一种多焦点激光分离夹层玻璃装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种多焦点激光分离夹层玻璃装置。该装置包括二维工作平台和依次位于同一光路上的激光器、反射镜、扩束准直镜和多聚焦镜片组。该装置工作时，由激光器输出的激光依次经过反射镜和扩束准直镜后送入多聚焦镜片组，并产生多个激光聚焦点，使所述夹层玻璃各层至少有一个激光聚焦点，玻璃层和胶合材料层在激光聚焦点作用于分离，沿分离方向移动的多个激光聚焦点将同时切割分离夹层玻璃的玻璃层和胶合材料层，使整个夹层玻璃同时被切割分离。本实用新型专利技术无需后续人工掰片，极大的提高了切割速度，具有分离流程简单、分离速度快、分离质量好、可异形分离、易于实现机械化等优点，特别适用于建筑及汽车用夹层玻璃的切割分离。

【技术实现步骤摘要】
一种多焦点激光分离夹层玻璃装置
本技术属于激光加工
，具体涉及一种多焦点激光分离夹层玻璃的装置，本技术尤其适用于建筑.及汽车用夹层玻璃的切割分离。
技术介绍
夹层玻璃是由两片或多片玻璃，之间夹一层或多层空气或真空隔离层或有机聚合物中间膜，经过特殊的高温预压(或抽真空)及高温高压工艺处理后，使玻璃和中间膜永久粘合为一体的复合玻璃产品。由于夹层玻璃同时具有外层玻璃和内层胶合层的特性，因此夹层玻璃具有许多优良的材料特性。例如，在胶合层中加入防弹纤维结构，会制成具有抵御枪弹乃至炮弹的防弹玻璃；在胶合层中加入金属丝或压力传感器以及报警装置，可制成具有防盗功能的夹层玻璃；在胶合层中添加具有阻燃性能的化工材料，可制成具有防火功能的夹层玻璃；在夹层玻璃中嵌入金属丝，并将金属丝在电极上形成回路制热，可制成具有除霜功能的电加热夹层玻璃；在夹层中加入装饰性材料，可以制成具有特定图案的装饰夹层玻璃；在胶合层中加入隔音材料，可以制成具有隔音效果的隔音夹层玻璃；在胶合层中加入防紫外线材料，可制成具有阻挡有害光纤的防晒夹层玻璃；在胶合层中加入隔热材料，可以制成具有阻热功能的隔热夹层玻璃等等。由于夹层玻璃具有优良的材料特性，其广泛应用于汽车、机车、飞机、船舶的风挡以及高层建筑的门窗等等。在西方国家，绝大部分建筑玻璃均采用夹层玻璃，极大地提高了建筑的安全性能，且夹层玻璃具有更好的隔热性能，减少了建筑温度调节能源的利用(如空调用电、寒冷地区烧煤等)，降低能源消耗，保护环境。除此之外，在汽车领域，夹层玻璃更是提高其安全性能的必备材料，西方国家明文规定汽车前挡风玻璃必须采用夹层玻璃。而在中国，夹层玻璃使用率仍在较低的水平，但随着安全意识和节能环保意识的提高，及环境问题(如大范围雾霾天气等)的日益加重，夹层玻璃所具有的如安全系数高、可节约能源、降低环境污染等优点将会被越来越多的人认识和利用，因此夹层玻璃具有广阔的发展空间。虽然夹层玻璃应用如此广泛，但是在夹层玻璃的切割分离方面，采用的是传统机械式分割方法，这种分割方法具有如下问题：1、由于夹层玻璃由两片及两片以上的玻璃层及有机聚合物层组成，当制备一片夹层玻璃时，传统机械方法需要多次切割，分别切割夹层玻璃的每层玻璃和每层有机聚合物，生产效率极低，生产工艺繁琐。2、夹层玻璃的每层材料切割完毕后，需将多层材料对准后胶合，经后续处理后形成完整的夹层玻璃。在此过程中容易产生尺寸误差，降低了夹层玻璃尺寸精度，且此过程多为人手工完成，生产成本高，且生产速度较低。3、传统机械方法切割，容易产生玻璃基板切割分离面的崩边、微裂纹等切割缺陷，分离质量较差，需要进行二次打磨或抛光，增加了工艺流程和成本。4、在异形玻璃切割方面，特别是汽车用异形夹层玻璃，传统机械切割方法极难实现自动切割，需要后续人工掰片，增加了工艺流程，降低了生产效率。
