本申請要求2014年10月30日提交的美國專利申請62/072682的優(yōu)先權(quán),其全部內(nèi)容通過引用納入本文。
背景
本說明書總體上涉及對玻璃制品的邊緣進(jìn)行密封,更具體而言,涉及將玻璃纖維焊接至制品邊緣。
背景技術(shù):
當(dāng)從較大的玻璃板材或帶材上切下玻璃制品時,因切割而暴露的玻璃制品邊緣可具有固有的瑕疵和因切割處理而暴露的內(nèi)包物。切割得到的玻璃制品的暴露邊緣上的這些瑕疵和內(nèi)包物是玻璃制品中的脆弱位置的代表,如果通過例如使玻璃制品以其邊緣墜落或者使玻璃制品邊緣與另一個物體猛烈接觸而使這些弱點(diǎn)暴露于外力之下,則它們可能導(dǎo)致開裂、斷裂以及其它損傷。
因此,需要通過對切割處理過程中暴露的瑕疵和內(nèi)包物進(jìn)行覆蓋來保護(hù)切割得到的玻璃制品的邊緣。
發(fā)明概述
根據(jù)一種實(shí)施方式,一種設(shè)備包含:將纖維沉積在玻璃制品邊緣上的纖維給料系統(tǒng);和配置成發(fā)射至少第一激光束、第二激光束和第三激光束的激光系統(tǒng)。安置激光系統(tǒng),以將第一激光束投射至距離玻璃制品邊緣大于或等于約10μm至小于約1000μm的接觸點(diǎn)處上述纖維的第一面上。安置激光系統(tǒng),以將第二激光束投射至所述接觸點(diǎn)處上述纖維與第一面相反的第二面上。安置激光系統(tǒng),以將第三激光束投射至距離纖維沉積在玻璃制品邊緣上的位置大于或等于約0.1mm至小于約1mm的位置處所述玻璃制品邊緣上。
根據(jù)另一種實(shí)施方式中,一種方法包括:使玻璃制品相對于纖維前進(jìn);安置纖維,以使所述纖維與玻璃制品的邊緣相對;在距離玻璃制品邊緣大于或等于約10μm至小于約1000μm的位置處使纖維的第一面與第一激光束接觸以及使纖維的第二面與第二激光束接觸;將纖維沉積在玻璃制品邊緣上;以及使玻璃制品邊緣與第三激光束在距離纖維沉積在玻璃制品邊緣上的位置大于或等于約0.1mm至小于約1mm的位置處接觸。
在以下的詳細(xì)描述中給出了本發(fā)明的附加特征和優(yōu)點(diǎn),通過所作的描述,其中的部分特征和優(yōu)點(diǎn)對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是顯而易見的,或者通過實(shí)施包括以下詳細(xì)描述、權(quán)利要求書以及附圖在內(nèi)的本文所描述的實(shí)施方式而被認(rèn)識。
應(yīng)理解,前面的一般性描述和以下的詳細(xì)描述都描述了各種實(shí)施方式且都旨在提供用于理解所要求保護(hù)的主題的性質(zhì)和特性的總體評述或框架。包括的附圖提供了對各種實(shí)施方式的進(jìn)一步理解,附圖并入本說明書中并構(gòu)成說明書的一部分。附圖例示了本文所描述的各種實(shí)施方式,且與描述一起用于解釋所要求保護(hù)的主題的原理和操作。
附圖的簡要說明
圖1是一種具有暴露邊緣的示例性的層壓玻璃制品的示意圖;
圖2a是一種根據(jù)本文所公開和討論的實(shí)施方式的邊緣密封設(shè)備的示意性的前視圖;
圖2b是一種根據(jù)本文所公開和討論的實(shí)施方式的邊緣密封設(shè)備的示意性的側(cè)視圖;
圖3a是一種根據(jù)本文所公開和討論的實(shí)施方式的纖維給料系統(tǒng)的示意性的前視圖;
圖3b是一種根據(jù)本文所公開和討論的實(shí)施方式的纖維給料系統(tǒng)的示意性的后視圖;
圖4是顯示根據(jù)本文所公開和討論的實(shí)施方式的在玻璃制品和纖維上安置激光束的示意圖;以及
圖5是一種根據(jù)本文所公開和討論的實(shí)施方式的具有密封邊緣的層壓玻璃制品的示意圖。
在附圖中顯示笛卡爾坐標(biāo)只是用于參考,而非旨在對方向或朝向進(jìn)行限制。另外,只是用于參考而非進(jìn)行限制的是,附圖中所示的笛卡爾坐標(biāo)所包括的箭頭在所有附圖中都始終定義各軸的具體方向,其以不同朝向描繪了相同的物體。在本公開中,將會根據(jù)附圖中的笛卡爾坐標(biāo)和箭頭所指的正方向按照慣例來使用相關(guān)術(shù)語。按照慣例,相對于任何物體的x方向上的關(guān)系可使用諸如左、右、在……的左側(cè)、或在……的右側(cè)這樣的術(shù)語來表述。按照慣例,相對于任何物體的y方向上的關(guān)系可使用諸如頂部、底部、上方、下方、之上、或之下這樣的術(shù)語來表述。按照慣例,相對于任何物體的z方向上的關(guān)系可使用諸如前方、后方、在……的前方或接近于、或在……的后方或遠(yuǎn)離于這樣的術(shù)語來表述。用于表述各種關(guān)系的慣例或術(shù)語并非旨在將任何物體或其組件在構(gòu)建或使用中限制于一個方向或朝向。
發(fā)明詳述
下面將參考附圖對用于對玻璃制品的邊緣進(jìn)行密封的設(shè)備和方法的實(shí)施方式進(jìn)行纖細(xì)闡述。只要可能,在附圖中使用相同的附圖標(biāo)記表示相同或相似的組件。在一種實(shí)施方式中,公開了一種用于對玻璃制品的邊緣進(jìn)行密封的設(shè)備。該設(shè)備包含:將纖維沉積在玻璃制品邊緣上的纖維給料系統(tǒng);和包含至少第一激光器、第二激光器和第三激光器的激光系統(tǒng)。安置第一激光器,以將第一激光束投射至距離玻璃制品邊緣大于或等于約10μm至小于約1000μm的接觸點(diǎn)處纖維的第一面上。安置第二激光器,以將第二激光束投射至上述接觸點(diǎn)處纖維與第一面相反的第二面上。安置第三激光器,以將第三激光束投射至距離纖維沉積在玻璃制品邊緣上的位置大于或等于約0.1mm至小于約1mm的位置處玻璃制品邊緣上。
在另一種實(shí)施方式中,公開了一種用于對玻璃制品進(jìn)行密封的方法。該方法包括:使玻璃制品相對于纖維前進(jìn);安置纖維,以使所述纖維與玻璃制品的邊緣相對;在距離玻璃制品邊緣大于或等于約10μm至小于約1000μm的位置處使纖維的第一面與第一激光束接觸以及使纖維的第二面與第二激光束接觸;將纖維沉積在玻璃制品邊緣上;以及使玻璃制品邊緣與第三激光束在距離纖維沉積在玻璃制品邊緣上的位置大于或等于約0.1mm至小于約1mm的位置處接觸。
