相關申請的交叉引用

本申請涉及并要求于2014年7月11日提交的美國臨時申請序列號62/023450(每個申請的內容通過引用以其本文結合在此)以及于2011年5月11日提交的美國臨時申請序列號62/159573(每個申請的內容通過引用以其本文結合在此)的優(yōu)先權。

本披露總體上涉及玻璃切割，并且具體涉及使用具有這樣的波長的脈沖激光進行玻璃切割，該玻璃對于該波長是基本上透明的。

背景

歷史上，因為玻璃相對于其他材料的氣密性、光學透明度以及優(yōu)異的化學耐久性，玻璃已經用作用于各式各樣的用途(包括包裝食物、飲料以及藥品)的優(yōu)選材料。然而，由于通過涉及處理玻璃制品的玻璃破損而容納在玻璃制品內的材料污染，已限制了玻璃制品(例如玻璃容器)的快速生產。

每個玻璃制品都有其自己的特定技術規(guī)格。例如，玻璃管要求精確的尺度公差、低計數的微粒以及適當的端部輪廓，以使能夠在下游進行適當處置并且防止在運輸期間破損。來自管制造過程的殘留顆粒具有關鍵的敏感性，特別是對于藥品玻璃管制造商。

因為每個玻璃制品一般具有其獨特的規(guī)格，一般要求不同的處理步驟來制造和切割不同的玻璃制品，例如安瓿、小瓶、筒、注射器等等。因此，玻璃制品制造商具有對每種特定玻璃制品優(yōu)化且定制的特定裝置。

因此，存在對于形成玻璃制品的替代方法以及制造玻璃制品的相關裝置的需要，特別是適用于玻璃制品組件以及形狀的范圍的玻璃切割裝置以及方法。

概述

本披露的實施例針對使用脈沖激光組件來精確切割各種玻璃制品(無論形狀和尺度)的系統(tǒng)以及方法。

根據本披露的一個實施例，提供了一種激光切割玻璃制品的方法。該方法包括將至少一種玻璃制品饋送到具有至少一個脈沖激光的脈沖激光組件中，其中該脈沖激光定義具有0.1-100mm的長度的激光束焦線，該玻璃制品(其對該脈沖激光是透明的)由兩個端部部分，以及至少一個縱向設置在該兩個端部部分之間的側表面組成。該方法進一步包括在該玻璃制品與該脈沖激光之間存在相對運動的同時，通過以一定入射角沿該激光束焦線將該脈沖激光聚焦到該玻璃制品的該側表面上來在該玻璃制品中激光切割至少一個穿孔線。該方法另外包括沿著該至少一個穿孔線分離該玻璃制品以產生激光切割的玻璃制品。

根據另一個實施例，提供了一種用于激光切割玻璃制品的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括可操作以形成玻璃制品的玻璃合成站，該玻璃制品由兩個端部部分和縱向設置在端部部分之間的至少一個側表面組成。該系統(tǒng)還包括玻璃切割站，該玻璃切割站包括脈沖激光組件和玻璃支撐組件，該脈沖激光組件可操作以在從該玻璃合成站接收的該玻璃制品中激光切割至少一個穿孔線，該玻璃支撐組件被配置為在該脈沖激光組件內的激光切割期間支撐該激光透明的玻璃制品，其中該脈沖激光組件和玻璃支撐組件相對于彼此是可移動的。該脈沖激光組件包括脈沖激光和定位在該脈沖激光的光束路徑中以將該脈沖激光轉換成激光束焦線的光學組件，該激光束焦線具有在0.1mm與100mm之間的范圍內的長度。在該玻璃制品與該脈沖激光組件相對于彼此移動時，該脈沖激光被定向為沿該激光束焦線在該玻璃制品中將該穿孔線誘導至該玻璃制品的該側表面上，以及該玻璃切割站下游的玻璃分離站并且被配置為在該穿孔線周圍移除該玻璃制品的一部分以產生激光切割的玻璃制品。

附加特征以及優(yōu)點將在以下詳細描述中予以闡明，并且部分地從該描述中對本領域的技術人員而言將變得非常明顯或者通過實踐如所寫描述中描述的實施例和其權利要求書以及所附附圖很容易被認識。

