用于支持激光的玻璃成形的工艺和设备制造技术

用于支持激光的玻璃成形的工艺和设备。本发明专利技术的目的是降低在诸如成形玻璃管以获得注射器体的玻璃产品成形期间的调整复杂度。为了加热待成形的玻璃预制品的玻璃，使用激光器，其发出具有一定波长的光，玻璃预制品的玻璃对于该波长的光至多部分透明，使得该光至少部分被吸收进玻璃。

【技术实现步骤摘要】

总体上，本专利技术涉及玻璃产品的生产。更具体的，本专利技术涉及通过支持激光的热成形的优选中空玻璃产品的生产。
技术介绍
锥体的成形加工是例如玻璃注射器的生产工艺的重要步骤。通常用于该目的的工艺利用化石燃料燃烧器加热玻璃。传统的成形加工工艺包括多个连续的加热和成形加工步骤，通过这些步骤，从管状玻璃体开始达到期望的最终几何形状。通常使用的管状玻璃的直径在6毫米至11毫米之间的范围。例如，根据DE 102005038764B3和DE 102006034878B3，其中在多个步骤中使用燃烧器完成成形的装置是公知的。这些装置被设计为回转台。重复交替加热和玻璃成形步骤是必要的，因为待成形的玻璃坯被成形工具冷却， 使得在单个成形步骤中的成形至今还是不可能的。这样的过程通常在转位回转台机器上实现，因为这样的装备操作起来经济，并且具有节约空间的设计。例如，包括16或32个工位的回转台是为人熟知的。将成形加工工艺分解到各个工位导致多个可控变量或自由度，这些例如可以通过手工来调整处理来调整以提高整个工艺。然而，尤其是利用化石燃料燃烧器引入热量时，存在很多自由度。在这种情况下，通常对于火焰和玻璃的状态，或者温度和其分布进行视觉的评估是必要的。在各个工位的多个自由度或可调节的参数也允许通过玻璃成形过程中的中间步骤的不同组合和/或顺序来执行各种工艺工序，然而，这应该最终导致同样的结果。考虑到可调参数的多样性以及工艺控制的尺度和/或可量测性的缺乏，装备操作员的动作对于最终产品的质量以及制造工艺的性能非常重要。即使除了在回转台机器上实施的成形加工工艺(其由于基本原理而相对成本较低)之外，能够避免在昂贵的自动化功能上的额外投资，然而，生产依然极大地依赖于可用的有经验的并且经过良好训练的操作人员。这导致生产成本方面显著的人力成本。早在生产的启动阶段，在装备中的所有相关开动元素中在成本上进行很好的调整是必要的。因此，现有的回转台机器包括多个夹具，例如16个甚至32个夹具，用于锥体成形。为此，通常，实现稳定的工艺流程需要范围从数小时到数天的时限(包括试车过程)。 此外，通常，甚至在生产期间，对于多个工位再调整也是必要的。另外，磨合(breaking-in)现象能够对于制造工艺产生影响。由于由燃烧器加热装备的部件导致的热膨胀等，出现了磨合现象。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种设备和成形工艺，通过该设备和工艺，可以极大的降低调整复杂性，并且提高生产工艺稳定性，同时至少维持生产的玻璃产品的相同的质量。该目的通过独立权利要求的主题得以实现。在相应的从属权利要求中提供本专利技术改进的优点。因此，本专利技术提供用于玻璃产品成形的设备，包括-用于局部加热玻璃预制品的区域至高于其软化点的装置，以及-至少一个成形工具，用于成形由局部加热的装置加热的玻璃预制品的区域的至少一个部分，其中用于局部加热的装置-包括激光器，-其中，提供旋转装置，以将成形工具和玻璃预制品相对于彼此进行旋转，并且其中-成形工具被设计为使得待成形的玻璃预制品的所述部分的表面区域不被成形工具覆盖，其中所述激光器或者在激光器下游连接的透镜系统被布置为使得在成形处理过程中，激光照射未被成形工具覆盖的区域，并且其中，提供控制装置以控制激光器，使得在成形期间至少有时玻璃预制品被激光加热。为了加热在所述设备中待成形的玻璃预制品的玻璃，使用发射具有一定波长的光的激光器，玻璃预制品的玻璃对于该波长的光至多部分透明，使得该光至少部分被玻璃吸收。