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JPS61229487A - レ−ザビ−ムによるガラス切断方法 - Google Patents

レ−ザビ−ムによるガラス切断方法

Info

Publication number
JPS61229487A
JPS61229487A JP60069014A JP6901485A JPS61229487A JP S61229487 A JPS61229487 A JP S61229487A JP 60069014 A JP60069014 A JP 60069014A JP 6901485 A JP6901485 A JP 6901485A JP S61229487 A JPS61229487 A JP S61229487A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser beam
glass
cutting
cut
moil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP60069014A
Other languages
English (en)
Inventor
Takao Minagawa
皆川　多可夫
Shigeo Shiono
塩野　繁男
Junichi Nishibashi
西橋　淳一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SASAKI GLASS KK
Hitachi Ltd
Original Assignee
SASAKI GLASS KK
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SASAKI GLASS KK, Hitachi Ltd filed Critical SASAKI GLASS KK
Priority to JP60069014A priority Critical patent/JPS61229487A/ja
Priority to US06/810,187 priority patent/US4682003A/en
Priority to BE2/60892A priority patent/BE903908A/fr
Priority to IT23379/85A priority patent/IT1200499B/it
Priority to DE19853546001 priority patent/DE3546001A1/de
Priority to FR858519245A priority patent/FR2579974B1/fr
Priority to GB08607322A priority patent/GB2173186B/en
Publication of JPS61229487A publication Critical patent/JPS61229487A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B29/00—Reheating glass products for softening or fusing their surfaces; Fire-polishing; Fusing of margins
    • C03B29/04—Reheating glass products for softening or fusing their surfaces; Fire-polishing; Fusing of margins in a continuous way
    • C03B29/06—Reheating glass products for softening or fusing their surfaces; Fire-polishing; Fusing of margins in a continuous way with horizontal displacement of the products
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/352—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment
    • B23K26/3568—Modifying rugosity
    • B23K26/3576—Diminishing rugosity, e.g. grinding; Polishing; Smoothing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B21/00—Severing glass sheets, tubes or rods while still plastic
    • C03B21/06—Severing glass sheets, tubes or rods while still plastic by flashing-off, burning-off or fusing