附圖簡要概述

圖1a是描繪根據在此所示和所述的一個或多個實施例將激光穿孔切割進相對于該脈沖激光組件旋轉的圓柱管的截面示意圖。

圖1b是描繪根據在此所示和所述的一個或多個實施例將激光穿孔切割進圖1a的圓柱管的頂部示意圖。

圖2a是描繪根據在此所示和所述的一個或多個實施例將激光穿孔切割進圓柱管的截面示意圖，其中該脈沖激光組件圍繞該圓柱管旋轉。

圖2b是描繪根據在此所示和所述的一個或多個實施例將激光穿孔切割進圖2a的圓柱管的頂部示意圖。

圖3a示意性地描繪根據在此所示和所述的一個或多個實施例將激光束焦線定位至玻璃制品上。

圖3b示意性地描繪根據在此所示和所述的一個或多個實施例沿圖3a的激光束焦線在玻璃制品中誘導的穿孔。

圖4示意性地描繪具有粗切割程序和下游熱沖擊和火焰拋光站的常規(guī)玻璃切割程序。

圖5示意性地描繪根據在此所示和所述的一個或多個實施例在粗切割站下游使用的脈沖激光組件。

圖6示意性地描繪根據在此所示和所述的一個或多個實施例設置在玻璃分離站(例如，熱沖擊裝置)的上游的脈沖激光組件。

圖7a示意性地描繪根據在此所示和所述的一個或多個實施例包括脈沖激光組件的帶狀玻璃制造裝置的側視圖；

圖7b示意性地描繪根據在此所示和所述的一個或多個實施例包括在圖7a的帶狀玻璃制造裝置中的脈沖激光組件和后續(xù)分離站的側視圖；

圖8a是描繪根據在此所示和所述的一個或多個實施例在管的穿孔切割期間的旋轉脈沖激光組件的示意側視圖；

圖8b是描繪根據在此所示和所述的一個或多個實施例在切割后的旋轉脈沖激光組件的示意側視圖；

圖9是描繪根據在此所示和所述的一個或多個實施例該旋轉脈沖激光組件的示意前視圖，其中激光可旋轉地安裝在該旋轉脈沖激光組件上；以及

圖10是描繪根據在此所示和所述的一個或多個實施例該旋轉脈沖激光組件的示意前視圖，其中激光與該旋轉脈沖激光組件分離并且不可旋轉地安裝到該旋轉脈沖激光組件上。

詳細說明

現(xiàn)將詳細參考用于利用脈沖激光處理制造玻璃制品的裝置以及方法的實施例，其實例在附圖中示出。

如圖1a-2b的實施例中所示的，激光切割穿孔的方法包括將至少一種玻璃制品10饋送到具有至少一個脈沖激光的脈沖激光組件210。如在此所使用的，玻璃制品可包括各種組件，例如以及非通過限制的方式，管、玻璃片、筒、小瓶、注射器、注射器筒、真空容器、安瓿、瓶子、燒瓶、小藥瓶、燒杯、球管、碗、罐、小容器、壇、槽、或類似物。雖然任何的這些玻璃制品類型可使用在此所述的脈沖激光穿孔方法學來切割，以下所述的實施例中的許多將聚焦于包括在藥品級玻璃(特別是藥管)中的脈沖激光穿孔。

如下所述，脈沖激光具有長度為0.1-100mm的激光束焦線220。參照圖1b，玻璃制品10由端部部分12和14，以及至少一個縱向設置在端部部分12與14之間的側表面16組成。如在此所使用的，“端部部分”可指圓柱管中的基部，而側表面將構成該圓柱管的高度；然而，“端部部分”在所有實施例中不僅限于基部或與側表面相鄰的表面。如所示，圖1a的圓柱管的側表面是連續(xù)的；然而，玻璃片的側表面16具有設置在端部部分12與14之間的側邊。

再次參考圖1a，脈沖激光束焦線220以一定入射角將玻璃制品10中的至少一個穿孔線20誘導至玻璃制品10的側表面16上。如所示，穿孔線20包括多個隔開的穿孔22，這些穿孔是通過脈沖激光刻進玻璃中的玻璃缺陷、凹口、壓痕或孔。穿孔線20是多個精確的窄孔，其使穿孔線周圍的后續(xù)分離更加容易。這些窄孔尺寸可由激光束焦線的點直徑來指定。在示例性實施例中，激光束焦線可以具有在0.5-5μm或1-2μm之間的平均光斑直徑。