用于強(qiáng)化和保護(hù)切割得到的玻璃制品的邊緣表面的常規(guī)方法包括結(jié)合拋光使用的蝕刻或研磨,以除去具有可能導(dǎo)致玻璃制品損傷的瑕疵和內(nèi)包物的邊緣的表面層。然而,特別是在層壓玻璃制品中,蝕刻可能導(dǎo)致玻璃制品中出現(xiàn)因存在以不同速率蝕刻的玻璃材料而導(dǎo)致的輪廓不一致。另外,基于各層的玻璃組成的差異,研磨和拋光可能導(dǎo)致不同的材料除去水平,或者,如果存在高張力,則甚至可能導(dǎo)致開裂。用于強(qiáng)化和保護(hù)切割得到的玻璃制品中的邊緣表面的另一種方法是火焰拋光,但是火焰拋光使玻璃制品的內(nèi)部芯體暴露,這可能導(dǎo)致當(dāng)用火焰加熱玻璃時,玻璃制品的邊緣因熱沖擊而開裂。因此,提供了用于對玻璃制品的邊緣進(jìn)行密封的設(shè)備和方法,其中,將纖維的粘性層施用于切割得到的玻璃制品的邊緣,覆蓋一部分或整個暴露邊緣。施用這種粘性的玻璃材料不會導(dǎo)致在玻璃制品的邊緣上發(fā)生物理、化學(xué)或熱損傷,因此,不會像常規(guī)方法那樣容易損傷玻璃制品。
在一些實(shí)施方式中,被切割的玻璃制品是層壓玻璃制品。層壓玻璃制品通常包含兩個或更多個玻璃層,這些玻璃層熔合在一起以形成單一、統(tǒng)一的主體。在一些實(shí)施方式中,層壓玻璃制品包含玻璃板。玻璃板可基本上是平面的(例如平坦的)或非平面的(例如彎曲的)。在另一些實(shí)施方式中,層壓玻璃制品包含具有三維(3d)形狀的經(jīng)過成形或塑形的玻璃制品。例如,經(jīng)過成形的玻璃制品可通過對玻璃片進(jìn)行模塑或塑形來提供所需的3d形狀。
根據(jù)實(shí)施方式的層壓玻璃制品的一種示例性的結(jié)構(gòu)示于圖1,圖1示意性地圖示了一種具有三個玻璃層的層壓玻璃制品。在圖1所示的實(shí)施方式中,層壓玻璃制品100包含芯體層110以及包層121a和121b。一些實(shí)施方式的層壓玻璃制品,例如上述的層壓玻璃制品100可通過使用溢流熔合法來形成,例如美國專利號4214886中所述的方法,上述文獻(xiàn)通過引用全文納入本文。在圖1所示的實(shí)施方式中,包層121a和121b具有基本上相同或相同的厚度。然而,應(yīng)當(dāng)注意的是,圖1中的芯體層110和包層121a、121b的尺寸只是用于例示,在其它實(shí)施方式中可使用各種厚度。雖然圖1所示的層壓玻璃制品包含兩個包層,但應(yīng)當(dāng)理解的是,根據(jù)一些實(shí)施方式,層壓玻璃制品可包含多個層。例如,一些實(shí)施方式可包括具有2n+1層的層壓玻璃制品,其中,n表示施用于芯體的每個側(cè)面上的包層的數(shù)量(例如在圖1所示的三層結(jié)構(gòu)中,n=1,因?yàn)橹挥幸环N包層,但該包層存在于芯體的兩個側(cè)面上)。在各種實(shí)施方式中,玻璃層可包含玻璃材料、玻璃陶瓷材料或它們的組合。
在一些實(shí)施方式中,包層121a與芯體層110之間的界面和/或包層121b與芯體層110之間的界面(或者其它相鄰玻璃層之間的界面)不含任何粘合材料,例如粘合劑、涂層或任何被添加或配置以使各玻璃層彼此粘合的非玻璃材料。因此,包層121a和121b被直接熔合或施用在芯體層110上,或者與玻璃芯體層110直接相鄰。在一些實(shí)施方式中,層壓玻璃制品包含一個或多個配置在芯體層110與包層121a和121b之間的中間層。例如,中間層可包含在芯體層110與包層121a和121b的界面處形成的中間玻璃層和/或擴(kuò)散層(例如將玻璃芯體和包層的一種或多種組分?jǐn)U散入擴(kuò)散層中)。在一些實(shí)施方式中,層壓玻璃制品包含玻璃-玻璃層壓件(例如原位熔合的多層玻璃-玻璃層壓件),其中,直接相鄰的玻璃層之間的界面是玻璃-玻璃界面。
根據(jù)一些實(shí)施方式,層壓玻璃制品100具有當(dāng)層壓玻璃制品100被切割時暴露的邊緣130。暴露邊緣130包含芯體層110的部分和包層121a、121b的部分。除了上文所述的可在玻璃制品被切割時暴露的瑕疵和內(nèi)包物以外,層壓玻璃制品100還可包含內(nèi)部應(yīng)力,例如壓縮應(yīng)力和拉伸應(yīng)力,它們在層壓玻璃制品100由具有不同熱膨脹系數(shù)(cte)的芯體材料和包層材料形成時產(chǎn)生。例如,如果芯體層110比包層121a、121b膨脹得更多或更少,則會在芯體層110或包層121a、121b中形成壓縮應(yīng)力,且在芯體層110和包層121a、121b中的另一個中可存在拉伸應(yīng)力。因此,具有層壓玻璃制品100的暴露邊緣130允許具有壓縮或拉伸應(yīng)力的這些層暴露于可能的外部作用力之下。如果通過例如墜落或碰撞暴露表面而使一個或多個具有拉伸應(yīng)力的層暴露于外部作用力之下,則層壓玻璃制品可能發(fā)生損傷或斷裂。因此,盡管可能希望對任意玻璃制品的切割邊緣進(jìn)行密封以覆蓋由切割而導(dǎo)致的內(nèi)包物或瑕疵,對層壓玻璃制品的切割邊緣進(jìn)行密封以使具有拉伸或壓縮應(yīng)力的層不暴露是特別有益的。
圖2a和圖2b是一種用于對諸如圖1中所示的上述層壓玻璃制品100這樣的目標(biāo)玻璃制品的邊緣130進(jìn)行密封的邊緣密封設(shè)備200的示意性的正視圖和側(cè)視圖。在圖2a和圖2b所示的實(shí)施方式中,邊沿密封設(shè)備200包含四個系統(tǒng):玻璃制品前進(jìn)系統(tǒng)300,其使目標(biāo)玻璃制品100前進(jìn)通過邊緣密封設(shè)備200;玻璃制品預(yù)熱系統(tǒng)400,其加熱目標(biāo)玻璃制品100;纖維給料系統(tǒng)600,其將纖維610供給至目標(biāo)玻璃制品100的邊緣表面130;以及激光系統(tǒng)500,其用于加熱纖維610和目標(biāo)玻璃制品100的邊緣130。根據(jù)圖2a中所示的實(shí)施方式,激光系統(tǒng)500包含用于加熱纖維610的激光器510和520、以及用于加熱目標(biāo)玻璃制品100的邊緣130的激光器530。廣義上,邊緣密封設(shè)備200通過利用纖維給料系統(tǒng)600將纖維610供給、引導(dǎo)至目標(biāo)玻璃制品100的邊緣130來運(yùn)行。對激光系統(tǒng)500進(jìn)行配置,以將激光器510和520安置成分別利用相應(yīng)的激光束511和521對纖維610進(jìn)行加熱,以使纖維610在即將與目標(biāo)玻璃制品100的邊緣130接觸之前具有粘性。