CN108698900B - 用于玻璃元件的边缘加工的方法以及根据此方法加工的玻璃元件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于由片状玻璃或玻璃陶瓷部件(2)制造玻璃或玻璃陶瓷元件(3)的方法，在该方法中所述玻璃或玻璃陶瓷元件(3)的边缘利用由两种方法形成的组合处理。利用所述方法制造片状玻璃或玻璃陶瓷元件(3)，带有连接两个侧面(25,26)的边缘面(24)，其中所述边缘面(24)包括至少一个第一细长的、条形的边缘区域(240)和至少一个第二细长的条形的边缘区域(242,244)，其通过磨削形成，其中所述边缘区域在纵向方向上沿着所述边缘面(24)且沿着所述侧面(25,26)延伸，其中所述第一边缘区域(240)具有细长的、平行彼此紧邻地尤其等距间隔开的丝状的损伤部(6)，所述损伤部的纵向方向横向于所述侧面(25,26)且沿着所述第一边缘区域(240)的表面延伸。

Description

用于玻璃元件的边缘加工的方法以及根据此方法加工的玻璃 元件
技术领域
本发明一般地涉及玻璃片的边缘的加工。尤其本发明涉及利用不同方法对边缘的加工。
背景技术
为了制造片状玻璃或玻璃陶瓷元件，典型地较大面积的元件通过一个或多个分离步骤分割且因此被带到期望的尺寸。接着通常需要加工边缘。在割开时已经建立机械裂痕和断裂，但是还已知熔透或磨料工艺如水射流分离。
这些方法中的每个具有一些缺点，如例如小的机械强度或小的形状精度。因此例如在划刻和断裂时随着厚度增大形状误差由于倾斜引起的断裂而增大。在水射流切割时受方法影响产生倾斜延伸的分离面，因为在水射流切割时产生逐渐成楔形的凹槽。
但是在各种分离过程中可在边缘处发生贝壳状破裂(womit)和微小裂纹，对此最后得到的强度强烈降低或工件的设置的轮廓改变。
随着裂纹长度增大边缘的强度降低，其中适用：
Figure BDA0001768698410000011
在此K1c是材料的临界压力强度因子，a是裂纹长度且res是微小裂纹增大之前裂纹的最大压力负荷。
在后加工时利用专用的成型工具产生典型地特殊的几何结构(C形磨削部、平坦磨削部、小的小平面(Facetten))。该加工步骤根据输入品质也还是多级的，其中利用具有不同粒度的各种工具相继经过(abgefahren)边缘。
由于在分离时不可一直精准地维持精确的边缘走向可，一般还提供加工余量。加工余量则在后加工边缘时去除。
最后在多级过程中通过第一磨削过程引起的深度损伤(表面下的损伤)还必须通过接着的步骤去除。在此粗磨削设置为第一成型磨削步骤以用于使边缘平直或者(粗)轮廓产生，这特别在不产生高的形状精度的分离方法中是重要的。第二步骤(精磨削)则表示带有相应于过程的表面品质的最终轮廓和由此强度。这是费时的，因为较精细的磨削过程还更慢地除去材料，以为了清除深度损伤，尽管如此但是必须磨掉较厚的层。在该状态中表面品质常常不符合例如在透明度或粗糙度方面的外观要求。如果实现的边缘品质不足够，可选地进行抛光步骤以用于边缘精细化，该抛光步骤不改进轮廓变化而是仅仅改进表面品质(例如驾校的粗糙度、更高的透明度、更高的强度…)。所描述的所有过程步骤可具体地由多个单过程步骤组成。
文件US 2015/165548 A1描述了玻璃丝状化(Filamentieren)以及接着抛光产生的边缘。在接着的过程中通过在斜角下两次丝状化边缘边棱区域产生轮廓。在此产生问题：尤其在玻璃未预紧的情况下必须从大块物料中以分割且不碎的方式去除小的穿孔的边缘区域(带有三角横截面)。类似的方法还在文件US2014/239552A1中描述。
发明内容
因此本发明的任务在于，在耗费、精度和制造成本方面改进在玻璃和玻璃陶瓷中的边缘加工。边缘的品质应在此在贝壳状破裂和微小裂纹、强度和视觉观感方面可至少与上文描述的制造方法相当。
该任务通过独立权利要求的主题解决。有利的设计方案和改进方案在分别的从属权利要求中给出。
