件的厚度來選擇，并且特別是對于具有高的內(nèi)應(yīng)力的工件改變例如激光器功率或工藝流程中的進給速度，以便對引起的熱應(yīng)力的強度加以影響。
文檔編號B23K26/40GK1798631SQ200480014965
公開日2006年7月5日 申請日期2004年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月2日
發(fā)明者J·魏瑟爾, S·阿克, R·烏爾曼 申請人:詹諾普蒂克自動化技術(shù)有限公司