穿孔22(其被描繪用于圖1a-2b中的說明，且由此并非按比例繪制)典型地被均勻地隔開；然而，可以設想，間隔可以是隨機的且不均勻的。在一個實施例中，穿孔線20可以是具有在200-800nm或300-500nm之間的尺寸的多個孔?？商娲?，穿孔線在其間可包括1-30μm、或1-5μm、或1-3μm的間隔。穿孔間隔24可通過控制脈沖激光組件210和玻璃制品10的相對運動來精確誘導。在一個實施例中，在單次通過中，激光可用于產生高度控制的全線穿孔?？僧a生經誘導的吸收，使得在沒有燒蝕且不熔化玻璃制品10的材料的情況下，在玻璃制品10的微結構中發(fā)生裂紋形成。這與典型地使用點聚焦激光來燒蝕材料相反，其中通常需要多次通過以完全穿透玻璃厚度。在進一步的對比中，燒蝕過程產生大量的碎片、更廣泛的子表面損傷(大于約100μm)以及邊緣碎裂，而本發(fā)明的脈沖激光組件210基本上降低或消除了這些有害的副作用。

如圖1a-2b中所示，雖然穿孔線20跨側表面16橫向定向且平行于端部部分12和14，穿孔線20的其他安排是可能的，例如，沿側表面16的對角線。雖然沒有描繪，設想穿孔線20也可跨玻璃制品10的側表面16縱向施用。

如圖1a中所示，為了將多個穿孔22遞送到玻璃制品10中，在玻璃制品10與脈沖激光(特別地激光束焦線220)之間必然存在某些相對運動。例如，如圖1a所示，玻璃制品10可以支撐在由卡盤240構件旋轉的心軸230上。玻璃制品10與旋轉心軸230一起旋轉，并且從而相對于脈沖激光組件210移動。這種相對運動跨玻璃制品10的側表面16橫向產生穿孔線20?？商娲兀鐖D2a中所示，設想的是，脈沖激光組件210可在玻璃制品10周圍旋轉以達成促進穿孔線20的形成的相對運動。各種組件被認為適于旋轉脈沖激光組件210。例如，脈沖激光組件210可以安裝在旋轉三腳架上或附接至旋轉臂。雖然圖1a-2b中的相對運動是旋轉運動，平移或其他模式的相對運動也被認為是合適的。此外，激光束焦線的移動(如下所述)可由鏡式電流計控制。

此外，雖然圖1a-2b描繪玻璃制品10相對于脈沖激光組件210的運動或反過來脈沖激光組件210相對于玻璃制品10的運動，兩個組件可同時移動。特別如圖6中所示，設想的是，玻璃制品10可平移移動，例如當脈沖激光組件210圍繞玻璃制品10旋轉時通過輸送機120。因此，脈沖激光組件210可能不總是以如圖2a中所描繪的圓形路徑旋轉，因為脈沖激光組件210必須考慮玻璃制品10的同時運動。結果是，脈沖激光組件210可以非圓形路徑(例如，螺旋形路徑)旋轉。不受理論的束縛，在其中快速連續(xù)生產和切割部件的玻璃制造中，其中玻璃制品10和脈沖激光組件210同時處于運動中的實施例可增加玻璃生產速度和效率。

如上所述以及如圖8a和8b中所描繪的，脈沖激光組件210可包括旋轉臂205，該旋轉臂被配置為圍繞玻璃制品10旋轉激光束焦線220。如所示，脈沖激光組件210包括耦接到旋轉臂205并可與旋轉臂205一起旋轉的一個或多個反射鏡215a-c。雖然描繪了三個反射鏡215a-c，設想的是，可利用更多或更少的反射鏡來調整激光束焦線220的方向。例如，設想的是，激光束裝置218(其供應脈沖激光)可緊鄰光學組件211設置，以借此降低所使用的反射鏡的數量；然而，激光束裝置218的重量可以使得其在圖8a中所描繪的旋轉臂205上的位置是更合適的。再次參照圖8a，當旋轉臂205旋轉時，全部耦接至旋轉臂205的激光束裝置218、反射鏡215a-c、以及光學組件211全部隨其旋轉。在穿孔線20如圖8a中所示地被誘導之后，激光束焦線220可在切開管11如圖8b中所描繪的從母管(即，玻璃制品10)分離時暫時停止。切割母管10的額外切割可通過將母管重新饋送到圖8a的脈沖激光組件210來執(zhí)行。為了進一步說明，圖9描繪了旋轉脈沖激光組件210(其以側視圖描繪于圖8a中)的前視圖。

