DE4305107C2 - Method and device for cutting a brittle body with laser radiation - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schnei­ den eines spröden Körpers mit Laserstrahlung. Das Schneiden von spröden Körpern, insbesondere Hohlkörpern oder Platten, z. B. aus Glas oder Keramik, findet in der Technik breite Anwendung. So muß z. B. bei der Herstellung von Hohlgläsern nach dem Glasblasen der Preßrand durch Absprengen entfernt werden. Dieser Arbeitsgang ist sowohl bei der Fertigung von Trinkgläsern und Kolben von Glühlampen als auch beim Ablängen von Glasrohren (z. B. Leucht­ stoffröhren, Halogenlampen, Rohre für die chemische Industrie) notwendig. Es werden bisher unterschiedliche Verfahren angewendet.The invention relates to a method and an apparatus for cutting that of a brittle body with laser radiation. Cutting brittle Bodies, especially hollow bodies or plates, e.g. B. made of glass or ceramic, is widely used in technology. So z. B. in the manufacture of Hollow glasses removed after blowing the pressed edge by blasting become. This operation is both in the manufacture of drinking glasses and Bulbs of incandescent lamps as well as when cutting glass tubes (e.g. light fabric tubes, halogen lamps, tubes for the chemical industry) necessary. It So far, different methods have been used.

Beim Kalt-Heiß-Verfahren erfolgt das Trennen mittels Anritzen mit einer scharfen Kante und Absprengen durch die Hitze einer Gasflamme. Durch den Tempera­ turunterschied entsteht ein Spannungszustand und das Glas bricht an der durch den Ritz verletzten Stelle (siehe z. B. DE 27 00 487).In the cold-hot process, the cutting is done by scoring with a sharp one Edge and blast off by the heat of a gas flame. Through the tempera The difference in tension creates a state of tension and the glass breaks through the spot injured (see e.g. DE 27 00 487).

Beim Heiß-Kalt-Verfahren wird ein erwärmtes Glas von einer wassergekühlten Rolle berührt oder mit kalter, feuchter Druckluft (Aerosol) angeblasen und damit abgeschreckt. In dem schnell gekühlten Bereich entsteht eine Zugspannung und das Glas springt ab.In the hot-cold process, a heated glass is replaced by a water-cooled one Touched roller or blown with cold, moist compressed air (aerosol) and thus deterred. A tensile stress is created in the rapidly cooled area and the glass breaks off.

Anschließend ist ein Abschleifen des Randes notwendig, um feine Risse und Ausbrüche zu entfernen. Das kann mit einer rotierenden Schleifscheibe (z. B. DE 27 24 331) oder mit einem Schleifband erfolgen. Danach wird der Rand mit einem Gasbrenner verschmolzen. Das Ergebnis soll ein glatter und gleichmäßig geformter Rand sein.Then the edge needs to be sanded to remove fine cracks and Remove breakouts. This can be done with a rotating grinding wheel (e.g.  DE 27 24 331) or with an abrasive belt. After that, the edge with fused to a gas burner. The result is said to be a smoother and more even shaped edge.

Zum Anritzen wird derzeit ein Rädchen aus Widiastahl oder eine Diamantspitze verwendet. Diese müssen mit einer mechanischen Kraft auf die Oberfläche ge­ drückt werden. Das kann zu Glasbruch führen. Andererseits kann bei einer ke­ gelförmig geneigten Oberfläche (z. B. Sektkelch oder Cognac-Schwenker) der Ritzer seitlich ausweichen oder abrutschen. Dadurch wird die angerissene Linie wellenförmig oder spiralenförmig und die Linie ergibt keinen geschlossenen Kreis mehr. Diese Unebenheiten müssen durch Schleifen ausgeglichen werden. Beim Anritzen entstehen kleine Ausbrüche und feine Risse, die bei der anschlie­ ßenden Wärmebehandlung in das zuvor ungestörte Material hineinwachsen können. Dieser Bereich muß danach durch Schleifen entfernt werden.A wheel made of Widia steel or a diamond tip is currently being scribed used. These have to be applied to the surface with a mechanical force be pressed. This can lead to glass breakage. On the other hand, with a ke gel-like inclined surface (e.g. champagne flute or cognac glass) Dodge the scraper sideways or slide off. This will mark the line undulating or spiraling and the line does not result in a closed one Circle more. These unevenness must be compensated for by grinding. When scratching, small breakouts and fine cracks occur, which then heat treatment into the previously undisturbed material can. This area must then be removed by grinding.

