本发明专利技术涉及一种用于激光热分离陶瓷或其它的易碎的板材料的方法，其中利用激光束（２）沿着一个规定的分离线（６）在始终相同的方向上且利用一个在各个单次扫描之间的停顿实现对所述规定的分离线（６）的多次扫描，所述停顿的持续时间可以相应于待分离的材料进行选择和调节。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于激光热分离易碎的特别是陶资的板材料的方法。
技术介绍
在此概念"由陶瓷或其它的易碎的材料制成的板"应当理解成几个毫米的(特别是大约3至20mm)厚度的、由易碎的材料如硬陶瓷、 瓷器陶瓷或li土制品制成的板。本专利技术的主要应用领域例如是在由不同硬度等级的陶资材料制造 建筑瓷砖时将大规格制造的陶瓷板划分成期望的较小的资砖规格。如今建筑瓷砖的规格化主要如此实现，即"绿色的"板材料在烧 制之前通过沖压划分成所期望的瓷砖规格。但是这具有这样的缺点， 即转换成其它的瓷砖规格是非常费时间的且因此非常贵。这导致在制 造商那儿需要非常大的仓储。新的生产线制造较大的资砖，其而后在 烧制后切割成较小的规格。这种切割借助于机械的划破及断裂装置实 施或者通过锯子实现。但是这种技术也证明是不太让人满意的。最近几年，大量的工作投入到激光热分离玻璃板材料中，用作传 统的通过划破和紧接着的折断进行的机械分离的替换方式。这项工作 的重点特别是折断平板玻璃。DE 199 62 906 A1建议，为了切割由易碎的材料制成的平面工件， 主要指的是平板玻璃，沿着所期望的分离线机械地制出 一个划痕并且 紧接着借助于激光束通过沿着划痕的一个部分的短时的振荡的加热， 触发材料沿着划痕的断裂。由EP0 448 168A1已知一种用于分离易碎的板的方法，再次主要 指玻璃板，其中利用 一个激光束在整个分离线长度上多次扫描一个预 定的分离线，用于引入热量和产生热机械应力，以便将板从一个之前加设的划痕出发沿着分离线折断。US 2002/0179667 Al建议，为了沿着一个任意轮廓的分离线分离 由易碎的材料特别是玻璃或陶瓷制成的板，利用一个激光束沿着规定 的分离线实现加热，同时跟随一个冷却喷嘴，其中根据分离线的曲率 借助于振荡的激光束产生一个在10mm至100mm范围内的变化长度 的聚焦斑。由US 2003/00 62 348A1已知一种用于分离非金属的基板例如玻 璃的方法，其中第一激光束扫描规定的分离线，而后施加一种冷却介 质用于产生热应力，并且而后借助于一个第二激光束扫描规定的分离 线。由WO 02/48 0 59 Al已知一种通过沿着规定的分离线产生热应力 裂紋，分离由玻璃或陶瓷制成的板的方法，其中激光束沿着规定的分 离线将热量传入板内，其中例如通过将激光束聚焦在一个位于玻璃板 表面下方的区域上如此控制聚焦，使得基本上无材料去除地构成初始 裂紋。所有这些不同的已知的方法虽然在相应的文献中都称为分离易碎 的材料如玻璃和陶瓷的方法，但是在实施例中分别基于分离平板玻璃 进行特别描述并且明显地特别适合于这个应用领域。然而，上述文献 都没有详细阐述陶瓷材料的分离，并且没有详细阐述平板玻璃和陶资 材料之间不可忽略的差异。然而玻璃和陶瓷是非常不同的材料。两种材料虽然都是易碎的， 但是具有非常不同的结构。两种材料之间的显著差异在于，玻璃是透 光的，而陶瓷是不透光的。因此玻璃可以部分透过激光束，即在固体 材料激光器时，而在COr激光器时不适用。就激光分离方法而言，在 玻璃和陶瓷之间的主要区别然而在于热传递速度和膨胀系数。钠钩硅 酸盐玻璃在此仍然可以相对简单地处理，但是硼硅酸盐玻璃难以处理， 但是总是比陶瓷更易计算。在陶瓷中存在完全不同的热传导系数，并 且根据混合物在大多非常小的且随着温度上升强烈非线性变化的膨胀 系数的情况下获得非常不同的热传递。因此不让人感到惊奇的是，如可以通过实验简单地证明，虽然上 述的已知的方法可以用于分离略厚的平板玻璃，但是完全不能或者仅 仅非常令人不满意地适用于分离由开头所述的易碎的材料(即陶资材 料和非常厚的特种玻璃)制成的板。在较厚的瓷砖和非常厚的玻璃板 时，在材料的体积时用于分离所需要的热量如此之高，使得在应用这 些已知的方法时瓷砖在热量引入时业已在产生分离划痕之前爆裂了。由EP-A-1 618 985已知一种用于分离陶瓷的板材料的方法。在此 陶瓷的板材料的切割通过一个相对于切割线运动的激光束和一个直接 跟随的超音速气流的喷吹的组合实现。在这种切割方法中由于材料移 除，产生了一定宽度的切割缝。然而由于所需要的超音速气流和粒子 去除，这种方法在设备成本和污染方面不是最佳的。最后还由EP-A-0 613 765已知一种方法，用于在使用激光束的情 况下分离陶瓷板，其中借助于一个激光束在所期望的断裂线上制成划 痕并且而后实现板的机械断裂。因此这种已知的方法与传统的利用机 械划痕和紧接着机械断裂的分离方法相比也没有显著的优点。