在圖10中所示的替代性實施例中，設想的是，激光束裝置218是固定的并且與脈沖激光組件210的旋轉臂205分離，同時光學組件211和反射鏡215a仍處于與旋轉臂205旋轉中。雖然激光束裝置218是固定的，激光束焦線220仍指向移動反射鏡215a和光學組件211，這借此使得脈沖激光束焦線220無論如何能夠圍繞玻璃制品10旋轉地移動。

玻璃制品10的其他負載和支撐組件將在以下描述。在開發(fā)玻璃制品10內的穿孔線20時，玻璃制品10可沿穿孔線分離以如下所述地生產切割的玻璃制品10。

穿孔22可使用在時間上緊密隔在一起的高能短持續(xù)時間脈沖的脈沖來完成。例如，激光束脈沖持續(xù)時間可以在約1皮秒與約100皮秒之間，或小于10皮秒，或在約5皮秒與約20皮秒之間。這些脈沖可以以高重復率(例如，khz或mhz)重復。例如，脈沖重復頻率可以在10khz與1000khz之間、或者在10khz與100khz之間、或者小于10khz的范圍內。

激光束的波長被選擇為使得要被激光處理的玻璃制品10對于激光的波長是透明的。例如，波長可以小于約1.8μm，或者在約900至約1200nm之間。在示例性實施例中，脈沖激光束具有諸如1064nm、532nm、355nm或266nm的波長。合適的實例是具有1064nm的波長的nd:yag激光、具有1030nm的波長的y:yag激光。沒有其他著色(特別是具有低鐵含量)的硼硅酸鹽或鈉鈣玻璃從約350nm到約2.5μm是光學透明的。

如圖1a中所示，可將激光束焦線220以一定入射角供應至側表面，該入射角可取決于各種因素(例如所希望的穿孔尺寸)而變化。例如，入射角可垂直于側表面、或對于材料的表面小于或等于約45度。

可以基于脈沖持續(xù)時間、脈沖能量和焦線直徑來選擇激光束的強度，使得優(yōu)選地沒有顯著的燒蝕或顯著的熔化，但優(yōu)選地只有在玻璃的微結構中的裂紋形成。優(yōu)選地選擇激光的脈沖能量使得激光束焦線中的強度產生經誘導的吸收，其沿焦線220導致材料的局部加熱，由于誘導進材料的熱應力的結果，這進而導致了沿焦線的裂紋形成。在一個或多個實施例中，激光束可以具有在材料處測量的小于700μj、或小于約500μj、或小于約250μj的平均激光能量。

各種成分被認為適用于本披露的玻璃制品。例如，玻璃可以是鋁硅酸鹽玻璃，如堿性鋁硅酸鹽或堿土金屬鋁硅酸鹽玻璃?？商娲兀ＡЭ梢园ㄅ鸸杷猁}玻璃或鈉鈣玻璃。在一個實施例中，玻璃可以是可離子交換的，使得玻璃成分可以經受離子交換用于機械強化玻璃制品10的以下形成。玻璃成分可以是如由astm標準e438.92定義的‘類型1a’和‘類型1b’玻璃成分。在一些實施例中，類型1a和類型1b玻璃對于諸如藥物應用的用途而言具有合適的化學耐久性。玻璃成分可以包括大于約1.0mol.％硼和/或含硼化合物，包括但不限于b2o3。在另一個實施例中，形成玻璃制品的玻璃成分包括小于或等于約1.0mol.％的硼的氧化物和/或含硼的化合物。在這些實施例的一些中，玻璃成分中的硼的氧化物和/或含硼化合物的濃度可以小于或等于約0.5mol.％、小于或等于約0.4mol.％、或甚至小于或等于約0.3mol.％。在這些實施例的一些中，玻璃成分中的硼的氧化物和/或含硼化合物的濃度可以小于或等于約0.2mol.％、或甚至小于或等于約0.1mol.％。在一些其他實施例中，玻璃成分基本上不含硼和含硼化合物。此外，玻璃制品可包括其他組分(例如，諸如藍寶石或硒化鋅的晶體)，這些組分對激光的波長是透明的。本披露主要集中在玻璃成分；然而，設想的是，也可以使用本發(fā)明的方法學來切割其他結構(例如藍寶石和鋅管)。