在使用超短波脉冲激光器的情况下可使玻璃如此结构化(丝状化)，即使得玻璃可随后分离。同样可以机械或热机械等的方式支持分离。在此产生的边缘在强度方面具有可与磨削的边缘相当的值。
令人吃惊地，可以看出由于边缘的在此可确立的精确性可显著更精确地使用接着的工艺步骤如边缘磨削。这意味着，只需要一个工艺步骤、可在没有工艺技术引起的加工余量的情况下使用该工艺步骤且由此可操作明显更快的工艺速度。尤其由于在分离时的高的精确地可省略粗磨削。此外还已经表明，由于在分离工艺中已经获得的与在传统的多级的磨削后加工中的精磨相当的高的形状精度，故而在随后的磨削时明显更少的材料必须除去。由此工艺速度可提高了2倍、甚至通常提高了2.5或3倍。
尤其边缘品质在强度方面可与传统的磨削边缘相当。此外令人惊讶地发现，在视觉外表方面通过利用超短波脉冲激光器进行预分离制造的边缘未与磨削的边缘明显不同。由此两个工艺可组合以用于最终产生边缘。由此还可使用几何结构简单的工具(例如在小平面的情形下)，这在品质相同的情况下使得工艺链更便宜。在此还减小磨削体积，由此加工速度相应提高且工具磨损可明显降低。此外可由此产生带有通过激光工艺预设的精度的玻璃制品，该精度明显高于目前的精度。
因此一般而言本发明设置一种片状玻璃或玻璃陶瓷元件，其边缘利用两种方法的组合(即丝状化和裂开(Cleaven)，或者一方面分离和另一方面边缘磨削)加工。因此这些方法是引入(Einfügen)沿着一条线彼此紧邻地的丝状损伤，且接着在形成边缘的情况下沿着所述线进行分离作为第一方法，以及通过磨削加工边缘作为第二方法。根据本发明的一种特别优选的实施方式，边缘的磨削不是整个面地进行，而是受限于边缘面的邻接玻璃或玻璃陶瓷元件的侧面的一个或尤其两个条形的边棱区域进行。
特别地本发明设置一种方法用于由片状玻璃或玻璃陶瓷部件制造玻璃或玻璃陶瓷元件的方法，在该方法中
-在所述玻璃或玻璃陶瓷部件的内部中沿着分离线彼此紧邻地产生丝状损伤，且
-所述损伤通过超短波脉冲激光器的激光脉冲产生，其中所述玻璃或玻璃陶瓷元件的材料对于所述激光脉冲可至少部分透过，从而激光辐射可穿入到玻璃或玻璃陶瓷中以用于在内部产生所述损伤，且
-脉冲激光射束和所述玻璃或玻璃陶瓷部件的表面相对彼此运动，从而所述激光脉冲在所述玻璃或玻璃陶瓷元件的表面上的入射点彼此紧邻地沿着分离线排成行，并且其中
-在引入彼此紧邻地沿着所述分离线布置的丝状损伤之后通过在所述分离线处进行分离而取出所述玻璃或玻璃陶瓷元件，更确切地说从所述玻璃或玻璃陶瓷部件中加工出所述玻璃或玻璃陶瓷元件，且其中
-所述玻璃或玻璃陶瓷元件的在分离时形成的边缘面部分地通过磨削加工，从而所述边缘面具有至少一个通过丝状损伤的引入和分开产生的条形的区域和邻接的通过磨削进一步加工的条形的区域。
两个如此产生的条形的区域尤其在其表面特性方面有区别，尽管该区别利用肉眼通常不可察觉。之前引入的丝状损伤在加工出所述玻璃或玻璃陶瓷元件之后制造的边缘面中可确认为横向于边缘面的纵向方向延伸的、处于彼此平行的结构。与此相反在通过磨削进一步加工的区域中所述结构至少部分地通过磨除材料而去除。
可利用上文描述的方法制造的片状玻璃或玻璃陶瓷元件因此具有两个相对的侧面和连接两个侧面的边缘面，其中所述边缘面包括至少一个第一细长的、条形的边缘区域和至少一个第二细长的条形的边缘区域，其通过磨削(Schliff)形成。所述边缘区域在纵向方向上沿着所述边缘面且沿着所述侧面因此即平行于所述边缘面的纵向方向延伸。所述第一边缘区域具有细长的、彼此平行地间隔开的丝状损伤，所述损伤的纵向方向横向于所述侧面且沿着所述第一边缘区域的表面延伸。典型地在激光加工时进给速度和还有激光器的脉冲重复率基本上为恒定的。随之发生，丝状损伤还等距地、即在彼此中心间距保持相等的情况下布置。