技术实现思路
针对以上夹层玻璃在传统机械切割加工过程中存在的问题，本技术提出了一种多焦点激光分离夹层玻璃装置，目的在于一次简化工艺流程，提高加工精度和加工效率。本技术提供的一种多焦点激光分离夹层玻璃装置，其特征在于，该装置包括激光器、反射镜、扩束准直镜、多聚焦镜片组和二维工作平台；二维工作平台用于放置待分离的夹层玻璃，且底部设有镂空槽，以避免反射激光对所切割分离夹层玻璃表面质量产生不利的影响；激光器、反射镜、扩束准直镜和多聚焦镜片组依次位于同一光路上，并位于所述二维工作平台上方；该装置工作时，由激光器输出的激光依次经过反射镜和扩束准直镜5后送入多聚焦镜片组，并产生多个激光聚焦点，使所述夹层玻璃各层至少有一个激光聚焦点，玻璃层和胶合材料层在激光聚焦点作用于分离，沿分离方向移动的多个激光聚焦点将同时切割分离夹层玻璃的玻璃层和胶合材料层，使整个夹层玻璃同时被切割分离。本技术基本原理是采用对夹层玻璃具有透射性的激光束(激光波长范围1.2μm～266nm)和多聚焦镜片组，使激光束产生多个焦点，并射入夹层玻璃，在夹层玻璃每层玻璃和胶合层中至少有一个激光聚焦点。由于激光聚焦点能量密度较高，在每层玻璃内部会产生高温区域，使玻璃层发生膨胀。当激光聚焦点的移动离开后，原激光聚焦点作用区域的温度会迅速降低，在玻璃材料内产生超过玻璃材料断裂阈值的拉应力，致使每层玻璃都产生贯穿微裂纹，并随着激光聚焦点的移动方向扩展，直至终端，达到整个玻璃层自动分离目的。对于夹层玻璃的胶合材料层，其材料多为PVB等高分子材料，熔点和气化点均较低，激光聚焦点作用于胶合层时，会直接气化胶合层，从而使胶合层随着激光聚焦点的移动方向被气化切割分离。因此，沿分离方向移动的多个焦点激光会同时切割分离夹层玻璃的玻璃层和胶合层，使整个夹层玻璃同时被切割分离。由于本技术为一次性在产生夹层玻璃的每层玻璃和胶合层中同时形成至少一个以上的激光聚焦点，并与夹层玻璃的每层材料同时相互作用，实现夹层玻璃的切割分离，因而本技术具有以下优点：1、无需对夹层玻璃的每层单独切割分离所需尺寸，再胶合形成夹层玻璃；而只需将大尺寸夹层玻璃直接切割分离至所需尺寸，简化了工艺流程，提高了生产效率，并利于实现机械化；2、实现了夹层玻璃的整体切割分离，避免了每层胶合时不能完全对齐带来的尺寸误差，提高了夹层玻璃的尺寸精度；3、避免了传统机械切割分离方法带来的分离面崩边、微裂纹等缺陷切割缺陷，提高了夹层玻璃的切割分离质量。对于加工质量要求不高的夹层玻璃，如建筑门窗用玻璃等，此方法切割分离的夹层玻璃可直接使用，无需进行二次打磨或抛光，降低成本，提高了生产效率。4、在异形夹层玻璃切割方面，如汽车车窗等异形夹层玻璃，此方法可实现夹层玻璃的一次性切割分离，无需人工掰片等后续处理，提高了生产效率，降低了生产成本。附图说明图1为本技术提供的第一种多焦点激光分离夹层玻璃装置具体实施方法示意图。