DE102018219465A1 - Process for cutting a glass element and cutting system - Google Patents

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Joachim Ebmeier
Jeremy Rendell
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Abstract

Ein Verfahren zum Schneiden eines Gaselements (2), bei dem mittels eines Perforationslasers (4) entlang einer vorgesehenen Schnittlinie (8) eine Perforation (10) im Glaselement (2) erzeugt und anschließend mittels eines Trennlasers (12) im Glaselement (2) entlang der Perforation (10) eine Trennkante (14) erzeugt wird, soll bei hoher Zuverlässigkeit einen besonders einfach gehaltenen Prozessablauf ermöglichen und in besonders weitgehendem Umfang eine Automatisierung des Gesamtprozesses zulassen. Dazu wird erfindungsgemäß die Trennkante (14) durch den Trennlaser (12) in ihrem Kantenprofil modifiziert.A method for cutting a gas element (2), in which a perforation (10) is created in the glass element (2) by means of a perforation laser (4) along an intended cutting line (8) and then in the glass element (2) by means of a separating laser (12) the perforation (10) a separation edge (14) is created, should allow a particularly simple process flow with high reliability and allow automation of the overall process to a particularly large extent. According to the invention, the cutting edge (14) is modified in its edge profile by the cutting laser (12).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Schneiden eines Glaselements, bei dem mittels eines Perforierungslasers entlang einer vorgesehenen Schnittlinie eine Perforation im Glaselement erzeugt und anschließend mittels eines Trennlasers im Glaselement entlang der Perforation eine Trennkante erzeugt wird. Sie betrifft weiter die Verwendung eines Lasers in einem solchen Verfahren sowie ein Schneidsystem zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for cutting a glass element, in which a perforation is created in the glass element by means of a perforation laser along an intended cutting line and then a separation edge is created in the glass element by means of a separation laser. It further relates to the use of a laser in such a method and a cutting system for carrying out the method.

Zum Schneiden oder Trennen von Gläsern oder Glaselementen können eine Vielzahl von Verfahren und Konzepten eingesetzt werden. Unter anderem können dabei gerade im Hinblick auf komplexe Schnittformen oder hohe Präzisionsanforderungen laserbasierte Verfahren wie beispielsweise das Laserfilament-Schneiden zum Einsatz kommen.A variety of processes and concepts can be used to cut or separate glasses or glass elements. Among other things, laser-based processes such as laser filament cutting can be used, especially with regard to complex cut shapes or high precision requirements.

Beim Laser-Filamentschneiden, auch als Filamentierung bezeichnet, werden nichtlineare optische Effekte ausgenutzt. Dafür kommt ein geeignet ausgewählter Laser - nachfolgend auch als „Perforierungslaser“ bezeichnet - zum Einsatz, dessen Fokus unter die Glasoberfläche des zu schneidenden Glaselements in das Material hinein gelegt wird. Aufgrund der so genannten Selbstfokussierung kommt es an der Stelle, an der der Brennpunkt liegt, zu einer lokalen Erhitzung im Glasmaterial, der Ausbildung lokaler Spannungen und zu einer Änderung der Brechzahl. Dadurch wirkt das zunächst kleine Volumenelement wie eine Linse, und in seiner Fortsetzung können weitere solche Filamente erzeugt werden. Wird der Laserstrahl dabei über das Glas geführt, entsteht ein sogenannter Filamentvorhang, der in der Art einer Perforation wirkt und als Ansatz für einen nachfolgenden Trennschritt, beispielsweise durch Brechen, dienen kann. Dieses Konzept des Laser-Filamentierens ist beispielsweise aus der US 2013/0126573 A1 bekannt.Laser filament cutting, also known as filamentation, uses nonlinear optical effects. For this purpose, a suitably selected laser - hereinafter also referred to as "perforation laser" - is used, the focus of which is placed under the glass surface of the glass element to be cut into the material. Due to the so-called self-focusing, there is local heating in the glass material at the point where the focal point lies, the formation of local stresses and a change in the refractive index. As a result, the initially small volume element acts like a lens, and further filaments of this type can be produced in its continuation. If the laser beam is guided over the glass, a so-called filament curtain is created, which acts like a perforation and can serve as an approach for a subsequent separation step, for example by breaking. This concept of laser filamentation is, for example, from the US 2013/0126573 A1 known.