另外,對激光系統(tǒng)500進(jìn)行配置,以將激光器530安置成在目標(biāo)玻璃制品100的邊緣130上的預(yù)定位置處利用激光束531對目標(biāo)玻璃制品100的邊緣130進(jìn)行加熱。玻璃制品前進(jìn)系統(tǒng)300利用夾具310固定目標(biāo)玻璃制品100,并且使玻璃制品沿著z方向前進(jìn)通過邊緣密封設(shè)備200,以使粘性玻璃纖維610被均勻地施用至目標(biāo)玻璃制品100的邊緣130。另外,玻璃制品預(yù)熱系統(tǒng)400包含加熱器410和420,它們將目標(biāo)玻璃制品100均勻地加熱至促進(jìn)纖維610對目標(biāo)玻璃制品100的邊緣130的粘合的溫度。下面將參考附圖對上述四個系統(tǒng)中的每一個進(jìn)行更詳細(xì)的描述。
參考圖2a和圖2b對根據(jù)實(shí)施方式的玻璃制品前進(jìn)系統(tǒng)進(jìn)行描述。玻璃制品前進(jìn)系統(tǒng)包含用于固定目標(biāo)玻璃制品100并使其沿z方向前進(jìn)的機(jī)構(gòu)。在圖2a和圖2b所述的實(shí)施方式中,玻璃制品前進(jìn)系統(tǒng)包含用于固定玻璃制品100的夾具310。因?yàn)椴Aе破?00的邊緣130的尺寸較小且纖維610的直徑較小,夾具310應(yīng)當(dāng)牢固地固定住玻璃制品100。玻璃制品100在夾具310內(nèi)的任何滑移都可能導(dǎo)致纖維610被錯誤地施用至玻璃制品100的邊緣130。因此,在一些實(shí)施方式中,夾具310中的間隙313的寬度可與玻璃制品100的寬度基本上相同,以使夾具的接觸表面311和312與玻璃制品100接觸,并且在玻璃制品100與夾具310之間形成摩擦裝配。雖然圖2a中所示的夾具310是一種單一主體,但在一些實(shí)施方式中,夾具310可以是可調(diào)節(jié)的,以使接觸表面311和312可沿著x方向移動。在這些實(shí)施方式中,接觸表面311和312可最初被大于玻璃制品100的寬度的間隙分隔,隨后,將玻璃制品100放置在該間隙內(nèi),接觸表面311和312緩慢地彼此相向移動,以在接觸表面311和312與玻璃制品100之間形成緊密的接觸,從而將玻璃制品100牢固地固定到位。接觸表面311和312可利用任何機(jī)構(gòu)來移動,例如螺桿驅(qū)動,當(dāng)螺桿沿第一方向轉(zhuǎn)動時,其使接觸表面311和312相向移動,而當(dāng)螺桿沿第二方向轉(zhuǎn)動時,其使接觸表面311和312彼此遠(yuǎn)離。在一些實(shí)施方式中,接觸表面311和312可涂覆有高摩擦系數(shù)的涂層,以幫助固定玻璃制品。在另一些實(shí)施方式中,接觸表面310和311中的一個或多個可包含連接至產(chǎn)生吸力的真空吸盤或吸孔,以將玻璃制品牢固地固定在夾具310中。在另一種實(shí)施方式中,該裝置可只包含一個接觸表面,該接觸表面包含連接至諸如真空夾盤這樣的真空吸盤或吸孔,以將玻璃制品牢固地固定到位。
玻璃制品前進(jìn)系統(tǒng)還包含封裝驅(qū)動機(jī)構(gòu)(未圖示)的前進(jìn)平臺320。驅(qū)動機(jī)構(gòu)可拆卸地連接至夾具310,并且使夾具310沿z方向前進(jìn),以使位于夾具310中的玻璃制品100前進(jìn)通過玻璃制品預(yù)熱系統(tǒng),并且相對于纖維給料系統(tǒng)移動,從而玻璃制品100的暴露邊緣130隨著其通過纖維給料系統(tǒng)600的下方而被粘性纖維610覆蓋。驅(qū)動機(jī)構(gòu)可以是任何常規(guī)的能夠移動夾具310通過邊緣密封設(shè)備200的驅(qū)動機(jī)構(gòu),例如鎖鏈驅(qū)動、履帶驅(qū)動、螺桿驅(qū)動以及類似機(jī)構(gòu)。驅(qū)動機(jī)構(gòu)連接至電動機(jī)321,所述電動機(jī)321使驅(qū)動機(jī)構(gòu)移動,并且使夾具310前進(jìn)通過邊緣密封設(shè)備200。
玻璃制品前進(jìn)系統(tǒng)300使夾具310及玻璃制品100前進(jìn)通過邊緣密封設(shè)備200的速度將會部分取決于纖維610在玻璃制品100的邊緣130上的沉積特性。例如,使玻璃制品100慢速通過邊緣密封設(shè)備200能夠向玻璃制品100的暴露邊緣130施用纖維610的厚層,前提是纖維的給料速率保持不變。類似地,使玻璃制品100快速通過邊緣密封設(shè)備200能夠向玻璃制品100的暴露邊緣130施用纖維610的薄層,前提是纖維的給料速率保持不變。因此,在一些實(shí)施方式中,電動機(jī)321可以是諸如伺服馬達(dá)或步進(jìn)馬達(dá)這樣的能夠使驅(qū)動機(jī)構(gòu)精確移動的高精度電動機(jī)。電動機(jī)可連接至向控制器(未圖示)傳送信號的反饋傳感器(未圖示),所述控制器能夠精確地控制電動機(jī)的運(yùn)行,并且能夠調(diào)節(jié)夾具前進(jìn)通過邊緣密封設(shè)備200的速度。通過使用這樣的高精度電動機(jī),纖維610在玻璃制品100的邊緣130上的諸如厚度這樣的沉積特性可通過改變夾具310移動通過邊緣密封設(shè)備200的速度來進(jìn)行調(diào)整。盡管圖2a和圖2b顯示了只有一個夾具310,應(yīng)當(dāng)理解的是,在一些實(shí)施方式中,多個夾具可以可拆卸的方式連接至驅(qū)動機(jī)構(gòu),從而多個玻璃制品可被連續(xù)或半連續(xù)地前進(jìn)通過邊緣密封設(shè)備200。
