JPS60251138A - ガラスの切断方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はガラスの切断方法に関し、炭酸ガスレーザ光
による所望形状にガラスを切断する方法に係るものであ
る。

［従来技術］ 従来のガラスを切断する方法としては、ダイヤモンドカ
ッター、ダイヤペンなどの工具を用いて切断する機械的
な方法や火炎によってガラスの熱膨張差を利用して切断
する方法などがある。しかしながら、これらの方法では
、複雑な形状に精度良く切断することができず、特に火
炎を利用した場合は切断形状は直線だけに限られるとと
もに、かなりの熟練度が必要とされるという問題点があ
った。また炭酸ガスレーザ光を利用してガラスを切断す
る方法も行なわれているが、こめ方法では通常の板ガラ
スなどは切断中あるいは切断後に切断面やその近傍にク
ラックが生じてしまう。このためこの方法が適用できる
のは主に熱膨張係数の小さい厚さｌｌｌ１ｍ程度の薄い
石英ガラスに限られてしまうという問題点があった。

［発明の目的］ この発明は、このような従来の問題点に着目してなされ
たもので、ガラスの種類に制限を受けずに多くの種類の
ガラスを、クラックを生じさせることなく切断すること
ができるとともに、複雑な形状でも精度よく、かつ迅速
に切断することができるガラスの切断方法を提供するこ
とを目的としている。

［問題点を解決するための手段］ この発明は、炭酸ガスレーザ光をディフォーカスし、そ
のビーム径を広げてパワー密度を弱めたもので予備加熱
を行ない、次いで微小点に集光した炭酸ガスレーザ光を
被切断部に照射して焼断し、さらに必要によってはこの
切断後にディフォーカスした炭酸ガスレーザ光で徐冷す
ることを特徴としている。

予備加熱は、集光レンズによりディフォーカスしてパワ
ー密度を下げた炭酸ガスレーザ光を、切断の直前にこの
切断しようとする付近に走査しつつ照射しである所定の
温度まで加熱することにより行なわれる。予備加熱に用
いる炭酸ガスレーザ光は、ディフォーカスするのでシン
グルモードでもマルチモードでもよい。

次いで切断は、微小点に集光した炭酸ガスレーザ光を被
切断部に走査しつつ照射して熔触し、その部分をアシス
トガスにより吹き飛ばすことにより行なわれる。切断に
用いる炭酸ガスレーザの発振形態は連続発成でもパルス
発振でもよい。またそのモードは集光特性が良好なシン
グルモードが望ましい。集光された炭酸ガスレーザ光の
パワー密度としては１０５〜１０６ｗ／Ｃｌｌ１２程度
である。一方、アシストガスとしては、乾燥空気、Ｎ２
ガス、またはその伯の不活性ガスが用いられる。アシス
トガスはガラスの切断時のクラック発生を防ぐ意味で適
宜の温度に加熱してから吹き付けてもよい。

切断に際しては上記のようなパワー密度程度の炭酸ガス
レーザ光が照射されて短時間にその被切断部が熔触され
る。このため炭酸ガスレーザ光を照射した付近に熱歪が
発生して望ましくないクラックの発生傾向が生ずるが、
この焼断の直前に前記のような予備加熱が施されること
により、このクラック発生が防止される。

また、一般的にガラスは高温から低温に急冷される場合
、クラックが生じるので切断直後にも前記と同様にディ
フォーカスした炭酸ガスレーザ光を切断した部分に照射
しつつ走査さじることがその部分の急冷によって生じる
熱歪を緩和するので望ましい。なお、徐冷には所定の温
度に加熱した熱風を吹きつけてもよい。

この発明に係るガラスの切断方法は、上記のように炭酸
ガスレーザ光で短時間に被切断部を熔触し、この溶融部
分をアシストガスで吹き飛ばすので、炭酸ガスレーザ光
を被切断部に走査する場合に限らず、被切断ガラスをＮ
Ｇ制御装置とＸ−Ｙテーブルを組合せた装置の上に置い
て、当該ガラス自体をそのテーブルにより動かすがある
いは炭酸ガスレーザ光の走査とテーブルの移動とを同時
に組合わせても切断操作をなし得る。したがって、従来
の方法ではできなかった複雑な形状でも、これを精度よ
く、かつ迅速に切断することができる。

