一种激光精密加工玻璃的切割裂片系统技术方案

　　本实用新型专利技术涉及一种激光精密加工玻璃的切割裂片系统，所述系统包括机台和，所述机台上设置与相连的激光器切割组件、注油微枪和CCD定位装置。所述激光器切割组件包括超快激光器和切割头，所述注油微枪包括进油管、加热管、保温层、测温点和微枪头，所述CCD定位装置有多个，且一一对应地设置于切割头和注油微枪旁，控制激光器切割组件对玻璃材料的切割和注油微枪沿激光已切割路径喷注与玻璃材料温差80℃‑200℃的油品，实现玻璃材料的裂片。CCD定位装置时时监控切割头和注油微枪的位置。本实用新型专利技术裂片成本低、时间短、易于控制，裂片效果好，而油品良好的润滑性、粉末沉降性以及清洗性，在裂片的同时能够对切口有很好的保护作用。

　　激光切割玻璃具备加工速度快、精度高、参数设置简单等明显优势，成为大批量加工的选择。因为激光是非接触工具，没有磨损问题，从而可保证持续、均匀的切割厚度和边缘质量。权威测量显示，平均粗糙度(Ra)小于0.5μm。因为边缘质量优秀以及自然回火效应，激光切割的边缘强度非常高，与机械法加工后又打磨的样品相比，边缘强度提高30％左右。激光切割避免了侧面裂缝，不仅边缘的抗冲击强度增强，整体组件强度通常能提高80％，从而显著改善部件抗损坏的能力。材料强度的提高减少了损坏与损失的可能性，也减少了由于潜在的产品瑕疵而过早的在现场出现故障的问题。这对产品设计而言是一大优势，设计者不仅可以使用更轻、更薄的材料，而且还不影响产品使用寿命。在微电子产业中，光学玻璃制造加工的精度、效率也不断在提升。目前激光切割加工存在的一个问题是，由于激光切割后的小尺寸玻璃板与大尺寸光学玻璃本体之间的切缝只有五微米左右，片与片之间的作用力较大，不会自由脱落，需要一定外力才能将片分开。为此，申请号0.X的中国专利申请提供一种激光光学玻璃切割的裂片工艺，然而其裂片步骤比较繁琐。近年来出现的新型激光加工方法-激光成丝(LaserFilamentation)切割已在玻璃材料的加工中运用。当超快激光强脉冲被聚焦在透明玻璃材料中，超快脉冲在玻璃材料内部出现自聚焦现象，形成高能量密度自传输通道，称之为“成丝“(Filamentation)。当激光脉冲的强度高于透明玻璃材料的损伤阈值时，激光成丝在玻璃内部产生出一条数十微米量级的高深宽比“破坏”通道，通过控制光束与样品的相对位置，便可实现在玻璃材料中的特定破裂几何轨迹。最终通过切割部分自行从基底脱落或辅助开裂的方式实现最终的样品切割。激光成丝切割的技术新颖性吸引了市场的极大关注，且优势非常明显——切割速度快、几乎不产生碎屑、样品边缘强度高。然而，激光成丝切割后的样品往往会出现很难顺利脱离基底的现象，需要施加外力进行分离，激光成丝切割后的剥离力一般采用CO2激光沿着切割路径(切割轨迹)辅助加热方式进行裂片，而二氧化碳激光器结构复杂，维护成本巨大，不仅前镜尾镜价格昂贵，而且涡轮机轴承的寿命只有8000小时，且更换费用达到8万元每对。另外，二氧化碳激光切割机加工时不仅产生气体的消耗，而且光电转化率只有8％-10％。其次，二氧化碳激光器光束发散较大，不适合大幅面的加工。中国专利申请CN8对二氧化碳激光切割裂片的路径进行优化，渴望避免切割造成待切割产品的破裂，提高成品的良率。以上所述技术对激光切割玻璃后的裂片工艺做出了种种探索和优化，但仍然存在步骤繁琐、成本高、难于控制等问题。