仍然參考圖2a和圖2b,邊緣密封設(shè)備200包含玻璃制品預(yù)熱系統(tǒng)400。在一些實(shí)施方式中,玻璃制品預(yù)熱系統(tǒng)400包含加熱器410、420和430。如圖2a所示,加熱器410和420被置于玻璃制品100的左右兩側(cè),以向玻璃制品100的各寬闊表面提供均勻的加熱。在一些實(shí)施方式中,加熱器410、420和430被置于夾具310的上方,從而夾具310不會直接暴露于由加熱器410、420和430所產(chǎn)生的熱量下。如圖2b所示,加熱器410和430可沿著z方向相繼設(shè)置,從而玻璃制品100在到達(dá)纖維給料系統(tǒng)600之前前進(jìn)通過多個加熱器。沿z方向提供相繼的加熱器允許玻璃制品100被逐漸預(yù)熱,這樣就降低了如果進(jìn)行快速加熱而可能在玻璃制品100中形成的熱應(yīng)力。雖然未在圖2a或圖2b中顯示,第一加熱器被置于x方向上與加熱器430相反的位置處,以對玻璃制品100的相反面進(jìn)行加熱。應(yīng)當(dāng)理解的是,雖然圖2b顯示了被置于夾具310一側(cè)的兩個分離的加熱器410和430,但是這兩個分離的加熱器410和430可被一個加長的加熱器取代。同樣,夾具310的x方向上的相反面上的多個加熱器410和430可被一個加長的加熱器取代。
加熱器410、420和430可分別通過支架411、421和431而固定到位,這些支架通過諸如螺栓或螺絲這樣的緊固件或諸如焊料或焊劑這樣的粘合劑來附著至它們各自的加熱器。支架411、421和431受到垂直支座412、422和432的支承,這些支座可通過諸如螺栓或螺絲這樣的緊固件或諸如焊料或焊劑這樣的粘合劑來附著至它們各自的支架。在一些實(shí)施方式中,支架411、421和431以及垂直支座412、422和432可以是單一結(jié)構(gòu)。支架411、421和431附著至加熱器410、420和430所使用的機(jī)構(gòu)、以及支架411、421和431附著至垂直支座412、422、432所使用的機(jī)構(gòu)不受特別限定,只要機(jī)構(gòu)能夠承受由邊緣密封設(shè)備200產(chǎn)生的熱量即可。
在一些實(shí)施方式中,加熱器410、420和430是能夠?qū)⒉Aе破?00加熱至玻璃制品100的退火點(diǎn)或接近該退火點(diǎn)的溫度的陶瓷絲加熱器。如本文所用,退火點(diǎn)是指玻璃到達(dá)1013.4泊的粘度時的溫度。在一些實(shí)施方式中,陶瓷絲加熱器將玻璃制品加熱至從退火點(diǎn)溫度至高于該退火點(diǎn)溫度約100℃的溫度之間的預(yù)熱溫度,例如從退火點(diǎn)溫度至高于該退火點(diǎn)溫度約80℃的溫度。在另一些實(shí)施方式中,加熱器可以是紅外線加熱器、火焰加熱器、或能夠?qū)⒉Aе破芳訜嶂令A(yù)定溫度的其它類型的加熱器。在一些實(shí)施方式中,加熱器將玻璃制品加熱至約600℃~約800℃的溫度,例如約650℃~約750℃。在另一些實(shí)施方式中,加熱器將玻璃制品加熱至約675℃~約725℃的溫度,例如約700℃。因?yàn)榧訜崞?10、420和430是固定的,從加熱器410、420和430中發(fā)射出的熱量的強(qiáng)度是否足以將玻璃制品加熱至預(yù)定溫度將取決于玻璃制品100前進(jìn)通過邊緣密封設(shè)備的速度。例如,當(dāng)玻璃制品100以高速前進(jìn)通過邊緣密封設(shè)備時,加熱器410、420和430發(fā)射出更高強(qiáng)度的熱量,而當(dāng)玻璃制品100以低速前進(jìn)通過邊緣密封設(shè)備時,加熱器410、420和430發(fā)射出更低強(qiáng)度的熱量。因此,在一些實(shí)施方式中,加熱器的強(qiáng)度是可調(diào)節(jié)的,從而不論玻璃制品100以何種速度前進(jìn)通過邊緣密封設(shè)備200,加熱器410、420和430都能將玻璃制品100加熱至預(yù)定的預(yù)熱溫度。
下面參考圖2a和圖2b對纖維給料系統(tǒng)進(jìn)行描述。圖2a和圖2b中所示的纖維給料系統(tǒng)包含支承用于向玻璃制品100的邊緣130供給纖維的機(jī)構(gòu)的支承結(jié)構(gòu)620。支承結(jié)構(gòu)620的尺寸不受特別限制,可根據(jù)安裝在支承結(jié)構(gòu)上的機(jī)構(gòu)的排布而不同于圖2a和圖2b中所示的結(jié)構(gòu)。因此,應(yīng)當(dāng)理解的是,在一些實(shí)施方式中,安裝在制成結(jié)構(gòu)620上的機(jī)構(gòu)的排布可不同于圖2a和圖2b中所示的機(jī)構(gòu)的排布。安裝在支承結(jié)構(gòu)620上的是多個橫向支承板630。使纖維610的移動路徑通過橫向支承板630,以將纖維610的移動控制在橫向方向(即,x方向)上,因此,橫向支承板630沿x方向?qū)R,從而可使纖維610的移動路徑通過橫向支承板630而不發(fā)生彎曲。在一些實(shí)施方式中,纖維610可具有約100μm~約600μm、例如約150μm~約500μm的直徑。在另一些實(shí)施方式中,纖維610可具有約200μm~約450μm、例如約250μm~約400μm的直徑。在一些實(shí)施方式中,纖維并未裝入保護(hù)罩中,因此,如果不對其移動進(jìn)行控制,則纖維610易于損壞??衫萌魏魏线m的方法將橫向支承板630安裝在支承結(jié)構(gòu)620上,例如焊接和熔接,且在一些實(shí)施方式中,橫向支承板630可作為具有支承結(jié)構(gòu)620的單一主體形成。
圖2a和2b中所示的纖維給料系統(tǒng)包含安裝在支承結(jié)構(gòu)620上的纖維導(dǎo)頭640。纖維導(dǎo)頭640例如通過緊固件或通過焊接或熔接而牢固地安裝在支承結(jié)構(gòu)620上,將纖維610精確地排放至玻璃制品100的邊緣130。纖維導(dǎo)頭640包含安裝在支承結(jié)構(gòu)620上的寬部641和未安裝在支承結(jié)構(gòu)620上的錐形部642。纖維被插入纖維導(dǎo)頭640的寬部641中,隨后被導(dǎo)向纖維導(dǎo)頭620的錐形部642,纖維從錐形部642離開纖維導(dǎo)頭620。在一些實(shí)施方式中,纖維導(dǎo)頭640的錐形部642中的開口的直徑與纖維610的直徑基本上相同,從而纖維以極高的精度離開纖維導(dǎo)頭640的錐形部642中的開口。雖然激光束不應(yīng)當(dāng)接觸纖維導(dǎo)頭,但在一些實(shí)施方式中,纖維導(dǎo)頭640由耐激光且不允許激光透過纖維導(dǎo)頭640的材料制成,從而防止了纖維610在纖維610離開纖維導(dǎo)頭640之前暴露于激光能量之下。在一些實(shí)施方式中,纖維導(dǎo)頭可由石墨或類似的材料構(gòu)成。