Eine besonders hochwertige und präzise Trennung ist bei einem solchen laserbasierten Filament-Schneidverfahren erreichbar, indem nachfolgend, also nach Einbringung der Filamentierung oder Perforation, zur eigentlichen Trennung ein weiterer Behandlungsschritt mit einem Laser vorgenommen wird. Dabei kann beispielsweise ein CO2-Laser vorgesehen sein, mit dem im Bereich der Filamentspur eine lokal begrenzte Erwärmung im Glasmaterial erzeugt wird. Dies bewirkt ein Absprengen oder Brechen entlang der Kontur. Ein solches Verfahren ist besonders für Gläser vergleichsweiser hoher thermischer Ausdehnung geeignet; es liefert jedoch auch eine vergleichsweise scharfkantige und damit anfällige Trennkante. Üblicherweise ist daher nach dem Schneiden oder Trennen eine weitere Nachbehandlung erforderlich, bei der die Trennkante beispielsweise mit einer Rundung oder einer Fase versehen wird.A particularly high-quality and precise separation can be achieved with such a laser-based filament cutting process, in that a further treatment step with a laser is then carried out for the actual separation after the filamentation or perforation has been introduced. In this case, for example, a CO 2 laser can be provided with which locally limited heating is generated in the glass material in the area of the filament track. This causes it to crack or break along the contour. Such a method is particularly suitable for glasses of comparatively high thermal expansion; however, it also provides a comparatively sharp-edged and therefore vulnerable separating edge. Therefore, after the cutting or separating, a further post-treatment is usually required, in which the separating edge is provided, for example, with a curve or a chamfer.

Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der oben genannten Art anzugeben, das bei hoher Zuverlässigkeit einen besonders einfach gehaltenen Prozessablauf ermöglicht. Des Weiteren soll ein für die Durchführung des Verfahrens besonders geeignetes Schneidsystem angegeben werden.The invention is based on the object of specifying a method of the type mentioned above, which enables a particularly simple process sequence with high reliability. Furthermore, a cutting system that is particularly suitable for carrying out the method is to be specified.

Bezüglich des Verfahrens wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst, indem die Trennkante durch den Trennlaser in ihrem Kantenprofil modifiziert wird.With regard to the method, this object is achieved according to the invention in that the cutting edge is modified in its edge profile by the cutting laser.

Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass beim Prozess des Laser-Filamentschneidens oftmals sehr scharfkantige Trennkanten entstehen, die für eine nachfolgende Weiterverarbeitung des Glaselements nachbehandelt, beispielsweise abgerundet, werden müssen. Für eine besonders effiziente Verfahrensführung sollte demgegenüber der Trennschritt in der Art einer integrierten Ausgestaltung ausgelegt sein, wobei beim Trennen auch eine Modifikation des Kantenprofils der Trennkante erfolgen sollte.The invention is based on the consideration that the process of laser filament cutting often results in very sharp-edged separating edges which have to be post-treated, for example rounded, for subsequent further processing of the glass element. In contrast, the cutting step should be designed in the manner of an integrated configuration for a particularly efficient process management, with a modification of the edge profile of the cutting edge also taking place during the cutting.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Als Modifikation des Kantenprofils der Trennkante ist dabei vorteilhafterweise eine Abrundung der Trennkante und/oder die Anbringung einer Fase vorgesehen.As a modification of the edge profile of the separating edge, a rounding of the separating edge and / or the attachment of a chamfer is advantageously provided.

Bezüglich des Schneidsystems wird die genannten Aufgabe gelöst mit einem Perforationslaser und mit einem Trennlaser, die über eine zugeordnete Steuerungseinrichtung auf dem jeweiligen Glaselementen entlang einer vorgesehenen Schnittlinie führbar sind, wobei der Trennlaser als Ablationslaser ausgeführt ist.With regard to the cutting system, the stated object is achieved with a perforation laser and with a separating laser, which can be guided along an intended cutting line on the respective glass elements via an associated control device, the separating laser being designed as an ablation laser.

