Системы и методы резки стекла путем создания перфорации в стеклянных изделиях с применением импульсного оптического квантового генератора - RU2017104427A

1. Способ лазерной резки стеклянного изделия, включающий в себя:

подачу, по меньшей мере, одного стеклянного изделия к блоку импульсного оптического квантового генератора, имеющего, по меньшей мере, один импульсный оптический квантовый генератор, причем импульсный оптический квантовый генератор образует фокальную линию лазерного луча с длиной 0,1-100 мм, при этом стеклянное изделие состоит из двух концевых участков и, по меньшей мере, одной боковой поверхности, расположенной в продольном направлении между концевыми участками;

лазерную резку, по меньшей мере, одной линии перфорации в стеклянном изделии путем фокусировки импульсного оптического квантового генератора на фокальной линии лазерного луча под углом падения на боковую поверхность стеклянного изделия, при относительном движении между стеклянным изделием и импульсным оптическим квантовым генератором, причем стеклянное изделие прозрачно для длины волны импульсного оптического квантового генератора, и

разделение стеклянного изделия вдоль, по меньшей мере, одной линии перфорации, с получением стеклянного изделия, вырезанного лазером.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что длина волны импульсного оптического квантового генератора составляет менее чем примерно 1,8 мкм.

3. Способ по п.1, в котором стеклянное изделие представляет собой трубку.

4. Способ по п.3, в котором трубка, которая подается к импульсному оптическому квантовому генератору, представляет собой непрерывную трубку, поступающую от устройства получения стекла.

5. Способ по п.3, в котором трубка, которая подается к импульсному оптическому квантовому генератору, представляет собой предварительно нарезанную трубку.

6. Способ по п. 1, в котором каждое перфорационное отверстие проходит на всю толщину стеклянного изделия.

7. Способ по п.1, дополнительно включающий в себя резку стеклянного изделия перед разрезанием с использованием импульсного оптического квантового генератора.

8. Способ по пп. 1-7, в котором изделие из стекла содержит боросиликатное стекло, натриево-кальциевое стекло или алюмосиликатное стекло.

9. Способ по пп. 1-7, в котором линия перфорации представляет собой множество отверстий, имеющих размер в диапазоне 300-500 нм, с расстоянием между ними 1-30 мкм.

10. Способ по п.1, в котором относительное движение между стеклянным изделием и импульсным оптическим квантовым генератором определяется посредством: (I) движения импульсного оптического квантового генератора поперек боковой поверхности стеклянного изделия; или (II) движения стеклянного изделия по отношению к импульсному оптическому квантовому генератору; или (III) поступательного движения стеклянного изделия и вращательного движения импульсного оптического квантового генератора.

11. Система для лазерной резки по меньшей мере одного стеклянного изделия, содержащая:

устройство получения стекла, выполненное с возможностью формования, по меньшей мере, одного стеклянного изделия, содержащего два концевых участка и, по меньшей мере, одну боковую поверхность, расположенную в продольном направлении между двумя концевыми участками.

устройство резки стекла, содержащее блок импульсного оптического квантового генератора, выполненный с возможностью лазерной резки по меньшей мере одной линии перфорации в стеклянном изделии, поступающем от устройства получения стекла, и блок крепления стекла, выполненный с возможностью крепления стеклянного изделия во время лазерной резки в блоке импульсного оптического квантового генератора, при этом блок импульсного оптического квантового генератора и блок крепления стекла выполнены с возможностью двигаться относительно друг друга, и блок импульсного оптического квантового генератора содержит:

импульсный оптический квантовый генератор и

оптический блок, расположенный на пути луча импульсного оптического квантового генератора для преобразования импульсного лазера в фокальную линию лазерного луча, причем фокальная линия лазерного луча имеет длину в диапазоне от 0,1 до 100 мм,

причем импульсный оптический квантовый генератор ориентирован так, чтобы вызвать, по меньшей мере, одну линию перфорации в стеклянном изделии вдоль фокальной линии лазерного луча на боковой поверхности стеклянного изделия, при движении стеклянного изделия и блока импульсного оптического квантового генератора относительно друг друга, причем изделие из стекла является прозрачным для длины волны импульсного оптического квантового генератора; и

устройство разделения стекла, расположенное ниже по технологическому потоку от устройства резки стекла и выполненное с возможностью удаления части стеклянного изделия по линии перфорации для получения стеклянного изделия, вырезанного лазером.

12. Система по п.11, в которой стеклянное изделие представляет собой трубку.

13. Система по п.12, в которой трубка представляет собой (I) непрерывную трубку, полученную в устройстве получения стекла; или (II) трубка представляет собой непрерывную трубку, полученную в устройстве получения стекла, и является предварительно разрезанной трубкой до ее поступления к устройству резки стекла.

14. Система по п.11, в которой оптический блок содержит фокусирующий оптический элемент, выполненный с возможностью формирования фокальной линии лазерного луча.

15. Система по п.11, в которой: (I) блок крепления стекла содержит конвейер, расположенный между устройством резки стекла и устройством получения стекла; и/или (II) режущее устройство расположено выше по технологическому потоку от блока импульсного оптического квантового генератора.

16. Система по п.11, в которой устройство разделения стекла включает в себя устройство термического удара, компонент механической нагрузки или их комбинацию.

17. Система по п.16, в которой устройство термического удара: (I) включает в себя нагревательный элемент, выбранный из группы, состоящей из горелки водорода/кислорода, СО₂ лазера, а также их комбинации; или (II) содержит нагревательный элемент, выбранный из группы, состоящей из горелки водорода/кислорода, СО₂ лазера, а также их комбинации, и дополнительно содержит охлаждающий элемент, расположенный ниже по технологическому потоку от нагревательного элемента.

18. Система по п.11, в которой: (I) блок крепления стекла содержит полимерный захватывающий материал в контакте со стеклянным изделием; или (II) блок крепления стекла содержит полимерный захватывающий материал в контакте со стеклянным изделием, и полимерный захватывающий материал является резиной; или (III) блок крепления стекла включает в себя бесконтактное крепление.

19. Система по п. 11, в которой устройство получения стекла содержит устройство Велло для вытяжки стекла вниз, устройство формования стекла Даннера или устройство выдувания из стеклянной ленты.

20. Система по п.11, в которой: импульсный оптический квантовый генератор имеет среднюю энергию лазера менее чем около 500 мкДж; и/или (II) в которой импульсный оптический квантовый генератор имеет длительность импульса в пределах примерно от 10 пикосекунд и примерно до 100 пикосекунд; и/или (III) импульсный оптический квантовый генератор имеет частоту повторения импульсов от 10 до 1000 кГц.