對于玻璃制品所考慮的各種厚度、直徑和長度對于本揭露的實施例而言被認為是合適的。例如，實施例對于從小于8mm至超過40mm的管直徑以及約0.3至約2.mm或約0.mm至約1.1mm的管壁厚度將是有效的。管的長度也可以變化。在一個實施例中，管可被預先切割以供應至脈沖激光組件，因此預先切割的管可具有可基于制造商的需求變化的有限長度。可替代地，管可不被切割而供應至脈沖激光組件，并且因此在被脈沖激光組件切割之前基本上具有連續(xù)的長度。

參照圖5，示出了一種用于激光切割玻璃制品10的系統(tǒng)。具體地，該系統(tǒng)包括設置在玻璃切割站200的上游的玻璃合成站110，其包括脈沖激光組件210。如在此所使用的，玻璃合成站110可以包括用于從熔化玻璃形成玻璃制品的形成裝置、玻璃熔化裝置、玻璃拉制裝置、玻璃成型裝置、或用于重新成型玻璃的設備。玻璃合成站110可以利用連續(xù)或間歇的工藝。在一個實施例中，玻璃合成站110包括用于玻璃形成的vello下拉裝置、danner玻璃形成裝置、以及其他常規(guī)的或未來開發(fā)的拉制或形成工藝?？商娲兀缫韵滤龅囊约叭鐖D7a和7b中所描繪的，玻璃合成站110可包括帶狀玻璃吹制裝置。

此外，玻璃合成站110還可以包括除了拉制之外執(zhí)行初始切割的裝置。例如，管可以首先在拉制器切割器機器中被拉制并且初始地切割。此外，玻璃合成站110可以包括管重新拉制裝置，例如，套管重新拉制裝置，其將圓形管重新形成為圓形和橢圓形的形狀。

再次參照圖5，玻璃切割站200除了脈沖激光組件210以外也可包括玻璃支撐組件120，該脈沖激光組件激光切割從玻璃合成站110所接收的玻璃制品10中的穿孔線。雖然在此的玻璃切割站200僅描繪一個脈沖激光組件210，設想的是，玻璃切割站200可包括額外的脈沖激光或額外的玻璃切割裝置(未示出)。玻璃支撐組件可包括在由脈沖激光組件210進行激光切割期間支撐玻璃制品10的全部組件。在一個實施例中，玻璃支撐組件包括設置在玻璃切割站200與玻璃合成站110之間的輸送機120。另外，系統(tǒng)500可以進一步包括設置在玻璃切割站200與玻璃分離站140之間的輸送機120。

玻璃支撐組件可包括當脈沖激光組件旋轉或如圖2a中所描繪的相對于玻璃制品10移動時保持玻璃制品10在適當位置的組件。另外，玻璃制品10可以包括用于相對于脈沖激光組件210旋轉或移動玻璃制品10的設備。參照圖1a的實施例，玻璃支撐組件是由同軸卡盤240旋轉的可旋轉心軸230。雖然常規(guī)的切割方法在高溫下操作并且因此要求耐熱成分(例如鋼)，在此所述的脈沖激光組件產生非常少的熱，并且其產生的是微觀性的局部熱。其結果是，在某些實施例中，玻璃支撐組件120(例如心軸230)可以期望地包括順從性夾持材料，例如與玻璃制品10接觸的聚合物夾持材料。聚合物夾持材料可以包括彈性體材料，例如橡膠?？商娲兀酆衔飱A持材料還可包括聚四氟乙烯。在另外的實施例中，玻璃支撐組件(例如心軸230)可包括非接觸支撐物。例如，該非接觸支撐物是水平空氣軸承。

參照圖3a和3b，玻璃切割站200的脈沖激光組件210可包括光學組件211，該光學組件定位于脈沖激光的光束路徑中以將脈沖激光轉換成激光束焦線。在一個實施例中，光學組件211包括具有被配置為產生激光束焦線220的球面像差的聚焦光學元件216。光學組件211可包括環(huán)形光圈213，該環(huán)形光圈在聚焦光學元件216之前定位于激光220的光束路徑中，該環(huán)形光圈213被配置為阻擋在激光束中央的一個或多個光線。聚焦光學元件216可以是球形切割的凸透鏡，例如具有非球形自由表面的圓錐形棱鏡，例如軸棱鏡。任選地，光學組件211可以進一步包括附加的組件，例如附加的光學元件219；然而，對于軸棱鏡聚焦光學元件，可消除透鏡或可合并多個附加透鏡。