Derartige Ablationslaser sind in verschiedenen Ausführungen erhältlich und gebräuchlich. U. a. sind als Auswahlkriterien bevorzugt die Laserleistung, die Möglichkeit zur Pulsung, die Strahlqualität, die Möglichkeit zum Scannerbetrieb, laufende Betriebskosten und insbesondere die Abtragsleistung und die Materialschädigung im Substrat zugrundegelegt. In besonders bevorzugter Ausgestaltung kann ein Festkörperlaser, vorzugsweise ein NdYag-Laser mit einer Wellenlänge von 1064 nm oder mit Frequenzverdoppelung (entsprechend einer grünen Laserfarbe) vorgesehen sein. Die Laserstrahlung ist vorzugsweise über ein Scannersystem auf das Objekt gerichtet. Damit ist auf vergleichsweise einfache Weise im Fokus ein hoher Materialabtrag und außerhalb des Fokus eine flächige Erwärmung erreichbar. Selbstverständlich ist alternativ aber auch eine Kombination von abtragendem Laser und „klassischem“ CO2-Trennlaser mit 1,06 µm denkbar und ggfs. wirtschaftlicher. Vorteilhafterweise ist dabei eine Laserleistung zwischen 10 und 100 W, bevorzugt von etwa 30 W, vorgesehen.Ablation lasers of this type are available and used in various designs. Among others Laser power, the possibility of pulsing, the beam quality, the possibility of scanner operation, ongoing operating costs and in particular the removal rate and material damage in the substrate are preferred as the selection criteria. In a particularly preferred embodiment, a solid-state laser, preferably an NdYag laser with a wavelength of 1064 nm or with frequency doubling (corresponding to a green laser color) can be provided. The laser radiation is preferably directed onto the object via a scanner system. This makes it possible to achieve a high material removal in the focus in a comparatively simple manner and to achieve a surface heating outside of the focus. Of course, alternatively, a combination of ablating laser and "classic" CO 2 separation laser with 1.06 µm is also conceivable and if necessary. more economical. A laser power between 10 and 100 W, preferably of about 30 W, is advantageously provided.

Bei der Führung des Laserstrahls wird bevorzugt sein Auftreffpunkt auf dem Glaselement und/oder sein Fokuspunkt geeignet geführt. Im Rahmen der Steuerung wird dabei vorzugsweise als Kenngröße zur Verrechnung in CNC-Daten die Fokuslage genutzt, da diese meist leicht beschreibbar ist. Wobei die Fokuslage auch bewusst im, unter oder über dem Material liegen kann, um flächige Bearbeitungen durch das Laserlicht zu erhalten.When the laser beam is guided, its point of impact on the glass element and / or its focal point is preferably guided in a suitable manner. In the context of the control, the focus position is preferably used as a parameter for calculation in CNC data, since this is usually easy to describe. The focus position can also be deliberately in, under or above the material in order to obtain surface processing by the laser light.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch die als eigenständig erfinderisch angesehene Verwendung eines Ablationslasers als Trennlaser im Prozess der Laser-Filamentschneidens, also die Substitution des CO2-Lasertrennschnitts durch einen kombinierten Ablationsschritt, in einem kombinierten Bearbeitungsschritt die Bearbeitung (insbesondere „Entschärfung“) der Trennkante gleichzeitig mit dem Bruch an der Perforation durchgeführt werden kann. Dabei kann scannend oder pfadweise gearbeitet werden. Des Weiteren ergibt sich der Vorteil, dass durch den Ablationsgraben die Ausbreitung des Risses im Glasmaterial positiv gesteuert wird, da der Pfad vorgegeben ist. Abweichungen von der Sollkontur werden somit unwahrscheinlicher, da der Riss den Bruchkinematiken folgt und den Weg des geringsten Widerstands wählt: der Ablationsvertiefung. Damit ist somit auch eine erhöhte Präzision und Genauigkeit in der Formgebung der Trennstücke, also bei der Einhaltung der vorgesehenen Schnittlinien, erreichbar.The advantages achieved by the invention consist in particular in the fact that the use of an ablation laser as a separating laser in the process of laser filament cutting, i.e. the substitution of the CO 2 laser separation cut by a combined ablation step, in a combined processing step, means the processing (in particular "Disarming") of the separating edge can be carried out simultaneously with the break at the perforation. This can be done by scanning or by path. Furthermore, there is the advantage that the ablation trench positively controls the propagation of the crack in the glass material, since the path is predetermined. Deviations from the target contour are therefore less likely because the crack follows the fracture kinematics and chooses the path of least resistance: the ablation recess. This means that increased precision and accuracy in the shape of the separating pieces, that is to say when the intended cutting lines are observed, can also be achieved.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt die Figur schematisch ein Schneidsystem zum Schneiden von Glaselementen.An embodiment of the invention is explained in more detail with reference to a drawing. The figure shows schematically a cutting system for cutting glass elements.