本发明特别适合于较厚的基底。在此存在特别的优点：激光穿入到体积中且在该处可精准地通过引入所述损伤确认设置的分离面。相应地机械方法一般而言可仅仅从外部起作用，这促进分离面的偏移(Verlaufen)且由此促进了引入了尺寸的不精确性。一般而言本发明还适用于玻璃或玻璃陶瓷部件且相应地还适用于制造厚度在1至20毫米的范围中、优选地在2至15毫米的范围中、特别优选地对于在3至10毫米之间的范围的玻璃或玻璃陶瓷元件。
附图说明
下面参照图更详细地阐述本发明。在图中相同的参考标号分别表示相同的或相应的元件。其中：
图1显示了用于引入丝状损伤的激光加工装置，
图2显示了用于产生贝塞尔射束以用于丝状化的光学组件，
图3显示了用于从玻璃或玻璃陶瓷部件中去除元件的激光加工装置，
图4显示了从玻璃或玻璃陶瓷部件中加工出的元件，
图5显示了通过磨削条形的边缘区域进一步加工玻璃或玻璃陶瓷部件，
图6显示了加工完成的玻璃或玻璃陶瓷元件，
图7显示了带有小平面的边缘的横截面，且
图8显示了带有C形磨削部的边缘的横截面。
图9显示了丝状化的且接着磨削的边缘的显微镜照片。
具体实施方式
对于根据本发明的方法，从片状玻璃或玻璃陶瓷部件2中加工出带有规定尺寸的玻璃或玻璃陶瓷元件3。图1显示了用于实施方法步骤的激光加工装置1的实施例。沿着设置的分离线4执行通过加入细长的或丝状的损伤进行预分离。假象的分离线4和由此还有加入的损伤6的走向仿照待去除的玻璃或玻璃陶瓷元件3的外轮廓。
因此在图1中显示的示例中,根据假象的分离线的走向从玻璃或玻璃陶瓷部件2中切割出矩形的元件。分离线4不必一定沿着整个外轮廓延伸。例如还可设想，玻璃或玻璃陶瓷部件2和待去除的玻璃或玻璃陶瓷元件3的外轮廓部分一致,那么沿着这些区域还不可执行预分离。
为了在玻璃或玻璃陶瓷部件2的内部中彼此紧邻地沿着分离线4产生丝状损伤6，设置超短波脉冲激光器10作为装置1的组成部分。超短波脉冲激光器10发射激光脉冲8，该激光脉冲在相应的碰击点80中碰击玻璃或玻璃陶瓷部件2的侧面25之一且穿入该部件的体积中。激光脉冲8如此指向侧面25，即使得碰击点80位于分离线4上。借助于进给设备在此脉冲激光射束和玻璃或玻璃陶瓷部件2的表面相对彼此运动，从而激光脉冲8在玻璃或玻璃陶瓷元件2的表面20上的碰击点80彼此紧邻地沿着分离线成行。在图1中显示的示例中，玻璃或玻璃陶瓷元件2在碰击点80旁边示出的箭头的方向上沿着分离线4运动。在该示例中设置XY台17作为进给设备，利用该XY台玻璃或玻璃陶瓷部件2可在侧面25的平面中运动。
在材料中构造细长的丝状损伤可尤其通过高能激光脉冲的自聚焦产生。还可设置有光学***，该光学***在材料中产生细长的焦点。对于这样的光学***的示例是轴棱镜。线性焦点优选具有10mm或更小的长度以及10μm或更小的直径。玻璃或玻璃陶瓷材料的损伤部尤其通过由高能激光产生等离子体造成，这与聚焦的机理无关。
细长的丝状损伤6通过多光子吸收产生，其起作用区域可通过合适的光学***调整和形成。在此这可涉及通过激光射束的自聚焦由于在透镜的焦点区域中的非线性克尔效应引起的丝状化，其机理例如在文件WO 2012/006736A2中描述。但是备选地或附加地还可通过特别的光学***、如例如轴棱镜或带有球面像差的透镜产生线性的焦点区域，沿着该焦点区域可针对性地引起多光子吸收过程。这样的光学***例如在文件FR 2989294 A1、KR2014 0072448 A或US 2012/0234807 A1中描述。使用用于产生线性焦点的光学***具有优点：不必忍受在克尔聚焦和等离子体散焦之间的脆弱的平衡，从而在实际中可产生材料的更均匀的损伤部。通过光学***还可针对性地调整在材料中的强度特性且由此还有线性损伤部的长度。
一般而言，不取决于进给的方式优选的是，超短波脉冲激光器10的重复率和在脉冲激光射束和玻璃或玻璃陶瓷部件2的表面相对彼此运动时的进给速度如此调整，即使得彼此紧邻地布置的丝状损伤部具有在1至15微米、优选2至10微米的范围中的中心间距。该距离在过程速度快的情况下确保，玻璃或玻璃陶瓷元件3还可简单且可靠地加工出来。