參照圖3a和3b，在沿焦長l的激光束焦線220b使用合適的激光強度下，在激光束焦線220b的重合區(qū)域中，延伸的激光束焦線220b在玻璃制品10中產生穿孔22。圖5b的此穿孔22關聯(lián)長度l的激光束焦線部分220c。激光束焦線220b的平均光斑直徑在此通過參考符號d來表示。如圖1a和2a中所示，穿孔22延伸穿過玻璃制品10的整個厚度。在圖3b所描繪的替代實施例中，穿孔22可以不延伸玻璃制品的整個層厚度d；然而，這種類型的穿孔線可能沒有充足地弱化玻璃以及穿孔線(其中穿孔延伸穿過整個厚度)，借此潛在地要求更多后續(xù)處理和加工步驟以分離圍繞穿孔線20的玻璃。

可被施用以產生焦線220的關于光學組件和脈沖激光的額外細節(jié)以及其中這些光學組件可被施用的代表性光學設置詳細描述于標題為“用超快激光束光學器件進行堆疊透明材料切割，破壞性層和其他層(stackedtransparentmaterialcuttingwithultrafastlaserbeamoptics,disruptivelayersandotherlayers)”的corning美國專利申請sp13-383pz/4936.1003-001以及前述歐洲申請?zhí)杄p13151296中，其傳授內容通過引用以其全文結合在此。

不受理論束縛，使用脈沖激光組件210的系統(tǒng)提供了優(yōu)于常規(guī)系統(tǒng)(例如，主要用于制藥管制造的圖4的常規(guī)系統(tǒng))的顯著改進。參照圖4的系統(tǒng)400，在玻璃合成站110中產生的玻璃制品10暴露于粗切割站130，典型地為被配置成在玻璃制品10中傳播破損25(或破損線)的機械裂紋棒。不像由脈沖激光組件210提供的精確切割，粗切割站130更可能在玻璃制品10中產生不期望的碎屑和顆粒，這對于藥品級玻璃是高度不期望的。雖然圖4-6描繪的是，退出玻璃合成站110的玻璃制品10事先被預先切割，這主要僅是為了描繪的目的而做的。完全設想的是玻璃制品10可具有連續(xù)拉制長度離開玻璃合成站210。

再次參照常規(guī)圖4，在粗切割站130的下游，玻璃制品10可被饋送到玻璃分離站140。玻璃分離站140可以包括用于劈開玻璃的co2激光?？商娲?，玻璃分離站140可以包括用于分離玻璃的機械應力組件。此外，如圖4中所示，玻璃分離站140還可以包括用于沿破損線25分離玻璃的熱沖擊裝置142、144。即使在分離之后，在切割的玻璃制品10中可能存在不想要的顆粒和粗糙邊緣。因此，該系統(tǒng)可能需要鼓風機150來移除不想要的顆粒，以及火焰拋光站160以適當地處理玻璃制品10的端部。此外，玻璃制品10將還需要經歷另外的處理步驟170，例如洗滌以確保玻璃中不再存在顆粒。

相比之下，參照圖5的本發(fā)明實施例，系統(tǒng)500可在包括脈沖激光組件210的玻璃切割站200的上游包括切割站130。上游切割站130可以包括圍繞穿孔線20的機械裂紋棒，co2激光或用于在玻璃制品中傳播破損25的另一種合適裝置。不受理論束縛，由粗切割站130產生的破損25可由通過脈沖激光組件210所誘導的穿孔線20平滑化。通過施用粗切割之后的激光誘導穿孔，可使玻璃分離140更容易且所產生的玻璃制品10具有更好的端部輪廓，這限制或消除了玻璃分離站140下游的進一步處理。不受理論束縛，脈沖激光穿孔的精確度極大地限制了分離之后的碎屑和顆粒形成。因此，最小化或消除了玻璃分離之后的進一步處理步驟。

進一步如圖5中所示的，玻璃分離站140在一些實施例中可包括附加的熱處理或附加的激光處理；然而，設想玻璃制品10可以圍繞穿孔線20自發(fā)地經受分離。不受理論的束縛，在粗切割站130之后立刻激光切割玻璃制品的可能優(yōu)點是利用在從玻璃合成站110拉制之后的玻璃制品10的升高的溫度。這允許在玻璃制品10冷卻至室溫時進行分離。可替代地，如圖5中所示，玻璃分離站140可包括熱沖擊裝置142、144。具體地，熱沖擊裝置142、144可包括加熱元件142，例如氫/氧燃燒器或co2激光。此外，熱沖擊裝置140可以包括在加熱元件142下游的冷卻元件144。