Das Schneidsystem 1 gemäß der Figur ist zum Schneiden von Glaselementen 2 durch Laserfilament-Schneiden vorgesehen. Dazu umfasst das Schneidsystem 1 einen für die Filamentierung ausgelegten Perforationslaser 4, der über eine zugeordnete Steuerungseinrichtung 6 steuerbar ist. Über die Ansteuerung mittels der Steuereinrichtung 6 kann der Fokuspunkt des Perforationslasers 4 entlang einer vorgebbaren Schnittlinie 8 auf der Oberfläche des zu schneidenden Glaselements 2 geführt werden. Infolge der Auslegung des Perforationslasers 4 kommt es an der Stelle, an der der Brennpunkt liegt, zu einer lokalen Erhitzung im Glasmaterial, der Ausbildung lokaler Spannungen und zu einer Änderung der Brechzahl, so dass letztlich infolge nichtlinearer optischer Effekte im Glasmaterial entlang der Schnittlinie 8 so genannte Filamente entstehen, die die gewünschte Perforation 10 bilden.The cutting system 1 according to the figure is for cutting glass elements 2nd provided by laser filament cutting. The cutting system includes this 1 a perforation laser designed for filamentation 4th via an assigned control device 6 is controllable. Via control by means of the control device 6 can be the focal point of the perforation laser 4th along a predeterminable cutting line 8th on the surface of the glass element to be cut 2nd be performed. Due to the design of the perforation laser 4th At the point at which the focal point lies, there is local heating in the glass material, the formation of local stresses and a change in the refractive index, so that ultimately as a result of nonlinear optical effects in the glass material along the cutting line 8th so-called filaments emerge that have the desired perforation 10th form.

Zum eigentlichen Schneiden des Glaselements 2, also zur Separation der Teile entlang der Schnittlinie 8 und der Perforation 10, ist nachfolgend zur Filamentierung, also nach Einbringung der Perforation 10, ein weiterer Behandlungsschritt mit einem Trennlaser 12 vorgesehen. Dazu ist auch der Trennlaser 12 über die Steuerungseinrichtung 6 ansteuerbar, so dass auch sein Fokuspunkt entlang der vorgegebenen Schnittlinie 8 auf der Oberfläche des Glaselements 2 geführt werden kann.For actually cutting the glass element 2nd , i.e. for the separation of the parts along the cutting line 8th and the perforation 10th , is subsequently for filamentation, i.e. after the perforation has been introduced 10th , another treatment step with a separation laser 12th intended. The separating laser is also included 12th via the control device 6 controllable, so that its focus point along the specified cutting line 8th on the surface of the glass element 2nd can be performed.