圖2a和圖2b中所示的纖維給料系統(tǒng)包含從纖維導(dǎo)頭640的寬部641延伸的纖維導(dǎo)管650。纖維導(dǎo)管650保護(hù)纖維610在被從給料輪661和662供給至纖維導(dǎo)頭640的過程中不受環(huán)境污染物以及可能的損傷的影響。在一些實(shí)施方式中,纖維導(dǎo)管650由纖維導(dǎo)頭640支承,而不由支承結(jié)構(gòu)620支承。在一些實(shí)施方式中,纖維導(dǎo)管650由橫向支座630和纖維導(dǎo)頭640支承。纖維導(dǎo)管650沿y方向從纖維導(dǎo)頭640的寬部641向上延伸至位于給料輪661和662下方且緊挨給料輪661和662的位置處。纖維導(dǎo)管650的直徑大于纖維610的直徑,從而纖維610可在纖維610離開給料輪661和662之后容易地進(jìn)入纖維導(dǎo)管650中。在一些實(shí)施方式中,纖維導(dǎo)管的直徑略大于纖維的直徑,例如比纖維的直徑大約10μm。在一些實(shí)施方式中,纖維導(dǎo)頭640和纖維導(dǎo)管650可以可拆卸的方式連接至支承結(jié)構(gòu)620,從而纖維導(dǎo)頭640和纖維導(dǎo)管650可與其它為了適應(yīng)更大或更小直徑的纖維而配置的纖維引導(dǎo)管和纖維導(dǎo)頭互換。
下面將參考圖3a和圖3b對纖維給料系統(tǒng)進(jìn)行更詳細(xì)的描述。在一些實(shí)施方式中,垂直支承結(jié)構(gòu)710和720在x方向上間隔,且沿y方向向上延伸。垂直支承結(jié)構(gòu)710和720通過水平支承結(jié)構(gòu)730相連,所述水平支承結(jié)構(gòu)730沿x方向延伸,且包含連接至垂直支承結(jié)構(gòu)710的第一端和連接至垂直支承結(jié)構(gòu)720的第二端。安裝機(jī)構(gòu)740可移動地安裝在水平支承結(jié)構(gòu)730上??蓪惭b機(jī)構(gòu)740安裝在水平支承結(jié)構(gòu)730上,從而安裝機(jī)構(gòu)740沿著水平支承結(jié)構(gòu)730在x方向上移動。另外,在一些實(shí)施方式中,可安裝安裝機(jī)構(gòu)740,以使其相對于水平支承結(jié)構(gòu)730在y方向和z方向上移動,從而安裝機(jī)構(gòu)740、進(jìn)而支承結(jié)構(gòu)620在x、y和z方向上都可移動。在另一些實(shí)施方式中,垂直支承結(jié)構(gòu)710和720以及水平支承結(jié)構(gòu)730都是可移動的,且允許支承安裝結(jié)構(gòu)740、進(jìn)而支承結(jié)構(gòu)620在x、y和z方向上移動。
上述機(jī)構(gòu)提供了支承結(jié)構(gòu)620的粗動或大動。然而,因?yàn)槔w維610的直徑小、以及玻璃制品100的可選的薄厚度,可能需要支承結(jié)構(gòu)620、進(jìn)而纖維610進(jìn)行高精度的移動。因此,可使用高精度定位臺750。高精度定位臺750能夠在三個正交的方向(即,x、y和z方向)上平移,因此,高精度定位臺750包含三個用于驅(qū)動高精度定位臺750的致動器751和752(其中的一個未圖示)。支承結(jié)構(gòu)620被安裝至高精度定位臺750上。兩個致動器751和752沿x和y方向驅(qū)動高精度定位臺750,第三致動器(未圖示)沿z方向驅(qū)動高精度定位臺750,從而允許高精度地將纖維610送入緊鄰玻璃制品100的邊緣130處。
在一些實(shí)施方式中,支承結(jié)構(gòu)620可通過橫跨支承結(jié)構(gòu)620與高精度定位臺750之間的連接器760連接至高精度定位臺750。在一些實(shí)施方式中,連接器760提供對于支承結(jié)構(gòu)的角度調(diào)節(jié)。連接器760可通過具有連接器760繞之旋轉(zhuǎn)的樞軸點(diǎn)761來提供對于支承結(jié)構(gòu)620的角度調(diào)整。樞軸點(diǎn)761可以是任何提供連接器760以旋轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu),例如螺栓。樞軸點(diǎn)761還可以是連接器760固定至高精度定位臺750的位置。在一些實(shí)施方式中,連接器760與高精度定位臺750之間具有足夠的摩擦力,使得當(dāng)支承結(jié)構(gòu)620的角度被設(shè)定,該支承結(jié)構(gòu)就不會繞著樞軸點(diǎn)761離開設(shè)定點(diǎn)。在一些實(shí)施方式中,連接器760可包含為了將支承結(jié)構(gòu)620固定在給定角度而緊固且為了調(diào)節(jié)支承結(jié)構(gòu)620的角度而放松的緊固件。
在一些實(shí)施方式中,纖維給料系統(tǒng)600包含將纖維610供給入導(dǎo)管650、并最終供給在玻璃制品100的邊緣130上的給料輪661和662。為了精確地裝填入給料輪661和662中,通過孔671將纖維610裝填入在纖維610進(jìn)入給料輪661和662中之前使其穩(wěn)定的穩(wěn)定器670中。穩(wěn)定器670中的孔671的尺寸應(yīng)當(dāng)與纖維610的尺寸大致相同,以穩(wěn)定纖維610。穩(wěn)定器670中的孔671應(yīng)當(dāng)在x方向上與給料輪661與662之間的間隔對齊,從而纖維610在其在給料輪661與662之間進(jìn)入之前無需彎曲。在一些實(shí)施方式中,穩(wěn)定器670中的孔671的尺寸可以是可調(diào)節(jié)的,從而可使用不同尺寸的纖維。例如,在一些實(shí)施方式中,穩(wěn)定器670中形成孔671的第一表面的部分可以是靜止的,而穩(wěn)定器670中形成孔671的相反表面(x方向)的部分可以是在x方向上可移動的,從而可對孔671在x方向上的寬度進(jìn)行調(diào)節(jié)。穩(wěn)定器670的可移動的部分可配備有移動機(jī)構(gòu),例如螺桿驅(qū)動,其提供穩(wěn)定器的可移動部分的精確移動,進(jìn)而對孔寬度進(jìn)行精確調(diào)節(jié)。應(yīng)當(dāng)理解的是,雖然上述實(shí)施方式描述了穩(wěn)定器670的一側(cè)是可移動的,但在一些實(shí)施方式中,穩(wěn)定器670的兩側(cè)可以都是可移動的。
