一種基於熱屏蔽膜的無微裂紋曲面玻璃熱絲切割方法與流程

2023-05-14 21:42:11

本發明涉及玻璃加工技術領域，具體涉及一種基於熱屏蔽膜的無微裂紋曲面玻璃熱絲切割方法。

背景技術：

現有玻璃切割技術分為四種：金剛石切割、水射流切割、雷射熔融切割和雷射熱應力切割。對於玻璃等硬脆材料，金剛石切割的邊緣質量比較粗糙，表面留有細小裂紋等宏觀缺陷，水射流切割玻璃一般有切割厚度大，切割間隙小，效率高等優點，但加工時需要嚴格控制壓力及切割速度，以達到較好的切割質量。對於超薄曲面玻璃，水射流切割產生的壓力很容易導致玻璃崩壞，邊緣質量也很難達到要求。普通雷射熔融切割後的玻璃斷面比較粗糙，有表面燒蝕現象存在。採用先進的飛秒雷射技術，選擇較小的功率密度，在切割斷面10μm以內仍然產生細小裂紋。對於雷射熱應力切割，雷射熱源能量密度極高，雷射光斑掃描過的表面上會殘留少量的燒蝕熔融痕跡。金剛石切割、水射流切割和雷射切割等加工技術由於產生斷面缺陷和裂紋，不能滿足特殊玻璃鏡片的無損切割加工需求。

普通的電阻絲熱應力切割雖然能切出斷面光滑且無微裂紋的玻璃鏡片，但切割時玻璃表面溫度場易受周圍環境因素幹擾而出現不穩定現象，導致裂紋走向無法控制，切割加工中玻璃斷面存在微裂紋的問題，直線度無法達到高水平要求。中國專利cn105884186a公開了一種玻璃鏡片的無微裂紋熱阻絲切割加工方法，將發熱的熱阻絲固定於三軸平動平移臺上，需要加工的玻璃鏡片固定於平臺上，同時使熱阻絲與玻璃保持一定距離，使玻璃內部產生穩定變化的熱應力，達到切割玻璃鏡片的目的，利用運動控制卡來調整加工參數進行玻璃鏡片的熱阻絲切割，但該加工方法切割時存在玻璃表面溫度場易受周圍環境因素幹擾而出現不穩定現象，導致玻璃斷面存在微裂紋的問題。

技術實現要素：

本發明的目的就是為了解決上述問題而提供一種基於熱屏蔽膜的無微裂紋曲面玻璃熱絲切割方法，使切割出的裂紋相比於普通熱阻絲切割出的裂紋直線度更高，滿足更高精度要求的玻璃鏡片切割需求。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種基於熱屏蔽膜的無微裂紋曲面玻璃熱絲切割方法，具體包括以下步驟：

(1)搭建熱絲切割裝置，將曲面玻璃固定在熱絲切割裝置的模具上，並在玻璃表面標記預製裂紋的切割位置；

(2)在曲面玻璃的預製裂紋切割位置兩側對稱設置熱屏蔽膜；

(3)將熱絲移動到曲面玻璃預製裂紋的正上方，加熱熱絲到設定溫度，然後控制熱絲沿預期軌跡移動並在曲面玻璃上切割出裂紋。

所述的熱絲為弧狀熱阻絲，曲率半徑為25-50mm，水平總長為30-50mm，直徑為3-8mm，加熱區域集中在熱絲底部張角50-70度範圍。

步驟(2)預製裂紋兩側的熱屏蔽膜之間間距為2-3mm，否則會導致溫度場分布不均勻，裂紋擴展不穩定。

步驟(2)所述的熱屏蔽膜以聚醯亞胺(pi)薄膜為基材，是耐高溫聚合物，膠型為矽膠，厚度範圍為0.04-0.12mm，熱屏蔽膜的長度大於裂紋總長。

所述的熱屏蔽膜寬度為15-20mm，在固定玻璃鏡片時，長度範圍適中，為40-50mm，同時不能貼置在玻璃與基底不貼合的位置，否則會因壓應力導致裂紋擴展不穩定，最終切割失敗。

步驟(3)所述的熱絲移動到曲面玻璃上方1-2mm處，熱絲加熱溫度為340-360℃，優選為350℃。

本發明利用熱屏蔽膜控制熱絲在玻璃表面產生的溫度場，在熱屏蔽膜的控制下，玻璃表面的溫度場穩定變化，不易受外界環境因素影響，相比於無熱屏蔽膜切割，裂紋擴展更穩定，直線度更高，滿足更高精度要求的玻璃鏡片切割需求。

附圖說明

圖1為本發明曲面玻璃裂紋具體切割的示意圖；

圖2為熱絲尺寸參數圖；

圖3、4為熱絲切割曲面玻璃的原理示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。

實施例1

採用常用的方法對曲面玻璃的切割做前期準備，包括：玻璃鏡片預製裂紋處理，多軸加工系統的搭建以及具體加工運動參數調整，之後進行熱屏蔽膜貼置，曲面玻璃鏡片的熱絲切割和後處理。

如圖1所示，搭建熱絲切割裝置，將弧狀熱阻絲連接電源，電源連接控制器，弧狀熱阻絲用熱絲專用夾具固定於三軸平動的平移臺上，平移臺可以在x、y、z三個方向上移動，需要加工的玻璃鏡片固定於聚四氟乙烯圓柱狀基底上。在玻璃表面做好預期裂紋標記並在邊緣預期位置開好預製裂紋；調節z軸，使熱阻絲與玻璃表面留有1～2mm空間，並移動到預製裂紋正上方，弧狀熱阻絲的尺寸參數如圖2所示，熱絲為弧狀熱阻絲，曲率半徑在25-50mm，水平總長在30-50mm，直徑在3-8mm，加熱區域集中在熱絲底部張角50-70度範圍。如圖3所示，出現預製裂紋後，將熱屏蔽膜對稱貼於預期裂紋的兩側，熱屏蔽膜以聚醯亞胺(pi)薄膜為基材，膠型為矽膠，厚度範圍為0.04-0.12mm，兩側熱屏蔽膜之間的距離範圍為2-3mm。預熱電阻絲，使其溫度保持在350℃左右，設置好運動參數，同時控制x軸與旋轉軸的運動，進行曲面玻璃的空間直線切割，圖3、4為熱絲切割曲面玻璃的原理示意圖。通過利用熱屏蔽膜控制發熱電阻絲在玻璃表面產生的溫度場，使其受環境因素影響大大降低，從而切割出的裂紋相比於普通熱絲切割出的裂紋直線度更高且斷面光滑無微裂紋。