Das Schneidsystem 1 ist für eine besonders effiziente und kostensparende Betriebsweise bei der Durchführung des Schneid- oder Trennprozesses ausgelegt. Dabei ist insbesondere dem Umstand Rechnung getragen, dass beim Prozess des Laser-Filamentschneidens oftmals sehr scharfkantige Trennkanten entstehen, die für eine nachfolgende Weiterverarbeitung des Glaselements 2 nachbehandelt, beispielsweise abgerundet, werden müssen. Für eine besonders effiziente Verfahrensführung ist das Schneidsystem 1 in der Art einer integrierten Ausgestaltung des eigentlichen Trennschritts dabei dafür ausgelegt, mittels des Trennlasers 12 auch eine Modifikation des Kantenprofils der Trennkante 14 vorzunehmen, so dass eine nachfolgende Nachbehandlung nicht mehr erforderlich ist.The cutting system 1 is designed for a particularly efficient and cost-saving mode of operation when carrying out the cutting or cutting process. This takes into account in particular the fact that the process of laser filament cutting often produces very sharp-edged separating edges, which are necessary for subsequent processing of the glass element 2nd post-treated, for example rounded, must be. The cutting system is for particularly efficient process management 1 designed in the manner of an integrated configuration of the actual separation step, by means of the separation laser 12th also a modification of the edge profile of the separating edge 14 so that a subsequent post-treatment is no longer necessary.

Als Modifikation des Kantenprofils der Trennkante 14 ist dabei insbesondere eine Abrundung der Trennkante 14 und/oder die Anbringung einer Fase vorgesehen. Um dies zu ermöglichen, ist der Trennlaser 12 als Ablationslaser ausgeführt. Im Ausführungsbeispiel ist der Trennlaser 12 dazu als grüner Laser ausgeführt, mit dem ablativ die Bearbeitung der Trennkante 14, also deren Verrundung und/oder die Anbringung einer Fase, vorgenommen werden kann. Das Anbringen der Fase und/oder der Verrundung durch den Trennlaser 12 kann somit gleichzeitig zum Öffnen der Perforation und zur Ausbildung des Bruchs genutzt werden, da der als grüner Laser ausgeführte Trennlaser 12 durch die Ablation im Bereich der Schnittlinie 8 eine thermische Spannung in das Glasmaterial einträgt. Diese resultiert dann in einer mechanischen Spannung im Glasmaterial, die letztlich die eigentliche Trennung bewirkt.As a modification of the edge profile of the separating edge 14 is in particular a rounding of the separating edge 14 and / or the provision of a chamfer. To make this possible, the separation laser is 12th designed as an ablation laser. In the exemplary embodiment, the separating laser 12th designed as a green laser with which the cutting edge can be ablatively machined 14 , that is, their rounding and / or the attachment of a chamfer can be carried out. Attaching the chamfer and / or rounding by the separating laser 12th can thus be used to open the perforation and to form the break at the same time, since the separating laser, which is designed as a green laser 12th through the ablation in the area of the cut line 8th introduces a thermal stress into the glass material. This then results in a mechanical tension in the glass material, which ultimately causes the actual separation.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Schneidsystem 1 vornehmlich für eine einseitige Bearbeitung des Glaselements 2 ausgelegt, d. h. Perforationslaser 4 und Trennlaser 12 wirken jeweils von derselben Seite aus („von oben“) auf das Glaselement 2 ein. Selbstverständlich ist aber auch eine zweiseitige Einwirkung („von oben“ und „von unten“) auf das Glaselement 2 möglich. Dabei wäre denkbar, dass der Perforationslaser 4 einerseits und der Trennlaser 12 andererseits von einer jeweils anderen Seite auf das Glaselement 2 einwirken. Alternativ oder zusätzlich ist es aber auch denkbar, dass zusätzlich zum Trennlaser 12 noch ein weiterer (in 1 nicht näher dargestellter) Laser, insbesondere ein weiterer Ablationslaser, vorgesehen sein kann, der sich dann bevorzugt auf der dem Trennlaser 12 gegenüberliegenden Seite des zu bearbeitenden Glaselements 2 befindet. Damit ist eine beidseitige Bearbeitung der Trennkante 14 der vereinzelten Teile des Glaselements 2 möglich, so dass diese beispielsweise ober- und unterseitig mit einer Verrundung oder Fase versehen werden kann.In the embodiment shown, the cutting system is 1 primarily for one-sided processing of the glass element 2nd designed, ie perforation laser 4th and separation laser 12th act on the glass element from the same side ("from above") 2nd a. Of course, there is also a two-sided effect ("from above" and "from below") on the glass element 2nd possible. It would be conceivable that the perforation laser 4th on the one hand and the separating laser 12th on the other hand from a different side onto the glass element 2nd act. Alternatively or additionally, it is also conceivable that in addition to the separating laser 12th yet another (in 1 Laser (not shown in detail), in particular a further ablation laser, can then be provided, which is then preferably located on that of the separation laser 12th opposite side of the glass element to be processed 2nd located. This means that the cutting edge is machined on both sides 14 the isolated parts of the glass element 2nd possible so that this can be provided with a rounding or chamfer on the top and bottom, for example.