Der problematische Schritt dieser an sich einfachen und bewährten Verfahren ist das Schleifen, da ein erheblicher Verbrauch an Schleifband und als Abfall schwermetallhaltiger Schleifstaub anfällt. Dies belastet als Sondermüll die Um­ welt und führt zu zunehmenden Kosten bei der Deponierung.The problematic step of these simple and proven procedures is the sanding, since a considerable consumption of sanding belt and as waste heavy metal grinding dust is produced. This pollutes the environment as hazardous waste world and leads to increasing costs for landfilling.

Das Trennverfahren läßt sich durch den Einsatz eines Lasers verbessern. Die besonderen Eigenschaften der Laserstrahlung, die sich von einer normalen Lichtquelle unterscheiden, sind die enge Bündelung, die hohe Intensität, die Ko­ härenz und die scharf definierte Wellenlänge.The separation process can be improved by using a laser. The special properties of laser radiation, which differ from a normal Distinguishing light sources are the tight bundling, the high intensity, the knockout and the sharply defined wavelength.

Die enge Bündelung (parallele Strahlen) bedeutet, daß der Laserstrahl auf einen sehr kleinen Brennfleck fokussiert werden kann, der nur durch Beugung be­ grenzt ist. Dadurch läßt sich eine hohe Leistungsdichte erzeugen.The close concentration (parallel beams) means that the laser beam is directed at one very small focal spot that can be focused only by diffraction is bordered. This enables a high power density to be generated.

Kohärenz bedeutet, daß alle Wellenpakete im gleichen Takt schwingen. Da der Laserstrahl monochromatisch ist (definierte Wellenlänge), muß das Auftreten von Interferenzeffekten beachtet werden. Diese Modulation der Intensität im Brennfleck kann in manchen Fällen hilfreich oder auch schädlich sein. Die Inter­ ferenz ist bei der üblichen Verwendung von CO₂-Lasern besonders deutlich, weil die Wellenlänge im Vergleich zum sichtbaren Licht um den Faktor 20 größer ist.Coherence means that all wave packets oscillate in the same cycle. Since the laser beam is monochromatic (defined wavelength), the occurrence of interference effects must be taken into account. This modulation of the intensity in the focal spot can be helpful or harmful in some cases. The interference is particularly clear when using CO ₂ lasers because the wavelength is 20 times longer than that of visible light.

Der energiereiche CO₂-Laser wird seit Jahren erfolgreich in der Metallindustrie zum Schneiden, Schweißen und Abtragen von Metallen eingesetzt (vgl. DE 38 01 068). Die Metalle werden dabei üblicherweise geschmolzen und ver­ dampft und aus der Schnittfuge ausgeblasen.The high-energy CO ₂ laser has been used successfully for years in the metal industry for cutting, welding and removing metals (cf. DE 38 01 068). The metals are usually melted and evaporated and blown out of the kerf.

Auch in der Glas- und Kunststoffindustrie wird der CO₂-Laser verwendet, um Vertiefungen oder Markierungen an der Oberfläche anzubringen (siehe z. B. DE 32 30 578 oder DE 38 29 025). Dabei wird das Material umgeschmolzen oder entfernt.The CO ₂ laser is also used in the glass and plastics industry to make depressions or markings on the surface (see, for example, DE 32 30 578 or DE 38 29 025). The material is remelted or removed.

Die US 4044936 beschreibt ein Verfahren zum Schneiden von Glas-Hohlkörpern, bei dem an der gewünschten Schnittlinie zunächst mit einem Ritzwerkzeug eine Schwachstelle auf der Glasoberfläche erzeugt wird und bei dem die gesamte Schnittlinie nachfolgend mit einem Laserstrahl so beleuchtet wird, daß sich eine thermomechanische Spannung aufbaut, die zum Bruch des Glases ausgehend von der Schwachstelle führt. Da bei diesem Verfahren weiterhin ein Anritzen der Glasoberfläche notwendig ist, ergeben sich die bereits weiter oben angeführten Nachteile bezüglich der Bruchgefahr und dem Entstehen von feinen Rissen oder Ausbrüchen.US 4044936 describes a method for cutting hollow glass bodies, with the one at the desired cutting line with a scoring tool Vulnerability is created on the glass surface and where the entire cut line is subsequently illuminated with a laser beam so that a thermomechanical Tension builds up that breaks the glass from the Vulnerability leads. Since this method continues to scratch the glass surface is necessary, the ones already mentioned above result Disadvantages with regard to the risk of breakage and the formation of fine cracks or Outbreaks.