進一步如圖5中所示的，脈沖激光組件210消除了如圖4中所描繪的火焰拋光160的需要，或極大地最小化火焰拋光時間，因為脈沖激光組件210產生這樣的精確窄穿孔線并且允許這樣的方形干凈斷裂。不受理論的束縛，進行火焰拋光160以收口玻璃制品的邊緣；然而，火焰拋光可能產生次要的問題，像是在硼硅酸鹽管的情況下玻璃揮發(fā)物的沉積，這是藥物產品中不希望的水解表面污染問題的來源。因此，有益的是脈沖激光組件210降低或消除此火焰拋光過程以便限制玻璃揮發(fā)物。

此外，系統(tǒng)500可以可任選地包括鼓風機150以移除微粒，或額外的處理170步驟(例如清洗)以移除松散的顆粒。要重申，在藥物玻璃領域中，顆粒去除具有顯著的重要性。

參照圖6的系統(tǒng)600，脈沖激光組件210可直接從玻璃合成站110接收玻璃制品，并且從而消除圖5中所示的玻璃制品10的粗切割130。雖然不限于這些實施例，但脈沖激光組件210可以是圖9和10中所描繪的實施例。此外，離開玻璃合成站110的連續(xù)管可直接供應至脈沖激光組件用于激光穿孔。在該系統(tǒng)600中，玻璃分離站140可以利用熱沖擊；然而，還設想的是玻璃制品可在玻璃制品10從玻璃合成站110冷卻至室溫時圍繞穿孔線20自發(fā)地分離。因此，該系統(tǒng)600可僅在玻璃制品10的切割中利用脈沖激光組件。系統(tǒng)600描繪了鼓風150、火焰拋光160、以及額外處理的可選步驟；然而，這些步驟中的一個或全部不是必需的。

圖5和6中所描繪的系統(tǒng)500和600替換了各種裝置，例如用于管切割的裁剪和上釉機(trimandglazemachine，tgm)。tgm可被想象為具有運行過其中央的寬廣運送機的大爐。tgm接取過大的玻璃管、加熱端部并且然后以冷鈍金屬物體沖擊所需的點。這會導致玻璃破裂。對于其他端部重復該過程，其中輸送機保持玻璃，使得切割將在正確的位置。裁剪步驟之后的端部的品質仍然展現(xiàn)了碎屑并且不與管的軸線成直角。因此，一旦適當的長度但具有粗糙的邊緣，同時在兩端上火焰加工玻璃管以降低分岔并且強化端部以供運輸。本發(fā)明實施例產生小量的亞微米顆微粒-無邊緣“碎屑”，而tgm產生大尺寸的微粒(具有熱玻璃)。此外，本發(fā)明實施例具有精確的尺度公差且因此具有高的材料利用性，而tgm裝置在裁剪過程中浪費了5％的玻璃。由脈沖激光產生的端部的幾何品質優(yōu)于火焰加工的端部。

此外，本發(fā)明脈沖激光組件210極大地改善了用于生產小瓶的玻璃條帶機器的性能。參照圖7a和7b，描繪了玻璃條帶機器300。通常，玻璃條帶310由輥314形成且以處理方向318(在圖7a中從左到右)在輸送機316上輸送。玻璃312在接觸輥314之前由加熱源熔化，這些輥將玻璃312重新成型成玻璃條帶310。玻璃條帶310一般具有在處理方向318上的長度和遠小于該長度的厚度(由輥314之間的區(qū)域決定)。該厚度被定義為玻璃條帶310的頂側311與底側313之間的距離。玻璃條帶310的頂側311和底側313基本上是平面的。當玻璃條帶310以處理方向移動時，更多的熱玻璃312被模制以形成玻璃條帶310，使得玻璃條帶310在玻璃條帶310的現(xiàn)有部分沿處理方向318移動時被連續(xù)地產生。玻璃條帶310可擱置在輸送機316上，同時輸送機316可以在處理方向318上移動并且沿著玻璃條帶310承載。