能够由该设备执行的用于成形玻璃产品的工艺相应地基于-加热玻璃预制品的局部区域至高于其软化点，并且-使用至少一个成形工具来成形由用于局部加热的装置加热的玻璃预制品的区域的至少一个部分，其中，所述用于局部加热的装置-包括激光器，该激光器-发射具有一定波长的光，玻璃预制品的玻璃对于该波长的光至多部分透明，使得该光至少部分被玻璃吸收，并且其聚焦于玻璃预制品，-其中，通过旋转装置，所述成形工具和玻璃预制品相对于彼此旋转，并且其中-成形工具被设计为使得待成形的玻璃预制品的所述部分的表面区域不被成形工具覆盖，并且其中-所述激光器，或者所述激光器下游连接的透镜系统被布置为使得在成形期间，激光不照射被成形工具覆盖的区域，并且其中，通过控制装置控制激光器，使得在成形处理期间至少有时玻璃预制品被激光加热。通常，红外激光器尤其适合用作所述激光器，因为通常光的透射从可见光谱范围向红外区域减小。激光的波长优选地选为使得，待处理的玻璃制品的玻璃在该波长处具有至少300ΠΓ1的吸收系数，并且更优选至少500ΠΓ1。在300ΠΓ1的吸收系数的情况下，在穿过具有Imm壁厚的玻璃管的壁时，激光功率的大约25%被吸收。在500ΠΓ1的吸收系数的情况下， 差不多大约光的60%被吸收，并且被用于加热玻璃制品。为了形成注射器体，通常具有小于IkW辐射功率的激光器对于确保足够快速地加热玻璃产品来说是足够的。为了维持成形处理期间的温度，通常需要甚至更低的功率。为此，通常，小于200瓦的辐射功率是足够的。照射功率的优选范围是30到100瓦之间。然而， 为了形成更大的玻璃制品，例如为了从具有20毫米或更大直径的玻璃管形成玻璃制品，更大的功率可能可选地有利于确保快速加热。通过示例，在本文中将提及用于药瓶的瓶颈的成形，其中该药瓶是从具有20至30毫米的直径的玻璃管制成的。根据本专利技术的改进，在成形处理之前的加热阶段期间，以第一功率操作激光器，并且在成形处理期间该功率降低到第二功率。第二功率优选地至少低于第一功率四分之一。因为根据本专利技术，在玻璃预制品的受迫成形(forced forming)期间提供恒定的热能，可以避免或者至少减少成形处理期间的冷却。激光束优选地在受迫成形开始之前照射， 直到受迫成形处理开始之后的某ー时间点。在本专利技术优选的实施例中，成形工具包括ー对辊，这对辊以如下方式布置这对辊中的辊在由旋转装置设置为运动的玻璃预制品的表面滚动。然而，根据本专利技术的另ー实施例，成形工具也可以不在玻璃预制品上滚动，而是使其在玻璃上滑动。特別地，适当的润滑剂或脱模剂可以用于该目的。具有滚动辊和具有滑动成形工具的这两个实施例也能够同时或连续地使用。例如，注射器体(或通道)的喷嘴 (或注射器锥体)的内部成形可以通过滑动心轴来执行，而注射器锥体的外部成形使用滚动辊来执行。另外，根据本专利技术的设备和エ艺优选地用于形成中空(更特別地管状)玻璃预制品。特別地，成形工具可以设计用于中空玻璃预制品的部分的压縮，优选地，径向压縮。例如，在从以玻璃管的方式成型加工的中空预制品形成注射器体的锥体吋，执行这样的压縮。 但是，本专利技术不仅可以应用于管状玻璃，也可以应用于实心玻璃棒的成形。本专利技术不仅提供这样的优点在玻璃的受迫成形期间，之前由激光束加热的玻璃预制品的冷却可以得到补偿。而且，与之前使用的燃烧器相比，激光辐射也提供了可以在时间上和位置上更精确更精细调整的优点。因此，在本专利技术的改进中，现在可以在时间上和位置上控制或调整激光器，使得沿着玻璃预制品的加热部分设置预定的温度曲线。为了根据所需的温度曲线调整激光功率，在本专利技术简单的改进中，提供了透镜系统，其连接到激光器下游，并且在待加热的玻璃预制品的部分的内部将激光功率分配到玻璃预制品上。根据本专利技术的第一实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：格奥尔格·哈泽尔霍斯特，托马斯·里施，
申请(专利权)人：肖特公开股份有限公司，
类型：发明
国别省市：