In der DE 35 46 001 wird ein Verfahren zum Glasschneiden mit Laserstrahlen beschrieben, bei dem das zu schneidende Glasteil auf einer hohen Temperatur unterhalb des Erweichungspunktes des Glases gehalten und dann wiederholt mit einem Laserstrahl längs der vorgesehenen Schnittlinie bestrahlt wird, wäh­ rend eine Zugkraft am abzuschneidenden Teil angreift. In diesem Fall läßt der Laserstrahl die Temperatur auf der Schnittlinie über die Verflüssigungstempera­ tur ansteigen, und die auf den Schnittbereich ausgeübte Zugkraft bewirkt das Abschneiden. Aufgrund der hohen, bei diesem Verfahren erzeugten, Temperaturen verdampft jedoch ein Teil des Glases und lagert sich als unerwünschter weißer Niederschlag auf der Glasoberfläche ab. Beim Einsatz eines zusätzlichen Gasstromes zur Verminderung dieses Problems ist nachteilig, daß dieser eine verformende Kraft auf die heiße Glasoberfläche ausübt, und außerdem die Um­ gebung der Bruchzone durch umgelenkte Abgase unkontrolliert geheizt wird. DE 35 46 001 describes a method for cutting glass with laser beams described, in which the glass part to be cut at a high temperature held below the softening point of the glass and then repeated is irradiated with a laser beam along the intended cutting line, while rend acts on the part to be cut. In this case, the Laser beam the temperature on the cutting line above the liquefaction temperature increase, and the pulling force exerted on the cutting area causes this Cut off. Because of the high temperatures generated by this process however, part of the glass evaporates and is stored as an undesirable whiter Precipitation on the glass surface. When using an additional Gas flow to reduce this problem is disadvantageous that this one exerts deforming force on the hot glass surface, and also the um the fracture zone is heated in an uncontrolled manner by deflected exhaust gases.  

In der EP 448 168 werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Spalten einer spröden Platte, z. B. aus Glas, angegeben, bei dem ein Laserstrahl wiederholt über die Schnittlinie geführt wird, bis die Platte bricht. Bei diesem Verfahren wird im Gegensatz zu den weiter oben beschriebenen Methoden das Material nicht entfernt oder geschmolzen, sondern nur erwärmt, um einen Spannungszustand zu erzeugen. Durch den Temperaturschock bricht die Platte an der vorgegebe­ nen Linie. Die Verwendung eines normalen runden Strahlquerschnitts ohne spe­ zielle Formgebung zum Spalten der Platte führt allerdings zum Nachteil, daß damit eine Steuerung der Leistungsdichte des Laserstrahls an der Plattenober­ fläche nur in geringem Maße möglich ist. Einerseits muß aber die Gesamtleistung einen Schwellwert überschreiten, damit die induzierte thermische Span­ nung die Bruchfestigkeit des Glases übersteigt und der Bruch erfolgt. Anderer­ seits darf eine kritische lokale Leistungsdichte nicht überschritten werden, da dies zur Überhitzung der Glasoberfläche mit Verdampfung und weißem Nieder­ schlag führen würde. Diese gegenläufigen Forderungen können mit einem run­ den Strahlquerschnitt nicht zufriedenstellend erfüllt werden. Eine Vergrößerung des Strahldurchmessers zur Reduzierung der Leistungsdichte würde die Ge­ nauigkeit der Schnittlinie nachteilig beeinflussen.EP 448 168 describes a method and an apparatus for splitting a brittle plate, e.g. B. made of glass, in which a laser beam is repeated is passed over the cutting line until the panel breaks. With this procedure in contrast to the methods described above, the material does not removed or melted, but only heated to a stressed state to create. Due to the temperature shock, the plate breaks at the specified one a line. The use of a normal round beam cross section without spe zielle shaping for splitting the plate leads to the disadvantage that thus controlling the power density of the laser beam at the top of the plate area is only possible to a small extent. On the one hand, however, the overall performance exceed a threshold so that the induced thermal span voltage exceeds the breaking strength of the glass and the breakage occurs. Other  on the one hand, a critical local power density must not be exceeded, since this is to overheat the glass surface with evaporation and white low blow would lead. These opposing claims can be met with a run the beam cross-section cannot be satisfactorily fulfilled. An enlargement of the beam diameter to reduce the power density would the Ge adversely affect the accuracy of the cutting line.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Schneiden eines spröden Körpers mit Laserstrahlung anzugeben, mit dem eine genaue Dosierung der Leistungsdichte der Laserstrahlung und damit der Temperaturverteilung an der Schnittlinie möglich ist, wobei gleichzeitig die Genauigkeit des Schnittes beibehalten oder sogar erhöht werden kann. Weiterhin soll die Erfindung die Einkopplung der maximalen Heizleistung ohne Überschreitung der lokalen Leistungsdichte ermöglichen.The object of the present invention is therefore a method for cutting a brittle body using laser radiation, with which an exact dosage of the power density of the laser radiation and so that the temperature distribution on the cutting line is possible, at the same time the accuracy of the cut can be maintained or even increased. Furthermore, the invention is intended to couple the maximum heating power without Allow local power density to be exceeded.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das in Anspruch 1 angegebene Ver­ fahren gelöst. Dabei wird der zu schneidende Körper, vorzugsweise ein rotationssymmetrischer Hohlkörper oder Stab, oder eine Platte, an der Oberfläche entlang der gesamten gewünschten Schnitt­ linie durch Einwirkung eines Laserstrahls geeigneter Wellenlänge so erwärmt, daß sich eine thermomechanische Spannung aufbaut, die zum Bruch des Kör­ pers entlang dieser Schnittlinie führt. Die Bestrahlung längs der Schnittlinie kann sowohl durch eine Bewegung des Laserstrahls als auch durch eine Bewegung des zu schneidenden Körpers relativ zum ortsfesten Laserstrahl erfolgen. Vor­ teilhaft für die Genauigkeit des Bruches ist die wiederholte Bestrahlung der Schnittlinie mit dem Laser, wobei der zeitliche Abstand der einzelnen Erwär­ mungsvorgänge so gewählt sein muß, daß daraus eine kumulative Spannungs­ erhöhung im Material resultiert.The object is achieved by the Ver specified in claim 1 drive solved. The Body to be cut, preferably a rotationally symmetrical hollow body or rod, or plate, on the surface along the entire desired cut line heated by the action of a laser beam of a suitable wavelength, that a thermomechanical tension builds up, which leads to breakage of the body pers leads along this cutting line. The radiation along the cutting line can both by movement of the laser beam and by movement of the body to be cut take place relative to the fixed laser beam. Before Repeated irradiation of the cells is a factor in the accuracy of the fracture Cutting line with the laser, the time interval between the individual heating mation processes must be selected so that a cumulative tension increase in material results.