給料輪661和662間隔開,從而沿著x方向在給料輪661與662之間形成了小的間隙。應(yīng)當(dāng)對間隙的寬度進(jìn)行調(diào)節(jié),從而給料輪能夠以足夠的張力接觸在給料輪661與662之間供給的纖維610,以將纖維610柔和地供給入導(dǎo)管650中??蓪o料輪661與662之間的間隙進(jìn)行調(diào)節(jié),以適應(yīng)尺寸不同的纖維610。例如,在一些實(shí)施方式中,第一給料輪661和第二給料輪662中的一個(在x方向上)可以是可平移的,以調(diào)節(jié)間隙。在一些實(shí)施方式中,穩(wěn)定器670中可移動的部分在z方向上毗鄰于可平移的給料輪662。可平移的給料輪662的部分可利用精確移動機(jī)構(gòu)663來精確調(diào)整。在一些實(shí)施方式中,精確移動機(jī)構(gòu)663可以是螺桿驅(qū)動,其精確地調(diào)整可移動輪662的部分。應(yīng)當(dāng)理解的是,雖然上述實(shí)施方式描述了作為可轉(zhuǎn)化的給料輪的給料輪662,但在一些實(shí)施方式中,給料輪661或給料輪661和662可以都是可平移的。
除了玻璃制品100前進(jìn)通過邊緣密封設(shè)備200的速度以外,纖維610的給料速率也會影響纖維610在玻璃制品100的邊緣130上的沉積特性,例如纖維層的厚度。因此,纖維610的給料速率能夠通過調(diào)節(jié)給料輪661和662的旋轉(zhuǎn)速度來調(diào)整。在圖3a和圖3所示的實(shí)施方式中,給料輪661和662的旋轉(zhuǎn)速度由電動機(jī)680控制。給料輪661是由電動機(jī)680驅(qū)動的驅(qū)動輪,給料輪662是在驅(qū)動給料輪661的旋轉(zhuǎn)基礎(chǔ)上旋轉(zhuǎn)的空轉(zhuǎn)輪。驅(qū)動給料輪661可機(jī)械連接至電動機(jī)680。例如,如圖3b所示,電動機(jī)680包含齒輪681,驅(qū)動輪661包含通過驅(qū)動機(jī)構(gòu)682附著于電動機(jī)680的齒輪681的齒輪661a。在一些實(shí)施方式中,驅(qū)動機(jī)構(gòu)680可以是履帶,鏈條或螺桿。在一些實(shí)施方式中,驅(qū)動機(jī)構(gòu)682可以是耐熱鏈條。
纖維610被供給至玻璃制品100的邊緣130的給料速率部分決定了纖維在玻璃制品100的邊緣130上的沉積特性。例如,以緩慢的速率供給纖維610能夠向玻璃制品100的暴露邊緣130提供纖維610的薄層,前提是玻璃制品100保持恒定地前進(jìn)通過邊緣密封設(shè)備200。類似地,以快速的速率供給纖維能夠向玻璃制品100的暴露邊緣130提供纖維610的厚層,前提是玻璃制品100保持恒定地前進(jìn)通過邊緣密封設(shè)備200。因此,在一些實(shí)施方式中,電動機(jī)680可以是諸如伺服馬達(dá)或步進(jìn)馬達(dá)這樣的能夠使驅(qū)動機(jī)構(gòu)精確移動的高精度電動機(jī)??蓪㈦妱訖C(jī)連接至向控制器(未圖示)傳送信號的反饋傳感器(未圖示),所述控制器能夠精確地控制電動機(jī)的運(yùn)行,并且能夠調(diào)整驅(qū)動給料輪661的旋轉(zhuǎn),進(jìn)而控制纖維610的給料速率。使用這樣的高精度電動機(jī),可通過改變纖維610的給料速率來調(diào)整纖維610在玻璃制品100的邊緣130上的沉積特性,例如厚度。
再次參考圖2a、圖2b和圖4,下面將對邊緣密封設(shè)備200的激光系統(tǒng)500進(jìn)行描述。在一些實(shí)施方式中,激光系統(tǒng)500包含三臺激光器510、520和530。所使用的激光器的類型不受特別限制,可基于纖維610的材料以及纖維610所施用至的玻璃制品100的材料來選擇。例如,不同的材料會更加容易地吸收某些波長的能量,但不吸收其它波長的能量。因此,如果激光被用于不能容易地吸收該激光波長的材料之上,則激光可能無法充分地加熱材料,除非該材料經(jīng)過摻雜以包含吸收該激光波長的元素。在一些實(shí)施方式中,激光器510、520和530可以是co激光器、co2激光器或氙激光器。激光器510、520和530可以是相同或不同類型的激光器。激光器510、520和530中的每一種都連接至對激光束510、520和530的持續(xù)時間和功率進(jìn)行控制的控制器(未圖示)。
在一些實(shí)施方式中,例如圖4中所示的實(shí)施方式,安置激光器510和520以將相應(yīng)的激光束511和521投射至纖維610的相反面上,以將纖維610加熱至約為纖維610的軟化溫度的溫度。在一些實(shí)施方式中,纖維的軟化點(diǎn)是纖維的粘度約為107.6泊的溫度,激光束511和521將纖維加熱至軟化點(diǎn)上下約50℃以內(nèi)的溫度,例如在軟化點(diǎn)上下約25℃以內(nèi)。例如,如果纖維的軟化點(diǎn)為950℃,則激光束511和521將纖維加熱至約900℃~約1000℃的溫度。然而,在一些實(shí)施方式中,激光束511和521將纖維加熱至高于或等于纖維的軟化點(diǎn)至比纖維的軟化點(diǎn)高約50℃的溫度。在這些實(shí)施方式中,如果纖維的軟化點(diǎn)為950℃,則激光束511和521將纖維加熱至約950℃~約1000℃的溫度。
對激光束511和521進(jìn)行配置,從而使它們在供給纖維的位置處匯聚,以在纖維通過匯聚的激光束511和521產(chǎn)生熱點(diǎn)。因此,對纖維610離開纖維導(dǎo)頭640的位置進(jìn)行精確調(diào)整,從而激光束511和521與纖維610的相反面接觸。激光束511和521的功率和強(qiáng)度根據(jù)纖維610的給料速率以及玻璃制品100前進(jìn)通過邊緣密封設(shè)備200的速度而變化。例如,纖維610的給料速率越快、以及/或者玻璃制品100前進(jìn)通過邊緣密封設(shè)備的速度越快,則激光束511和521可具有更大的功率和強(qiáng)度。類似地,纖維610的給料速率越慢、以及/或者玻璃制品100前進(jìn)通過邊緣密封設(shè)備的速度越慢,則激光束511和521可具有更小的功率和強(qiáng)度。在一些實(shí)施方式中,激光器510和520的功率約為8w~約15w,例如約10w~約13w。