图2为本技术提供的第二种多焦点激光分离夹层玻璃装置具体实施方法示意图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施实例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。本技术基本原理是采用对夹层玻璃具有透射性的激光束(激光波长范围1.2μm～266nm)和多聚焦镜片组，使激光束产生多个焦点，并射入夹层玻璃，在夹层玻璃每层玻璃和胶合层中至少有一个激光聚焦点。由于激光聚焦点能量密度较高，在每层玻璃内部会产生高温区域，使玻璃层发生膨胀。当激光聚焦点的移动离开后，原激光聚焦点作用区域的温度会迅速降低，在玻璃材料内产生超过玻璃材料断裂阈值的拉应力，致使每层玻璃都产生贯穿微裂纹，并随着激光聚焦点的移动方向扩展，直至终端，达到整个玻璃层自动分离目的。对于夹层玻璃的胶合材料层，其材料多为PVB等高分子材料，熔点和气化点均较低，激光聚焦点作用于胶合层时，会直接气化胶合层，从而使胶合层随着激光聚焦点的移动方向被气化切割分离。因此，沿分离方向移动的多个焦点激光会同时切割分离夹层玻璃的玻璃层和胶合层，使整个夹层玻璃同时被切割分离。本技术实例提供的第一种多焦点激光分离夹层玻璃装置如图1所示，包括激光器1、反射镜3、扩束准直镜5、多聚焦镜片组6和二维工作平台35。本实例中使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多焦点激光分离夹层玻璃装置，其特征在于，该装置包括激光器、反射镜、扩束准直镜、多聚焦镜片组和二维工作平台；二维工作平台用于放置待分离的夹层玻璃，且底部设有镂空槽，以避免反射激光对切割分离夹层玻璃表面质量产生不利的影响；激光器、反射镜、扩束准直镜和多聚焦镜片组依次位于同一光路上，并位于所述二维工作平台上方；该装置工作时，由激光器输出的激光依次经过反射镜和扩束准直镜5后送入多聚焦镜片组，并产生多个激光聚焦点，使所述夹层玻璃各层至少有一个激光聚焦点，玻璃层和胶合材料层在激光聚焦点作用于分离，沿分离方向移动的多个激光聚焦点将同时切割分离夹层玻璃的玻璃层和胶合材料层，使整个夹层玻璃同时被切割分离。

【技术特征摘要】
1.一种多焦点激光分离夹层玻璃装置，其特征在于，该装置包括激光器、反射镜、扩束准直镜、多聚焦镜片组和二维工作平台；二维工作平台用于放置待分离的夹层玻璃，且底部设有镂空槽，以避免反射激光对切割分离夹层玻璃表面质量产生不利的影响；激光器、反射镜、扩束准直镜和多聚焦镜片组依次位于同一光路上，并位于所述二维工作平台上方；该装置工作时，由激光器输出的激光依次经过反射镜和扩束准直镜5后送入多聚焦镜片组，并产生多个激光聚焦点，使所述夹层玻璃各层至少有一个激光聚焦点，玻璃层和胶合材料层在激光聚焦点作用于分离，沿分离方向移动的多个激光聚焦点将同时切割分离夹层玻璃的玻璃层和胶合材料层，使整个夹层玻璃同时被切割分离。2.根据权利要求1所述的多焦点激光分离夹层玻璃装置，其特征在于，所述多聚焦镜片组是由可上下移动的聚焦镜和至少2n-2块中心带小孔的聚焦镜片组成，聚焦镜及2n-2块聚焦镜片由上至下依次同轴布置，并且各聚焦镜片上的小...

【专利技术属性】
技术研发人员：段军，刘朋，邓磊敏，曾晓雁，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：新型
国别省市：湖北,42