对于产生长的丝状损伤部而言通常特别有利的是以连发脉冲模式运行超短波脉冲激光器10。在该运行模式中，激光脉冲8不是作为单脉冲而是以脉冲包(脉冲包)的形式发射。这些脉冲包称为连发脉冲(Burst)。相应地在本发明的改进方案中设置以时间上相继发射以连发脉冲或者脉冲包形式的激光脉冲的形式运行激光器10，其中优选连发脉冲中的每个分别产生丝状的损伤部6之一。
这样的脉冲包通常具有比在常见的单激发运行中的单脉冲稍微更大的能量。但是连发脉冲的脉冲本身相比于单脉冲具有明显更小的能量。此外典型的是，在一个连发脉冲之内的脉冲的脉冲能量减小。对于某些激光器而言能调整在连发脉冲之内的脉冲的能量分布。因此连发脉冲模式可具有如下特性：激光器发射脉冲包，其中在一个脉冲包之内的脉冲的时间间隔小于在两个脉冲包之间的时间间隔，且其中在一个脉冲包之内的脉冲的脉冲能量在脉冲之间下降。
根据本发明的合适的激光源是掺钕钇铝石榴石激光器，带有波长为优选1064±5纳米，但是532±5或者355±5纳米的波长也是可行的。激光源优选以在5kHz和200kHz之间、优选地在10kHz和150kHz之间且相当特别优选地在30kHz和110kHz之间的重复率工作。扫描速度可优选如此选择，即使得取决于重复率相邻的丝状损伤部的间距在区域2微米至10微米的范围中。
根据本发明的一种实施方式，一般而言这样的运行模式还是特别有利的，即在其中以单脉冲或连发脉冲形式的激光脉冲的重复率适应为在激光器和玻璃或玻璃陶瓷部件之间的相对速度的函数，以为了尤其即使在速度不同的情况下也实现尽可能保持相同的间距。因此适应尤其是这样的，即使得在进给速度更高时也调整更高的重复率。
在此根据该实施方式的一种改进方案设置成，以比例如弯曲的路径区段更高的重复率(和速度)行进经过笔直的路径。由此还可以高的精度、尤其但是还以高的平均速度实现复杂的几何结构。
在此激光脉冲的合适的脉冲持续时间处于小于100皮秒的范围中、优选地小于20皮秒。脉冲持续时间还可处于小于1皮秒。激光源的典型的功率在此特别有益地在40至200瓦的范围中。根据本发明的一种有利的改进方案，为了获得丝状损伤部，使用在连发脉冲中的超过200微焦的脉冲能量、此外有利地使用超过500微焦的总连发脉冲能量。
优选地使用带有在大约10至200瓦的范围中的功率的激光器10。
对于每个激光脉冲而言，尤其在以连发脉冲形式的激光脉冲的情形下，沉积在玻璃或玻璃陶瓷部件3中的激光器能量>300μJ，优选地>400μJ且相当特别优选地>500μJ。
在激光器10以连发脉冲模式运行的情况下，重复率是连发脉冲发射的重复率。脉冲持续时间基本上不依赖于，激光器是以单脉冲运行还是以连发脉冲模式运行。在一个连发脉冲之内的脉冲典型地具有与在单脉冲运行中的脉冲类似的脉冲长度。
丝状损伤部6跟随光传播从表面延伸到材料中，即在朝向相反的侧面的方向上。如果加入损伤部6结束，从而损伤部在某种程度上可以说形成由彼此紧邻地布置的丝形成的在所设置的分离线74之下延伸的帘幕，或者位于处于体积中的面上，则接着可加工出待制造的玻璃或玻璃陶瓷元件3。
图2示意性地显示了激光脉冲8通过光学元件9的光程以用于产生贝塞尔射束。利用贝塞尔射束实现具有长度d的线性焦点，沿着该线性焦点在光轴的区域中存在基本上保持不变的光强度。光程在图2的示图中从左向右行进。利用参考标号82表示激光脉冲8在碰击到光学元件上之前的空间强度特性。激光脉冲8典型地具有高斯形强度特性。在经过光学元件之后，空间强度特性84以贝塞尔射束的形式构造成带有在光轴上的明显过高的强度。强度特性沿着路段基本上保持不变。相应地光学元件9引起聚焦到线性焦点上。为了实现这样的聚焦，尤其轴棱镜适合作为光学元件9。