仍然參考圖4,安置激光器530,以在將纖維610施用至玻璃制品100的邊緣130之后立即將激光器530相應(yīng)的激光束531投射至玻璃制品100上,以將玻璃制品的邊緣加熱至高于玻璃制品100的退火點(diǎn)且低于玻璃制品100的軟化點(diǎn)的溫度。在一些實(shí)施方式中,安置激光器530,以將其相應(yīng)的激光束531投射至玻璃制品100上的一個位置處,該位置與纖維610被施用至玻璃制品100的邊緣130的位置相距大于或等于約0.1mm至小于約1mm,例如與纖維610被施用至玻璃制品100的邊緣130的位置相距大于或等于約0.2mm至小于約0.8mm。激光器530的功率小于激光器510和520的功率。激光束531在將纖維施用至玻璃制品的邊緣130之前不與該纖維接觸,也不與激光束511和/或521接觸。如果激光束531接觸激光束511和521或者激光束531與激光束511和/或521同時接觸纖維610的相同部分,則激光束531和/或511和521所提供的加熱強(qiáng)度可能過大,纖維610可能熔化?;蛘呷绻す饽芰刻貏e大時,纖維610可能蒸發(fā)。因此,對纖維610離開纖維導(dǎo)頭640的位置進(jìn)行精確調(diào)整,從而激光束530在其施用至玻璃制品100的邊緣130之前不會接觸纖維610。激光束531的功率和強(qiáng)度根據(jù)玻璃制品100前進(jìn)通過邊緣密封設(shè)備200的速度而變化。例如,玻璃制品100前進(jìn)通過邊緣密封設(shè)備的速度越快,則激光束531將會需要更大的功率和強(qiáng)度。類似地,玻璃制品100前進(jìn)通過邊緣密封設(shè)備的速度越慢,則激光束531將會需要較低的功率和強(qiáng)度。在一些實(shí)施方式中,激光器530的功率約為3w~約5w,例如約4.5w。
雖然圖2a和圖2b中所示的激光系統(tǒng)500包含三臺激光器,其它實(shí)施方式也包含于本公開內(nèi)。例如,在一些實(shí)施方式中,激光系統(tǒng)包含單臺激光器,其配置成發(fā)生單一激光束,該單一激光束隨后(例如通過分流器或其它合適的光學(xué)裝置)分支,以形成第一激光束、第二激光束和第三激光束。在另一些實(shí)施方式中,激光系統(tǒng)包含兩臺激光器(例如第一激光器和第三激光器)。一臺激光器(例如第一激光器)配置成放射單一激光束,該單一激光束隨后分支以形成第一激光束和第二激光束。另一臺激光器(例如第三激光器)形成第三激光束。在另一些實(shí)施方式中,可使用預(yù)定數(shù)量的激光器和/或光學(xué)裝置,以使激光系統(tǒng)被配置成發(fā)射第一激光束、第二激光束和第三激光束來如本文所述的密封玻璃制品的邊緣。
本文所述的實(shí)施方式涉及一種邊緣密封設(shè)備,其中,玻璃制品前進(jìn)通過邊緣密封設(shè)備,且邊緣密封設(shè)備是靜止的。然而,應(yīng)當(dāng)理解的是,可使玻璃制品保持靜止,而使邊緣密封設(shè)備移動,以使玻璃制品相對于邊緣密封設(shè)備前進(jìn),從而纖維被施用至玻璃制品的邊緣。或者,可使玻璃制品和邊緣密封設(shè)備移動,以使玻璃制品相對于邊緣密封設(shè)備前進(jìn),從而纖維被施用至玻璃制品的邊緣。
在各種實(shí)施方式中,本文所述的控制器可響應(yīng)或運(yùn)行儲存在軟件、硬件、集成電路、固件、微碼或它們的組合的組件中的執(zhí)行指令。例如,控制器可配置成控制邊緣密封設(shè)備200的組件(例如玻璃制品前進(jìn)系統(tǒng)、激光系統(tǒng)500和/或纖維給料系統(tǒng)600)。在一些實(shí)施方式中,控制器包含內(nèi)存(例如rom和/或ram)、存儲裝置(例如硬盤、閃盤驅(qū)動器、cdrom和/或dvd)、用戶輸入裝置(例如鍵盤、鼠標(biāo)和/或觸摸屏)、輸出裝置(例如顯示器和/或燈光)、輸入/輸出裝置(例如網(wǎng)卡和/或串行總線)、操作系統(tǒng)(例如微軟視窗(microsoftwindows)操作系統(tǒng))、應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)或它們的組合。
下面將對用于形成邊緣被密封了的玻璃制品的方法進(jìn)行描述。玻璃制品不受限制,可以是任意切割得到的玻璃制品。在一些實(shí)施方式中,參考圖1,玻璃制品是具有芯體層110和包層121a和121b的層壓玻璃制品100。在一些實(shí)施方式中,芯體層110和包層121a和121b包含相同的玻璃組成。在另一些實(shí)施方式中,芯體層110和包層121a和121b具有不同的組成。
可將玻璃制品100置于以可拆卸的方式連接至封裝在前進(jìn)平臺320中的驅(qū)動機(jī)構(gòu)的夾具310中。利用驅(qū)動機(jī)構(gòu)使玻璃制品100朝著纖維導(dǎo)頭640和激光束531前進(jìn)通過邊緣密封設(shè)備200。在前進(jìn)的路徑上,通過使玻璃制品100在加熱器410、420和430之間前進(jìn)以對玻璃制品進(jìn)行預(yù)熱,加熱器410、420和430將玻璃制品預(yù)熱至適合幫助纖維610與玻璃制品100的邊緣130粘合的溫度。在一些實(shí)施方式中,玻璃制品被預(yù)熱至從大約退火點(diǎn)溫度(即,玻璃制品的粘度約為1013.4泊時的溫度)至低于軟化點(diǎn)溫度(即,玻璃的粘度約為107.6泊時的溫度)的溫度。
隨后,使玻璃制品在纖維給料系統(tǒng)的導(dǎo)頭下前進(jìn),其中,纖維在所述導(dǎo)頭處沉積在玻璃制品100的邊緣130上。然后,利用激光束531將玻璃制品100的邊緣130加熱至高于玻璃制品100所包含的玻璃的退火點(diǎn)但低于玻璃制品100所包含的玻璃的軟化點(diǎn)的溫度。在一些實(shí)施方式中,利用激光束531將玻璃制品100的邊緣130加熱至高于玻璃的退火點(diǎn)至比玻璃的軟化點(diǎn)低約200℃(例如比玻璃的軟化點(diǎn)低約150℃)的溫度。利用激光束531加熱玻璃制品100的邊緣130有助于纖維610一沉積就將纖維610固化至玻璃制品100的邊緣130。