玻璃條帶310在處理方向318上被承載，并且型坯342由吹頭340形成。吹頭340可以在處理方向318上以與玻璃條帶310大約相同的速度移動，并且與玻璃條帶310的頂側311接觸。吹頭340將氣體吹進玻璃條帶310并且形成型坯342，該型坯在處理方向318上與玻璃條帶310一起移動。如在此所使用的，“型坯”指的是下掛的玻璃，該下掛玻璃是通過機械力(例如但不限于由位于玻璃條帶310上方的吹頭340所吹出的氣體)從玻璃條帶310的一部分形成的。型坯342從玻璃條帶310懸掛并且至少部分地通過從吹頭340所吹出的氣體拉長。型坯342可以是中空的并且可以在玻璃條帶310處在由吹頭340形成的玻璃條帶310中的孔處結合。

然后將型坯342成形為玻璃制品10。在一個實施例中，型坯342由糊劑模具360密封，該糊劑模具被移動成與型坯342對準。糊劑模具360可以具有兩個側部，它們在一起以完全包圍型坯342。糊劑模具360可以在處理方向318上以與移動玻璃條帶310的輸送機316相同的速度移動，并且一般可與已經形成型坯342的吹頭340對準。糊劑模具360具有與待形成的玻璃制品10的外部形狀相對應的內部形狀。吹頭340繼續(xù)將氣體吹進型坯342，且型坯342膨脹，使得其填充糊劑模具360的內部形狀，從而形成期望的玻璃制品10的形狀。

如圖7a中所示，多個吹頭340和糊劑模具360可被連續(xù)地循環(huán)成與連續(xù)產生的玻璃條帶310接觸。如此，吹頭340、糊劑模具360和移動玻璃條帶310的輸送機316全部以大約相同的速度移動。

然后，糊劑模具360打開并從形成的玻璃制品10撤回，該玻璃制品從玻璃條帶310懸掛。一旦糊劑模具360被移除，玻璃制品10的形狀和尺寸是將與玻璃條帶310分離的最終玻璃制品10的形狀和尺寸。然后從玻璃條帶310撤回吹頭340，僅留下玻璃條帶310和附接的玻璃制品10。玻璃條帶310和玻璃制品10繼續(xù)由輸送機316在處理方向318上移動。玻璃制品10冷卻至硬的固體狀態(tài)。冷卻可以通過暴露于環(huán)境條件為漸進的，或可以是強制冷卻過程。

常規(guī)的玻璃條帶機器可通過機械過程將玻璃制品10從其所附接的玻璃條帶310分離。這種過程可以產生大于約200微米的玻璃碎屑。然而，在此所述的激光處理方法以及裝置可從玻璃條帶310分離玻璃制品10并且不形成大于200微米的玻璃碎屑或其他碎片。例如，在不同的實施例中，來自激光處理的碎片可以是小尺寸的，例如小于約200微米、小于約100微米、小于約50微米、小于約25微米、或甚至小于約10微米。

參照圖7b，脈沖激光組件210可在其中激光束焦線可對小瓶的頸部施加穿孔的位置處來定向于輸送機316附近。在這個實施例中，脈沖激光組件210可以圍繞玻璃制品10旋轉，或者當脈沖激光束焦線入射于玻璃制品10的頸部上時，輸送機316可旋轉玻璃制品10。在穿孔20被誘導之后，玻璃制品10被饋送到玻璃分離站，例如圍繞穿孔20分離玻璃制品的熱沖擊裝置。

在常規(guī)的高溫形成方法(特別是條帶方法)中，玻璃制品(例如小瓶)由這樣的方法形成，該方法涉及通過直接暴露于火焰來將玻璃管暴露于高溫，同時軋制管的玻璃以形成封閉的容器底部。如在此所使用的，使用條帶機器的方法不是“高溫”的。相反，在條帶機器中，玻璃是在相對低的形成溫度下由糊劑模具模制的。相比之下，在此所述的條帶機器方法并不使用高溫以供玻璃形成，并且因此硼基本上不揮發(fā)。因此，與常規(guī)的高溫形成的玻璃制品相比，由條帶方法形成的玻璃制品中的脫層被極大地減少。

對于本領域技術人員顯而易見的是，在不脫離本披露內容的精神或范圍的情況下可以進行各種修改和變化。由于本領域技術人員可能發(fā)生結合本發(fā)明的精神和實質對所公開的實施例加以修改組合、產生子組合和變體，所以本發(fā)明應當解釋為包括在所附權利要求及其等效物的范圍之內的每一事項。