一般而言，在不受限于所描述的实施例的情况下，在分离线4处进行分离以用于加工出玻璃或玻璃陶瓷元件3可通过沿着分离线局部加热玻璃或玻璃陶瓷部件(2)实现或至少支持。为此，借助于激光射束进行加热是特别合适的。借助于激光器进行分离的步骤在图3中示出。通过CO2激光器的激光射束110又沿着分离线4在玻璃或玻璃陶瓷部件2的侧面25上引导，执行局部加热。合适的是，使用与对于加入丝状损伤部的步骤相同的运动机构。相应地在图3中显示的实施例中相应于来自图1的布置，激光器同样保持位置固定且借助于XY台17使玻璃或玻璃陶瓷部件2运动。该运动机构不言而喻只是示例性的。在激光射束的碰击点和玻璃或玻璃陶瓷部件2之间的相对运行是重要的。通过局部加热产生机械应力，该机械应力导致，沿着丝状损伤部6位于其中的面构造裂纹111且待加工出的玻璃或玻璃陶瓷部件3与周围的材料分开。
图4显示了加工出的片状玻璃或玻璃陶瓷部件3。玻璃或玻璃陶瓷元件3具有两个相对的边缘面25,26，以及环绕的边缘面24。元件3的厚度优选处于1至20毫米的范围中、特别优选地处5至15毫米的范围中。在边缘面中还可看出例如以丝状损伤部6的形式的激光结构。损伤部在其纵向方向上在从一个侧面25到相反的侧面26的方向上延伸。如果激光脉冲8垂直于侧面25入射，则丝状损伤部的纵向方向相应地位于侧面25的表面法线的方向上。
与传统的分离方法相比，该方法具有高精度的优点。因此在玻璃或玻璃陶瓷部件的厚度为4mm的情况下在传统裂痕断裂中遵守例如0.6mm的加工余量。所设置的精确的尺寸然后通过磨削至正确的尺寸而产生。在此对于磨削每侧1-2mm、例如1.3mm的进给量是必要的。随着玻璃或玻璃陶瓷部件的厚度增大在裁切时的不精确度进一步提高。相应地应考虑更大的加工余量。
当不可利用超短波脉冲激光器以连续的加工步骤行进经过待制造的元件的轮廓时，相应地在根据本发明的方法中在任何情况下在分离玻璃或玻璃陶瓷部件时可产生不精确度。这样的不精确度典型地在小于0.2mm、优选地0.1mm、特别优选地小于0.05mm的范围中。
但是根据本发明还不在加工出玻璃或玻璃陶瓷部件3的情况下结束边缘加工。还进行机械精加工。但是机械精加工优选是这样的，即外尺寸不再变小。无论如何，在分离时形成的玻璃或玻璃陶瓷元件3的边缘面24部分地通过磨削如此加工，即使得边缘面24具有至少一个通过加入丝状损伤部和分开产生的条形的区域和邻接的、通过磨削进一步加工的条形的区域。
图5显示了在上文阐述的进一步边缘加工情况下的玻璃或玻璃陶瓷元件3。在边缘面24与侧面25,26之间的过渡部处的边缘27,28还是尖棱的且相应地易损害的。在此通过边缘磨削改变边缘面的轮廓，以为了使得边缘面更加耐碰撞。为此邻接侧面25,26的条形的区域242,244通过磨削加工，从而边缘27,28倒圆。在图5中显示的示例中，磨削边缘面24的条形的区域242,244利用磨削装置13执行，该磨削装置具有两个转动的磨削头14,15。磨削装置13沿着绘制的箭头沿着边缘面24运动，从而区域242,244包含边缘27,28在内磨削成倾斜的。
一般来说可通过磨削产生小平面，该小平面形成从边缘面24到邻接的侧面25,26的过渡部。优选地，如还在图5中显示的示例中的情况那样，在侧面25,26中的每个的边缘处磨削出至少一个小平面20,21。
图6显示了完成加工的玻璃或玻璃陶瓷元件3，带有两侧的小平面242,244。玻璃或玻璃陶瓷元件3的边缘面24现在由于上文描述的制造具有至少一个第一细长的、条形的边缘区域240和至少一个第二细长的条形的边缘区域，在此为两个边缘区域242,244，其通过磨削形成。边缘区域240,242,244在纵向方向上沿着边缘面24的纵向方向延伸。第一边缘区域240在此具有通过激光加工加入的细长的、平行彼此紧邻地等距间隔开的丝状损伤部6。这些损伤部的纵向方向横向于、优选垂直于侧面25,26且沿着第一边缘区域240的表面延伸。由于玻璃或玻璃陶瓷部件3在丝状的损伤部6处分离，故而损伤部可在第一边缘区域240的表面中尤其作为沟形的、细长的凹入部存在。