　　为了简化激光切割玻璃后的裂片工艺、降低裂片的成本，进一步提高成品良率，本技术提供一种激光精密加工玻璃的切割裂片方法，所述方法包括：切割步骤：用激光按切割路径对玻璃材料进行切割，切深至玻璃厚度的1/2以上；裂片步骤：沿上述切割路径注入与玻璃材料温差80℃-200℃的油品，因切口内外的温差实现玻璃材料的裂片。进一步，所述油品为煤油、机油、柴油、植物油、硅油，其中一种或几种的混合物。进一步，在切割步骤和裂片步骤之间还包括冷处理步骤：用冷却气体喷嘴对激光切割后的玻璃材料进行整体冷却。进一步，在裂片步骤之后还包括冷却清洗步骤：将玻璃材料整体置于冷水中，对裂片后的成品进行清洗，除去残留油品。进一步，所述切割步骤为用超快激光器基于超快激光的成丝工艺按切割路径对玻璃材料进行成丝切割。所述切割步骤还可以为用超快激光器经多焦点聚焦系统按切割路径对玻璃材料进行切割。或者，所述切割步骤以超快激光器发出的高斯光束经切割头整形成的Bessel光束进行切割。进一步，所述玻璃材料为溢流熔融法生产出的纵向自然下垂运动的玻璃基板，经超快激光器射出的水平激光切割后，再经双向与玻璃基板成45℃夹角且紧贴玻璃的注油微枪头沿切割路径注入低温油品后实现裂片，得到切割成品。或者，所述玻璃材料为水平放置的玻璃基板，经超快激光器沿切割路线激光切割后，再经注油微枪头沿切割路径自上而下注入高温油品后实现裂片，得到切割成品。本技术还提供实现上述方法的切割裂片系统，所述系统包括机台和，机台上设置与相连的激光器切割组件和注油微枪，所述注油微枪包括进油管、加热管、保温层、测温点和微枪头。进一步，所述系统包括机台和，所述机台上设置与相连的激光器切割组件、注油微枪和CCD定位装置。进一步，所述激光器切割组件包括超快激光器和切割头，所述注油微枪包括进油管、加热管、保温层、测温点和微枪头，所述CCD定位装置有多个，且一一对应地设置于切割头和注油微枪旁，控制激光器切割组件对玻璃材料的切割和注油微枪沿激光已切割路径喷注与玻璃材料温差80℃-200℃的油品，实现玻璃材料的裂片，CCD定位装置时时监控切割头和注油微枪的位置。或者，所述激光器切割组件包括超快激光器、多焦点聚光系统、光学聚焦焦深调节系统和切割头，所述CCD定位装置有多个，且一一对应地设置于切割头和注油微枪旁，控制激光器切割组件对玻璃材料的切割和注油微枪沿激光已切割路径喷注油品实现玻璃材料的裂片。进一步，所述激光器切割组件还包括多焦点聚光系统、光学聚焦焦深调节系统、X/Y轴组合移动平台、Z轴移动平台、所述X/Y轴组合移动平台上固定玻璃吸附平台，玻璃吸附平台可以在X/Y轴组合移动平台上沿X/Y轴移动；所述X/Y轴组合移动平台上方安装Z轴移动平台，所述Z轴移动平台安装固定板，所述固定板可以在Z轴移动平台上沿Z轴移动；所述固定板上安装超快激光器和多焦点聚光系统，所述多焦点聚光系统将超快激光器发出的激光聚焦后经切割头射向玻璃吸附平台，所述超快激光器连接至。进一步，所述系统还包括对激光切割后、注油裂片前的玻璃材料整体进行冷却的与相连的气体喷嘴。进一步，所述注油微枪以纵向竖直平面为对称平面双向设置，每侧一支，且每支注油微枪与对称平面间夹角均为45度。进一步，所述系统还包括玻璃材料的清洗水池。进一步，所述超快激光器为皮秒或飞秒激光器，所述超快激光器发出的高斯光束经切割头整形为Bessel光束。进一步，所述皮秒激光器的工作波长为1030-1950nm、532-545nm或266-355nm。进一步，所述飞秒激光器的工作波长为780-1560nm、513-535nm或259-345nm。进一步，所述皮秒激光器的工作脉宽为1-500ps，所述飞秒激光器的工作脉宽为100-900fs。本技术的有益效果在于：1.本技术裂片方法通过沿激光切割后的路径中注入与所切割材料温差80-150℃的油品，在切割路径与周边形成很大温差，这种温差如同锋利的钢刀，

　　1.一种激光精密加工玻璃的切割裂片系统，其特征在于，所述系统包括机台和，所述机台上设置与相连的激光器切割组件、注油微枪和CCD定位装置。/n

　　1.一种激光精密加工玻璃的切割裂片系统，其特征在于，所述系统包括机台和，所述机台上设置与相连的激光器切割组件、注油微枪和CCD定位装置。

　　2.按照权利要求1所述的切割裂片系统，其特征在于，所述激光器切割组件包括超快激光器和切割头，所述注油微枪包括进油管、加热管、保温层、测温点和微枪头，所述CCD定位装置有多个，且一一对应地设置于切割头和注油微枪旁，控制激光器切割组件对玻璃材料的切割和注油微枪沿激光已切割路径喷注与玻璃材料温差80℃-200℃的油品，实现玻璃材料的裂片，CCD定位装置时时监控切割头和注油微枪的位置。

　　3.按照权利要求1或2所述的切割裂片系统，其特征在于，所述激光器切割组件还包括多焦点聚光系统、光学聚焦焦深调节系统、X/Y轴组合移动平台、Z轴移动平台、所述X/Y轴组合移动平台上固定玻璃吸附平台，玻璃吸附平台可以在X/Y轴组合移动平台上沿X/Y轴移动；所述X/Y轴组合移动平台上方安装Z轴移动平台，所述Z轴移动平台安装固定板，所述固定板可以在Z轴移动平台上沿Z轴移动；所述固定板上安装超快激光器和多焦点聚光系统，所述多焦点聚光系统将超快激光器发出的激光聚焦后经切割头射向玻璃吸附平台，所述超快激光器连接至。