Durch eine solche Anordnung sind noch weitere, als besonders bevorzugt angesehene Varianten der Verfahrensführung möglich, wobei in jedem Fall eine integrierte Verfahrensführung mit während der Trennung oder Separation erfolgender Bearbeitung der Trennkante vorgesehen ist. Dies ermöglicht auf besonders einfache Weise eine voll automatisierte und damit effiziente Verfahrensführung, wobei eine nachfolgende separate Bearbeitung der Trennkanten nicht erforderlich ist.With such an arrangement, further variants of the process control, which are considered to be particularly preferred, are possible, an integrated process control with processing of the separating edge occurring during the separation or separation being provided in each case. This enables a fully automated and therefore efficient process control in a particularly simple manner, with subsequent separate processing of the separating edges not being necessary.

Ein solches, integriertes und damit voll automatisierbares Verfahren, das als eigenständig erfinderisch angesehen wird, umfasst dabei die Verfahrensschritte (die Begriffe „oben“ und „unten“ werden dabei in dem Sinne verwendet, dass „oben“ die Seite des Glaselements meint, von der aus auch der Perforationslaser einwirkt, und „unten“ die gegenüberliegende Seite):

  • - Erzeugen einer „unteren“ Verrundung oder Fase durch Ablatieren mittels Laser durch das Glas. Es dabei insbesondere möglich, mit einem auf der „oberen“ Seite angeordneten Laser wie gewünscht die „untere“ Seite zu bearbeiten. Bei passender Wellenlänge und akzeptabel kleiner Absorption des Substrates kann mit geeignet angepasster Technik auch die gegenüberliegende Seite des Substrates ablatiert werden. Ein bekanntes Beispiel hierfür ist das Bohren mit einem Grünen Laser auf der laserabgewandten Materialseite. Der Laser ist dabei bevorzugt über dem Substrat angeordnet, und das abgetragene Material fällt aufgrund der Gravitation (ggf. unterstützt durch Absaugung) aus dem Bohrloch.
  • - Filamentierung, also Einbringung der Filament-Perforation 10 durch den Perforationslaser 4
  • - Erzeugen einer „oberen“ Verrundung oder Fase durch Ablation, ggf. derart, dass hierdurch auch der Bruch entlang der Perforation 10 erfolgt
  • - Ggf. und falls erforderlich, mechanisches oder thermisches Trennen, beispielsweise mittels CO2-Laser
Such an integrated and thus fully automatable process, which is considered to be independently inventive, comprises the process steps (the terms “above” and “below” are used in the sense that “above” means the side of the glass element from which the perforation laser also acts, and "below" the opposite side):
  • - Creation of a "lower" rounding or chamfer by ablating with a laser through the glass. In particular, it is possible to process the “lower” side as desired with a laser arranged on the “upper” side. With a suitable wavelength and an acceptably small absorption of the substrate, the opposite side of the substrate can also be ablated using a suitably adapted technique. A well-known example of this is drilling with a green laser on the material side facing away from the laser. The laser is preferably arranged above the substrate, and the removed material falls out of the borehole due to gravitation (possibly supported by suction).
  • - Filamentation, i.e. introduction of the filament perforation 10th through the perforation laser 4th
  • - Creation of an "upper" rounding or chamfer by ablation, possibly in such a way that this also causes the break along the perforation 10th he follows
  • - Possibly. and if necessary, mechanical or thermal separation, for example using a CO 2 laser