图7为了图解说明上文描述的实施方式显示了如上文描述的那样加工的带有小平面磨削部的玻璃或玻璃陶瓷元件3的边缘的横截面。边缘面24通过第一边缘区域240形成，其中到侧面25,26的过渡部分别由构造为窄的小平面20,21的第二边缘区域242,244形成。第二边缘区域242,244的斜度分别处于第一边缘区域240和邻接的侧面25或26的斜度之间。相应的内容也适用于法线的方向。相应地在此第二边缘区域242,244分别形成小平面20,21，其法线方向处于第一边缘区域240的法线和邻接小平面的侧面25,26的法线之间。
图8显示了本发明的另一实施方式。在该实施方式中通过第一边缘区域240和第二边缘区域242,244获得边缘面的C形。在根据本发明的该实施方式的片状玻璃或玻璃陶瓷元件3的情形下，边缘面24特别地至少局部地具有C形轮廓，在C形轮廓的情况下第一边缘区域240在两个弯曲延伸的第二边缘区域242,244之间延伸。
如在图8中显示的示例中那样，在此第二边缘区域242,244还围住第一边缘区域240且形成从第一边缘区域240到侧面25或者26的过渡部。由于笔直的光传播，如在本发明的其它方式中一样，第一边缘区域240在横截面中笔直地延伸。由于第二边缘区域242,244的表面的弯曲，该表面的斜度不仅朝向第一边缘区域而且朝向侧面接近邻接的表面区域的斜度。但是在此不排除，在过渡部处还存在棱边。C形磨削部对于棱边的磨损特别不敏感。对于本领域技术人员来说显而易见的是，根据图7和图8的实施例还可相互组合。一方面环绕的边缘可具有带有C形磨削部的区段和带有小平面的区段。还可在一个侧面处设置根据图7的小平面，在相反的侧边处设置C形磨削部的倒圆的边缘区域。最后还可在两个侧面处除了倒圆的边缘区域之外还附加地存在小平面。
下面将根据本发明的方法与用于裁切玻璃或玻璃陶瓷部件3的传统的方法相比较。在两个示例中带有8mm厚度的钠钙玻璃片用作为基底。在传统的加工中利用金刚石刀轮进行划刻且然后通过断裂加工出玻璃元件。C形磨削部的加入在两个步骤中(以粒度D121和进给量8m/min，然后以粒度D76和进给量5m/min)实现。
根据本发明，玻璃片借助于带有1064nm的波长、100kHz的重复率和4个连发脉冲形成的激光脉冲的皮秒激光器穿孔。穿孔间距即在相邻的丝状损伤部之间的中心间距为5μm。通过利用CO2激光器的激光射束跟踪分离线，实现分离。激光光斑具有8mm的直径、激光功率为260W。C形磨削部的弯曲的边缘区域通过以粒度D76和进给量12.5m/min进行一次磨削加入。由于边缘的走向相比于在裂痕断裂的情形下更精确地确定且只必须制造从边缘到侧面的弯曲的过渡区域，故而相对于传统的加工方法单个磨削步骤足够。此外磨削可以较高的进给速度进行。一般而言，在不受限于附图所显示的特定的实施例的情况下，对于根据本发明的方法而言，在磨削时、即在磨削装置13和玻璃或玻璃陶瓷部件2的表面之间的相对运动中在每分钟5米至每分钟40米的范围中、特别优选地在高达每分钟至20米的范围中的进给速度是适宜的。
图9显示了根据本发明制造的即通过丝状化预分离的且紧接着磨削的边缘的显微镜照片。在该照片中在区域242中可看出斜纹延伸的磨痕，在通过丝状化制造的条形的边缘区域240中缺少这些斜纹延伸的磨痕。但是显微镜照片显示了，两个区域的粗糙度类似。因此不同加工的边缘区域在外观和触觉方面显得基本上无法区分。在图9中显示的照片的放大的情形下不可看出的丝状损伤部。
参考标号列表
1 激光加工装置
2 玻璃或玻璃陶瓷部件
3 由玻璃或玻璃陶瓷部件2加工出的玻璃或玻璃陶瓷元件
4 分离线
6 丝状损伤部
8 激光脉冲
9 光学元件
10 超短波脉冲激光器
11 CO2激光器
13 磨削装置
14,15 磨削头
17 XY台
20,21 小平面
24 边缘面
25,26 侧面
27,28 边缘
80 激光脉冲8在表面20上的碰击点
82 在聚焦之前激光脉冲8的空间强度特性