技术实现思路
因此本专利技术的目的在于，提供一种合适的方法，用于激光热分离 易碎的特别是陶瓷的板材料、特别是由瓷器陶瓷和硬陶资制成的板材 料。上述目的根据本专利技术通过在权利要求1中给出的方法实现。本发 明的方法的有利的实施方式和细节是各个从属权利要求的内容。在本专利技术的方法仅仅通过借助于热量输入产生的热应力如此实现 板材料的分离，即在没有屑片的情况下形成干净的且精确的断裂线， 并且不需要机械断裂。本专利技术的方法允许如此快地施加所需要的用于产生导致断裂的热 应力的热量输入(具有板材料所能够忍受的级别)，使得在分离线中的 压应力(相对于在冷环境中材料中的拉应力)在规定的位置触发板的 断裂，并且以一个这样的方式使得在板材料的体积中产生一个沿着整 个分离线均匀的压应力。这如此实现，即借助于激光束多次扫描一个规定的断裂线，其中 激光束有利地借助于一个镜子运动。在较长的分离线的情况下激光束 每次沿着分离线扫描一个规定的相对长的路段(扫描长度)，所述路段 在每次扫描中沿着分离线递增地移动，即每次沿着分离线前进一小步。 通过多次的扫描， 一个加热线(对应于扫描长度)总是被置于另外一 个加热线上，总是不仅被镜子所需要的返回时间中断，而且也通过用 于温度在材料中进一步传递的等待时间中断。通常的循环时间在此大约为50ms至200ms。由此材料中地分离线越来越热，直至板精确地 在那儿裂开。为了使得这个过程可靠，热量输入与相应的材料的材料承受性相 适配，这可以通过合适地选择等待时间实现。附加地，热量输入可以 通过激光束的强度的改变进一步进行适配，并且通过这种方式，即在 分离线的预加热时，即在开始扫描时较慢地加热并且在下一个扫描过 程中进行提高，直至分离过程的终结。这也可以特别是通过两个依次 相邻的不同的加热过程实现，即对分离线的渐增的第一次扫描利用较 低的热量输入实现，而后对分离线的渐增的第二次扫描利用较高的热 量输入实现。试验已经验证了本专利技术的方法的优点，第一个试验结构就提供了 让人振奋的结果。在通常的建筑瓷砖中可以取得大于2m/分钟的工作 速度。这个过程是无污染的、安静的并且边缘质量对应于抛光的边缘， 其切割精度显著低于0.5mm。因为在待切割的板规格改变时没有转换 时间，所以即使在相对小的制造量时也可以规则地制造资砖。 附图说明本专利技术的方法下面借助于附图详细阐述其细节。附图在示意图中 类似于方框图示出用于实施本专利技术的方法的结构。 具体实施例方式激光源1，例如C02激光器，产生一个激光束2，激光束通过一 个望远镜3或一个合适的光学装置到达扫描器4，该扫描器利用一个 镜子工作并且形成激光束2相应的角运动，从而激光束分别在一个与预定本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于激光热分离由陶瓷或其它的易碎材料制成的板的方法，其中利用激光束（２）沿着一个规定的分离线（６）扫描板（７），以便将热量输入板内，以引发材料内部的热应力，该热应力导致沿着所述规定的分离线的断裂，其特征在于， 利用激光束（２）在始终相同的方向上实现对所述规定的分离线（６）的多次扫描，其中在各个单次扫描之间分别存在一个停顿，该停顿的持续时间可以根据待分离的具体材料进行选择和调节。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：沃尔夫冈弗里德尔，
申请(专利权)人：格伦策巴赫机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
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