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

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】 ［発明の利用分野〕 本発明はレーザビームを使用してガラス材を切断する方
法に関する。
〔発明の背景〕
中空に成形したガラス製品、例えばガラス器を成形する
方法のうちで目次成形及び吹込成形のいわゆる吹成形状
により成形する場合には、モイルと呼ばれる不要部分を
伴い、これを切断、除去することが必要である。モイル
を切断する手段としてはパーンオフ法といわれるもので
、成形後の徐冷処理前にリング状のバーナの中でガラス
器を加熱し溶解して、口重でモイルを落下させ切断する
方法と、タラツクオフ法といわれるもので、成形後にモ
イルの付いたままの状態で徐冷処理を行った後のガラス
器にダイアモンドで掛構し、この部分にガスバーナの火
炎を当てて熱衝撃を与えることによって切断し、この切
断面を研磨紙で研磨した後、ガスバーナの火炎で加熱溶
融し、可能な限り切断面形状とくずさないようにファイ
ア−ポリッシュを行って、滑らかにする方法とがある。
前者は主として大量生産用の成形装置に付随して使用さ
れ、後者は人工成形において使用され、或はパーンオフ
法で切断されたガラス器口部の断面形状をクラックオフ
法による形状と同程度となるようにバーンオフ後徐冷を
経て、更にクラックオフを行う場合に使用されている。
近年、市場では後者の形状のものが好まれる傾向にある
ためにモイルをバーンオフして切除した後、更にクラッ
クオフしたガラス器が生産されるようになった、口部断
面形状は前者では第５図（ａ）に示すように円形に近い
形となり、後者は第５図（ｂ）に示すように四角形に近
い形状となる。
しかし、これらの加工には複雑な機械を必要とし、その
補修部品や修理、加工品の大きさに合わせるための調整
に手間を要し、コスト高や歩留低下を伴う問題があった
。一方、レーザビームを使用してガラス製品を切断する
技術が既に公開されている。切断されるガラス製品が常
温の場合、特開昭５７−２０９８３８号公報に於ては、
レーザビームの照射を受けたガラスが熱衝撃による破壊
を起すことなく、所望する線に沿って滑らかな切断面に
切断されるようにするため、レーザビームをガラス表面
と相対移動しながら照射し、ガラス製品の厚さの成る部
分にわたってガラスを気化させ、残余の厚さ部分をその
焼鈍温度以上に加熱する。そして、ガスジェットをレー
ザビームの焦点位置に向は気化し、加熱されたガラスを
吹き飛して除去し全厚さにわたって切断するものである
。この方法はレーザエネルギー、レーザビームとガラス
表面との相対移動速度、ガラス製品の厚さ等のファクタ
ーを総合的に精密に、且つ安定的に制御する必要があり
、板ガラスの如く厚さの一定したものには有効であるが
、切断線に沿って厚さの変化するガラス器等に対しては
完全な切断がされにくく、又ガスジェットで吹き飛ばさ
れた溶融物がガラス器内面に付着しないようにするため
、ガラス器内面から外方に向けて吹き飛ばす必要があり
、その適用範囲に限界がある等の問題があり、満足すべ
きものではなかった。また、特公昭４６−２４９８９号
公報の発明ではレーザビーム照射の熱衝撃による破断の
ため時には、予期せぬ方向に切断されることが生じ、ま
た切断面がぎざぎざになり、ガラス器の場合にはその後
の研磨を必要とする。一方、ガラス製品が軟化点付近の
温度に予め加熱されている場合、特公昭５４−８４８７
号公報に於ては、ガラス表面に形成されるレーザビーム
のスポットが小さすぎると、切断はされるが残った溶融
ガラスによって、切断部は再溶着されるので、レーザビ
ームとガラス表面との相対移動速度をレーザエネルギー
とガラス製品の厚さとを相関させなければならず、作業
条件が一定しないと再溶着と共に、その部分気泡が捕捉
され品質上の欠点となり、この場合にもガラス器に対し
ては実用上問題のある技術であった。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、ガラス部材を短時間で切断すると共に
所望の切断面が得られるガラス切断方法を提供すること
にある。
〔発明の概要〕
本発明のガラス切断方法は、ガラス部材の切断部をガラ
ス部材の軟化点以下の高温状態で、切断部とレーザビー
ムを相対移動させながら切断部にレーザビームでて切断
部を流動温度以上にすると共に重力により或は強制的に
切断部を引張ることにより速やかにガラス部材を切断後
、更に切断部に継続してレーザビームを照射することに
よって再加熱すれば、四角形又は円形に近くかつ平滑な
切断面を選択的に得ることができる。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例をガラスコツプ切断面を四角形に
近い平滑な切断面とする場合について第１図に示すレー
ザビームガラス切断装置１により説明する。
主軸２の下端は架台３に支持され、架台内に配置された
回転駆動部（図示せず）と連結し、上端は間欠回転テー
ブル４と連結している。したがって１回転駆動部を駆動
すれば、それに応じて主軸２および間欠回転テーブル４
が第２図に示す如く反時計方向Ｘに回転する。間欠回転
テーブル４はコツプ保持部５を配置している。
コツプ保持部５は間欠回路テーブル４に補助軸６を取付
けている。補助軸６の上端は補助回転駆動部７たとえば
電動機を取付け、補助軸６を間欠回転テーブル４と同方
向に回転する。補助軸６の下端は、真空チャック８を取
付けている。真空チャック８は第３図に示す如く補助軸
６と連通ずる流通路９を介して、図示していない真空ポ
ンプを介して、空気を排気したり、供給したりして、コ
ツプ１０を吸着したり、取外したりする。
コツプ１０は上端つまり底面側を真空チャック８で吸着
し、下端側はモイル１１を形成している。
モイル１１は切断した直後に自然落下させたり、或いは
モイルチャック１またとえば油圧、スプリング、空気等
の手段により下側に引張って、切断部１３で切断しても
よい。
ガラス切断装置１でモイル付きコツプ１０よりコツプＩ
ＯＡを形成する場合を第１，２図により説明する。
口部直径６０ｍ、上部肉厚１．４■のモイル付コツプ１
０を徐冷した後、モイル付コツプ１０を第２図の開始位
置Ａに装着し、真空チャック８でモイル付コツプ１ｏの
底面を上に向けて吸着保持する。
この状態で、主軸２と補助軸６とを同方向Ｘに回転すれ
ば、間欠回転テーブル４およびモイル付コツプ１０も同