84 激光脉冲在聚焦之后激光脉冲的空间强度特性
110 10的激光射束
111 裂纹
240 条形的区域，通过丝状化加工
242,244 条形的区域，通过磨削精加工

Claims (23)

1.一种用于由片状玻璃或玻璃陶瓷部件(2)以高精度和减少的磨削体积制造玻璃或玻璃陶瓷元件(3)的方法，在该方法中
- 在所述玻璃或玻璃陶瓷部件(2)的内部中沿着分离线(4)彼此紧邻地产生丝状损伤(6)，
- 所述损伤通过超短波脉冲激光器(10)的激光脉冲(8)产生，其中所述玻璃或玻璃陶瓷元件(3)的材料对于所述激光脉冲(8)是至少部分透过的，从而激光辐射能穿入到玻璃或玻璃陶瓷中以用于在内部产生所述损伤，以及
- 脉冲激光射束和所述玻璃或玻璃陶瓷部件(2)的表面相对彼此运动，从而所述激光脉冲(8)在所述玻璃或玻璃陶瓷部件(2)的表面(20)上的入射点(80)彼此紧邻地沿着分离线排成行，并且其中
- 在引入彼此紧邻地沿着所述分离线(4)布置的丝状损伤(6)之后通过在所述分离线(4)处进行分离而加工出所述玻璃或玻璃陶瓷元件(3)，以及其中
- 所述玻璃或玻璃陶瓷元件(3)的在分离时形成的边缘面(24)部分地通过在单个磨削步骤中的磨削进行加工，从而所述边缘面(24)具有至少一个通过丝状损伤的引入和分开产生的第一细长的、条形的边缘区域(240)和邻接的通过磨削进一步加工的第二细长的、条形的边缘区域(242,244)，所述第一细长的、条形的边缘区域（240）具有细长的、彼此紧邻地平行延伸的丝状损伤，所述丝状损伤的纵向方向横向于侧面（25,26）延伸，
其中，在视觉外表方面通过利用超短波脉冲激光器进行预分离制造的边缘未与磨削的边缘明显不同。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，邻接侧面(25,26)的第二细长的、条形的边缘区域(242,244)通过磨削加工。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过磨削产生小平面，该小平面形成从所述边缘面(24)到邻接的侧面(25,26)的过渡部。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过沿着所述分离线局部加热所述玻璃或玻璃陶瓷部件(2)实现或支持在所述分离线(4)处进行的分离。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过沿着所述分离线借助于激光射束局部加热所述玻璃或玻璃陶瓷部件(2)实现或支持在所述分离线(4)处进行的分离。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述超短波脉冲激光器(10)的重复率和在所述脉冲激光射束和所述玻璃或玻璃陶瓷部件(2)的表面相对于彼此运动时的进给速度如此调整，使得彼此紧邻地布置的丝状损伤具有在1至15微米的范围内的中心间距。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述超短波脉冲激光器(10)的重复率和在所述脉冲激光射束和所述玻璃或玻璃陶瓷部件(2)的表面相对于彼此运动时的进给速度如此调整，使得彼此紧邻地布置的丝状损伤具有在2至10微米的范围内的中心间距。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在磨削时在磨削装置(13)和所述玻璃或玻璃陶瓷部件(2)的表面之间的相对运动方面的进给速度在每分钟5米至每分钟40米的范围中调整。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在磨削时在磨削装置(13)和所述玻璃或玻璃陶瓷部件(2)的表面之间的相对运动方面的进给速度在每分钟5米至最高达每分钟20米的范围中调整。