在玻璃制品100前進(jìn)通過邊緣密封設(shè)備200的同時,通過例如將纖維610插入穩(wěn)定器670中的孔671中來將纖維610供給入纖維給料系統(tǒng)600中。纖維的組成不受限制,前提是該纖維能夠粘附于玻璃制品100的邊緣130。在一些實(shí)施方式中,纖維是玻璃纖維。在一些實(shí)施方式中,對纖維的組成進(jìn)行選擇,以使纖維的cte與玻璃制品100的包層121a和121b的cte相同或基本上相同。在另一些實(shí)施方式中,纖維610包含與玻璃制品100的包層121a和121b相同的玻璃組成。
一旦纖維通過穩(wěn)定器670被初始給料,纖維610就與調(diào)節(jié)纖維610的給料速率的纖維給料輪661和662相遇。纖維610一旦與纖維給料輪661和662相遇,纖維給料輪661和662就把其余的纖維拉拽通過穩(wěn)定器670。纖維給料輪661和662將纖維供給入導(dǎo)管650中,所述導(dǎo)管650保護(hù)纖維610不受環(huán)境條件和污染物的影響,并且將纖維610導(dǎo)入纖維導(dǎo)頭640中。將纖維610供給入纖維導(dǎo)頭640的寬部641,并將其引導(dǎo)至纖維導(dǎo)頭640的錐形部642。
纖維610經(jīng)由錐形部離開纖維導(dǎo)頭,并與激光束511和521接觸,所述激光束511和521將纖維加熱至玻璃制品100所包含的玻璃組合物的軟化溫度或十分接近該軟化溫度的溫度。激光束511接觸纖維610的一面,而激光束521接觸纖維610的相反面,以使纖維被均勻地加熱。在一些實(shí)施方式中,纖維導(dǎo)頭與玻璃制品100的邊緣130相距約10mm~約30mm,例如與玻璃制品100的邊緣130相距約15mm~約25mm。使用激光束511和521在纖維即將沉積在玻璃制品100的邊緣130上之前對纖維進(jìn)行加熱允許在纖維中的很局限的位置處施加高強(qiáng)度的能量。在一些實(shí)施方式中,激光束511和521在一個位置處加熱纖維,該位置與玻璃制品100的邊緣130相距大于或等于約10μm至小于約1000μm,例如與玻璃制品100的邊緣130相距約15μm~約750μm。在另一些實(shí)施方式中,激光束511和521在一個位置處加熱纖維,該位置與玻璃制品100的邊緣130相距大于或等于約20μm至小于約500μm,例如與玻璃制品100的邊緣130相距約30μm~約400μm。因此,只需把將要與玻璃制品100的邊緣130接觸的纖維部分被加熱至軟化點(diǎn),或者被加熱至接近軟化點(diǎn)。因此,纖維的剩余部分保持堅(jiān)硬,這允許纖維給料速率保持恒定,并且允許纖維被精確地施用至玻璃制品100的邊緣130。例如,如果纖維610被加熱至軟化點(diǎn)而進(jìn)入導(dǎo)頭640,則導(dǎo)頭640會被軟化了的纖維堵塞,且會產(chǎn)生背壓。
在一些實(shí)施方式中,纖維的給料速率以及玻璃制品前進(jìn)通過邊緣密封設(shè)備200的速度被初始設(shè)定成相同或基本上相同。隨后,提高給料速率或玻璃制品前進(jìn)通過邊緣密封設(shè)備200的速度中的一者、以及/或者降低給料速率或玻璃制品前進(jìn)通過邊緣密封設(shè)備200的速度中的一者,以調(diào)整纖維610在玻璃制品100的邊緣130上的沉積特性。例如,在一些實(shí)施方式中,給料速率和玻璃制品前進(jìn)通過邊緣密封設(shè)備200的速度被初始設(shè)定為約1mm/s,隨后,在將玻璃制品前進(jìn)通過邊緣密封設(shè)備200的速度保持在1mm/s的同時,將給料速率提高至約3mm/s,以在玻璃制品100的邊緣130上提供更厚的纖維沉積。在一些實(shí)施方式中,給料速率和/或玻璃制品前進(jìn)通過邊緣密封設(shè)備200的速度可約為1mm/s~約5mm/s,例如約2mm/s~約4mm/s。然而,應(yīng)當(dāng)理解的是,玻璃制品前進(jìn)通過邊緣密封設(shè)備200的速度不受特別限制,可根據(jù)激光器的功率而提高。
現(xiàn)在參考圖5,圖5顯示了具有密封邊緣的玻璃制品500。玻璃制品500是具有芯體層510和包層521a和521b的層壓玻璃制品。然而,一個暴露的邊緣被纖維610密封,從而玻璃制品的該邊緣未暴露。雖然圖5顯示的玻璃制品500只有一個邊緣被纖維610密封,但應(yīng)當(dāng)理解的是,在一些實(shí)施方式中,多個暴露邊緣都可被纖維密封。
基于以上描述,應(yīng)當(dāng)理解的是,以公開了各種用于對玻璃制品的邊緣進(jìn)行密封的設(shè)備和方法。在第一種示例性的實(shí)施方式中,公開了一種用于對玻璃制品的邊緣進(jìn)行密封的設(shè)備。該設(shè)備包含:將纖維沉積在玻璃制品邊緣上的纖維給料系統(tǒng);和包含至少第一激光器、第二激光器和第三激光器的激光系統(tǒng)。安置第一激光器,以將第一激光束投射至距離玻璃制品邊緣大于或等于約10μm至小于約1000μm的接觸點(diǎn)處纖維第一面上。安置第二激光器,以將第二激光束投射至所述接觸點(diǎn)處纖維的與第一面相反的第二面上。安置第三激光器,以將第三激光束投射至距離纖維沉積在玻璃制品邊緣上的位置大于或等于約0.1mm至小于約1mm的位置處的玻璃制品邊緣上。
在第二種示例性的實(shí)施方式中,公開了一種用于對玻璃制品進(jìn)行密封的方法,所述方法包含:使玻璃制品相對于纖維前進(jìn);安置纖維,以使纖維與玻璃制品的邊緣相對;在距離玻璃制品邊緣大于或等于約10μm至小于約1000μm的位置處使纖維的第一面與第一激光接觸以及使纖維的第二面與第二激光接觸;將纖維沉積在玻璃制品邊緣上;以及使玻璃制品邊緣與第三激光在距離纖維沉積在玻璃制品邊緣上的位置大于或等于約0.1mm至小于約1mm的位置處接觸。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的是,可以在不偏離要求專利權(quán)的主題的精神和范圍的情況下,對本文所述的實(shí)施方式進(jìn)行各種修改和變動。因此,本說明書旨在涵蓋本文所述的各種實(shí)施方式的修改和變化形式,且這些修改和變化形式落入所附權(quán)利要求及其等同內(nèi)容的范圍之內(nèi)。