［実施例］ 第１図および第２図（ａ）〜（ｄ）も参照して実施例を
説明する。ガラス材１を耐火月２のＦに置き、出力端６
ａからディフォーカスした炭酸ガスレーザ光３をガラス
材１に走査しつつ照射しである所定の温度に予備加熱す
る。次いで出力端６ｂから微小点に集光した炭酸ガスレ
ーザ光４を走査しつつ予備加熱した部分のガラスを切断
する。

切断後、さらに出力端６ｃからディフォーカスした炭酸
ガスレーザ光５を切断部分に照射して徐冷づる。上記の
炭酸ガスレーザ光の各出力端６ａ、６ｂ、６Ｃは並行し
て同時に走査させることができ、あるいはＮＣ制御装置
付きのＸ−Ｙテーブル７の方を移動させることもでき、
さらには上記の走査と移動を同時に運用することもでき
る。またガラス材１は加熱炉等で適宜温度に予め加熱し
ておいて上記各操作を施すこともできる。

次表に実施条件例とその実施結果を記載する（以下余白
） 表から明らかなように炭酸ガスレーザ光を吸収するよう
なガラスであれば、その種類を問わずほとんどすべての
ガラス材にこの発明を適用することができる。炭酸ガス
レーザ光の照射条件はガラス材によって最適条件がある
。軟化温度（Ｓｐ）が低いガラス材では１００Ｗ程度の
出力で切断が可能である。軟化温度（Ｓｐ）の高いガラ
ス材では出力を１５０〜２００Ｗにするのが望ましい。

こうして得られたガラス材の切断形状は、前述のように
ＮＣ制御装置付きＸ−Ｙテーブル上で、あるいはＮＣ制
御によりレーザ光を走査するかあるいは両者を動かして
切断できるので、第２図（ａ）〜（ｄ）にも示すように
直線、スパイラル、多角形あるいは円はもちろん任意の
形状に切断加工できる。また、その切断面の面粗度は、
１５〜３０μであり、研削などの後処理なしにそのまま
でも十分に使用できる。

なお、この発明はガラスの切断方法であるが、ガラス以
外の非金属たとえばセラミックス等の切断にも応用でき
る。

［発明の効果］ この発明によれば、ガラスの種類に制限を受けることな
く殆んど全てのガラス材を、クラックを生じさせること
なく切断することができる。また複雑な形状でも精度よ
く、かつ迅速に切断することができるという効果が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図この発明に係るガラスの切断方法に適用する装置
例を一部省略して示す側面図である。第２図（ａ）〜（
ｄ）はそれぞれ同上装置による切断形状例を示す平面図
である。 １・・・ガラス材、２・・・耐火材、３・・・予備加熱
用のディフォーカスした炭酸ガスレーザ光、４・・・切
断用の微小点に集光した炭酸ガスレーザ光、５・・・徐
冷用のディフォーカスした炭酸ガスレーザ光、５ａ。 ６ｂ、６ｃ・・・炭酸ガスレーザ光の出力端、７・・・
ＮＣ制御装置付きＸ−Ｙテーブル 出　願　人　株式会社　保谷硝子 式　理　人　朝　倉　正　幸 第１図 第２図 （０）　（ｂ） （ｃ）　（ｄ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　炭酸ガスレーザを照射することにより所望の形状に
   ガラスを切断する方法において、ディノオーカスした炭
   酸ガスレーザ光により予備加熱を行ない、次いで微小点
   に集光した炭酸ガスレーザ光を被切断部に照射すること
   により溶断することを特徴とするガラスの切断方法。 ２　溶断後にさらにディフォーカスした炭酸ガスレーザ
   光を照射することにより徐冷を行なう特許請求の範囲第
   １項記載のガラスの切断方法。