10.根据权利要求1或2所述的方法，在该方法中所述超短波脉冲激光器(10)以连发脉冲模式运行，在该连发脉冲模式中激光脉冲(8)以脉冲包的形式发射。
11.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述激光脉冲(8)的重复率根据在超短波脉冲激光器(10)和玻璃或玻璃陶瓷部件(2)之间的相对速度调整。
12.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，对于每个激光脉冲(8)而言在所述玻璃或玻璃陶瓷部件(2)中沉积多于300µJ。
13.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，对于每个激光脉冲(8)而言在所述玻璃或玻璃陶瓷部件(2)中沉积多于400µJ。
14.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，对于每个激光脉冲(8)而言在所述玻璃或玻璃陶瓷部件(2)中沉积多于500µJ。
15.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，第二细长的、条形的边缘区域(242,244)的磨削采用具有两个旋转磨削头的磨削装置（13）来进行。
16.一种根据权利要求1至15中任一项所述的方法制造的片状玻璃或玻璃陶瓷元件(3)，带有两个相对的侧面(25,26)和连接两个侧面(25,26)的边缘面(24)，其中所述边缘面(24)包括至少一个第一细长的、条形的边缘区域(240)和至少一个第二细长的、条形的边缘区域(242,244)，所述第二细长的、条形的边缘区域通过磨削形成，其中上述两种边缘区域在纵向方向上沿着所述边缘面(24)且沿着所述侧面(25,26)延伸，其中所述第一细长的、条形的边缘区域(240)具有细长的、彼此平行的丝状损伤(6)，所述丝状损伤的纵向方向横向于所述侧面(25,26)且沿着所述第一细长的、条形的边缘区域(240)的表面延伸，
其中，在视觉外表方面通过利用超短波脉冲激光器进行预分离制造的边缘未与磨削的边缘明显不同。
17.根据权利要求16所述的片状玻璃或玻璃陶瓷元件(3)，其特征在于，所述第一细长的、条形的边缘区域(240)具有细长的、彼此平行的、等距间隔开的丝状损伤(6)。
18.根据权利要求16或17所述的片状玻璃或玻璃陶瓷元件(3)，其特征在于，所述边缘面(24)具有两个第二细长的、条形的边缘区域(242,244)，这两个第二细长的、条形的边缘区域中的每个邻接所述侧面(25,26)之一且所述第一细长的、条形的边缘区域(240)在这两个第二细长的、条形的边缘区域之间延伸。
19.根据权利要求16或17所述的片状玻璃或玻璃陶瓷元件(3)，其特征在于，厚度在1至20毫米的范围中。
20.根据权利要求16或17中任一项所述的片状玻璃或玻璃陶瓷元件(3)，其特征在于，厚度在2至15毫米的范围中。
21.根据权利要求16或17中任一项所述的片状玻璃或玻璃陶瓷元件(3)，其特征在于，厚度在3-10mm的范围中。
22.根据权利要求16或17所述的片状玻璃或玻璃陶瓷元件(3)，其特征在于，所述边缘面(24)至少部分区域地具有C形轮廓，在该C形轮廓的情况下所述第一细长的、条形的边缘区域(240)在两个弧形延伸的第二细长的、条形的边缘区域(242,244)之间延伸。
23.根据权利要求16或17所述的片状玻璃或玻璃陶瓷元件(3)，其特征在于，所述第二细长的、条形的边缘区域(242,244)分别形成小平面(20,21)，该小平面的法向方向位于所述第一细长的、条形的边缘区域(240)的法线和邻接所述小平面的侧面(25,26)的法线之间。
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