方向に回転し、予熱位置Ｂで停止すると同時に、他のモ
イル付コツプを開始位置に装着する。切断部１３は予備
バナー１６で予熱される。予備バナー１６および再予熱
バナー１７は架台３に支持されている。保有熱を有する
モイル付コツプ１０は、再び間欠回転テーブル４で回転
を開始し、再予熱Ｃで停止後、切断部１３は再びバーナ
１７で予熱（約５００’Ｃ）後、間欠回転テーブル４を
回転して、レーザビーム位置りで停止する。バナー１７
による予熱温度は、ガラスの軟化点付近が望ましい。
レーザビーム位１１Ｄは、レーザ発生装置１８がらのレ
ーザビーム１９をベントミラー２０で反射し、焦光レン
ズ２１を介して、５００ＲＰＭで回転している保有熱を
有するモイル付コツプ１ｏの切断部１３に照射する。レ
ーザビーム１９にょるモイル付コツプ１０の加熱温度は
、ガラスの流動温度以上で、約３秒間照射する。この時
、モイル付コツプ１０の内側は第４図に示すアイシスト
ガス２２　（０，５Ω／ＩＩＩｍ、　２　ｋｇ／ｌｉ、
　２０℃）を矢印方向に噴射すれば、モイルにはその自
重で落下し、切断されコツプＩＯＡになる。アシストガ
ス２２は上、下方向に移動可能な架台３に支持されたノ
ズル２３を介してボンベ２４に連通している。
以下の温度であればよい。コツプＩＯＡの切断部１３の
切断面には、微細な凹凸があるので、引続き切断部１３
を約１秒間レーザビーム１９で加熱溶融をする。その結
果、切断面の微細な凹凸は除去されて、第５図（ｂ）に
示す如く滑らかな四角形に近い切断面１３Ａを得ること
ができる。
尚、切断部附近をレーザビームの照射と並行してバナー
２６で加熱し、切断面の平滑化を促進させた後、バーナ
２５で熱応力を減少させ、取出位置Ｆより取出し、所望
の切断面１３Ａのコツプ１０Ａを形成する。また、この
ガラス切断装置では１間欠回転テーブルが停止する毎に
逐次モイル付コツプを間欠回転テーブルの開始位置に装
着すると共に、完成したコツプを取出位置より取出して
いる。
このように本発明のコツプＩＯＡの製造工程において、
モイル付コツプ１０は切断部１３を予熱バナー１６．１
７で約５ｏＯ″〜７ｏｏ℃に加熱し、保有熱を有するモ
イル付コツプ１０（７）切［ｌ５１３にレーザビーム１
９を急激に照射すれば、モイル付コツプ１０に割れ、変
形を生ずることなく、モイル１１を簡単に切離し、かつ
切断面１３Ａを有するコツプ１０を形成できる。また前
工程での保有熱によりモイル付コツプ１ｏの切断部１３
が軟化点以下の高温を保有している場合には予熱バーナ
１６，１７によるモイル付コツプ１ｏの予熱は省略する
ことができる。コツプＩＯＡはモイル１１を切離した後
も継続してレーザビームでて切断部を加熱して平滑化し
た後、ガスバーナにより加熱し、熱応力を減少して取出
したので、コツプＩＯＡの割れ、変形を生ずることがな
い。
この実施例では、モイル付コツプ１ｏにレーザビーム１
９を照射すると、モイル付コツプ１ｏの内側よりアシス
トガス２２を吹き付けた状態でレーザビーム１９を照射
するので、照射時に生ずるガラス微細粒子がコツプＩＯ
Ａの内面に耐着するのを防止できる。また、コツプ内外
面をガスバーナで加熱すれば蒸発物の付着で白濁するの
を防止できる。また、第５図（ｂ）に示す如く、アシス
トガス２２が切断面１３Ａを押圧しながら吹き抜ける結
果、切断面１３Ａは溶融時の自重により第５図（ａ）の
ように丸形形状になるのを防止して、切断面１３Ａをよ
り一層平滑にする役目をしている。
尚、上述の実施例では間欠回転テーブルを間欠回転して
、複数のモイル付コツプをリング状に配置した製造工程
を説明したが、回転している直線状のコンペーアの出発
位置から取出位置に沿って、順次予備バナー、レーザビ
ーム、再加熱用バナーを配置しても、上述と同様なコツ
プを製造することができる。
上述の実施例は切断面が四角形に近い形状を得る場合で
あるが、必要なら第５図（ａ）のような円形に近い切断
面形状にすることも容易である０例えば切断後再加熱の
ために照射するレーザビームの照射時間の増加、照射と
並行して行うガスバーナ加熱の増強などの手段によりガ
ラス部材の切断部の加熱条件を制御することで可能であ
る。本発明はコツプ等食器の他に管状体、板状体、壜、
理化学用容器等の比較的肉厚の薄いガラス部材に利用で
きるものである。
また、本発明の特徴の一つは、レーザビームでたガラス
の切断部に引張力を与えることで切断に要する時間の短
縮を達成したことである。
従来は切断部の溶融されたガラスの表面張力に依存する
ものであったのに対し、本発明では切断部の溶融ガラス
に引張力を付１、切断（分離）を促進し、切断所要時間
の短縮を可能とした。
〔発明の効果〕
以上のように、本発明のガラス部材の切断方法によれば
、従来より短時間でガラス部材を切断し。
また所望する形状の切断面にかつ平滑な表面に容易に仕
上げることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図および第２図はレーザビームガラス切断装置の概
略側断面図および概略平面図、第３，４図は第１図のコ
ツプ保持部の側面図、第５図（ａ）および（ｂ）は従来
および本発明のコツプ開口端面を示す概略側面図である
。 １０・・・モイル付コツプ、ＩＯＡ・・・コツプ、１１
・・・モイル、１３・・・切断部、１６．１７・・・予
熱バーナ。 １９・・・レーザビーム、２５・・・再加熱バーナ、２
６・・・バーナ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、ガラス部材をレーザビームで切断する方法において
    、軟化点以下の高温のガラス部材の切断部にレーザビー
    ムを照射すると共に、切断部に引張力を付与してガラス
    部材を切断後、更にレーザビームを照射し切断部を再加
    熱することを特徴とするレーザビームによるガラス切断
    方法。 ２、ガラス部材の切断部をバーナで加熱しながらアシス
    トガスを吹き付けた状態で、レーザビームをガラス部材
    に照射することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
    のレーザビームによるガラス切断方法。
JP60069014A 1985-04-03 1985-04-03 レ−ザビ−ムによるガラス切断方法 Pending JPS61229487A (ja)

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