BezugszeichenlisteReference symbol list

11
SchneidsystemCutting system
22nd
GlaselementGlass element
44th
PerforationslaserPerforation laser
66
SteuerungseinrichtungControl device
88th
SchnittlinieCutting line
1010th
Perforationperforation
1212
TrennlaserSeparating laser
1414
TrennkanteSeparating edge

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • US 2013/0126573 A1 [0003]US 2013/0126573 A1 [0003]

Claims (5)

Verfahren zum Schneiden eines Glaselements (2), bei dem mittels eines Perforationslasers (4) entlang einer vorgesehenen Schnittlinie (8) eine Perforation (10) im Glaselement (2) erzeugt und anschließend mittels eines Trennlasers (12) im Glaselement (2) entlang der Perforation (10) eine Trennkante (14) erzeugt wird, wobei die Trennkante (14) durch den Trennlaser (12) in ihrem Kantenprofil modifiziert wird.Method for cutting a glass element (2), in which a perforation (10) is created in the glass element (2) by means of a perforation laser (4) along an intended cutting line (8) and then by means of a separating laser (12) in the glass element (2) along the Perforation (10) a separating edge (14) is generated, the separating edge (14) being modified by the separating laser (12) in its edge profile. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Trennkante (14) durch den Trennlaser (12) abgerundet wird.Procedure according to Claim 1 , in which the separating edge (14) is rounded off by the separating laser (12). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem durch den Trennlaser (12) eine Fase in der Trennkante erzeugt wird.Procedure according to Claim 1 or 2nd , in which a bevel is generated in the separating edge by the separating laser (12). Verwendung eines Ablationslasers als Trennlaser (12) in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3.Use of an ablation laser as a separation laser (12) in a method according to one of the Claims 1 to 3rd . Schneidsystem (1) zum Schneiden von Glaselementen (2), mit einem Perforationslaser (4) und mit einem Trennlaser (12), die über eine zugeordnete Steuerungseinrichtung (6) auf dem jeweiligen Glaselementen (2) entlang einer vorgesehenen Schnittlinie (8) führbar sind, wobei der Trennlaser (12) als Ablationslaser ausgeführt ist.Cutting system (1) for cutting glass elements (2), with a perforation laser (4) and with a separating laser (12), which can be guided along an intended cutting line (8) on the respective glass elements (2) via an associated control device (6) , wherein the separating laser (12) is designed as an ablation laser.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022184554A1 (en) * 2021-03-02 2022-09-09 Cericom GmbH Device and method for machining a workpiece made of glass
DE102021131812A1 (en) 2021-12-02 2023-06-07 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Device and method for separating a transparent workpiece
WO2023099244A1 (en) * 2021-12-02 2023-06-08 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Device and method for processing a workpiece

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130126573A1 (en) 2010-07-12 2013-05-23 Filaser Inc. Method of material processing by laser filamentation
US20150165560A1 (en) * 2013-12-17 2015-06-18 Corning Incorporated Laser processing of slots and holes
US20180105451A1 (en) * 2016-10-13 2018-04-19 Corning Incorporated Creation of holes and slots in glass substrates

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130126573A1 (en) 2010-07-12 2013-05-23 Filaser Inc. Method of material processing by laser filamentation
US20150165560A1 (en) * 2013-12-17 2015-06-18 Corning Incorporated Laser processing of slots and holes
US20180105451A1 (en) * 2016-10-13 2018-04-19 Corning Incorporated Creation of holes and slots in glass substrates

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022184554A1 (en) * 2021-03-02 2022-09-09 Cericom GmbH Device and method for machining a workpiece made of glass
DE102021131812A1 (en) 2021-12-02 2023-06-07 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Device and method for separating a transparent workpiece
WO2023099244A1 (en) * 2021-12-02 2023-06-08 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Device and method for processing a workpiece

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