Erfindungsgemäß ist der Laserstrahl so geformt, daß der auf die Oberfläche des zu schneidenden Körpers einwirkende Strahlquerschnitt eine längliche Form entlang der Schnittlinie aufweist, wobei das Verhältnis von Länge und Breite einstellbar ist. Da die Breite des Strahlprofils die Genauigkeit des Schnittes be­ einflußt, kann somit durch Verlängerung des Querschnitts sowohl die Energie­ einkopplung bei gleicher Schnittgenauigkeit erhöht als auch die Schnittgenauig­ keit durch eine kleinere Breite des Strahlprofils verbessert werden, ohne die lo­ kale Leistungsdichte des Laserstrahls auf der Oberfläche des zu schneidenden Körpers zu verändern. Damit ist auch die optimale Anpassung der Leistungs­ dichte an unterschiedliche Materialien bei gleichbleibender Laserleistung mög­ lich.According to the invention, the laser beam is shaped so that it hits the surface of the beam cross-section acting on the body to be cut has an elongated shape along the section line, the ratio of length and width is adjustable. Since the width of the beam profile be the accuracy of the cut Influences both energy by extending the cross-section  Coupling with the same cutting accuracy increases as well as the cutting accuracy speed can be improved by a smaller width of the beam profile, without lo cal power density of the laser beam on the surface of the to be cut Body change. This is also the optimal adjustment of the performance density of different materials with the same laser power possible Lich.

Die einzelnen physikalischen Zusammenhänge, die dem eben beschriebenen Verfahren zugrundeliegen, seien im folgenden anhand der in Anspruch 2 dar­ gelegten besonderen Ausführungsform erläutert. Bei dieser Ausführungsform wird die Bewegung des Lasers entlang der Schnittlinie durch Drehen des in die­ sem Falle rotationssymmetrischen Hohlkörpers im ortsfesten Laserstrahl erreicht, wobei der Schnitt senkrecht zur Symmetrieachse des Hohlkörpers erfolgt. Hiermit kann z. B. der Preßrand eines Trinkglases abgeschnitten werden. Während der Laserstrahl die Glasoberfläche beleuchtet, steigt die Temperatur rasch an. Durch die Temperaturunterschiede wird eine Spannung im Glas er­ zeugt, die schließlich zum Absprung führt.The individual physical relationships, the one just described The underlying processes are described below with reference to claims 2 special embodiment explained. In this embodiment the movement of the laser along the cutting line is turned by the case of rotationally symmetrical hollow body in the fixed laser beam reached, the section perpendicular to the axis of symmetry of the hollow body he follows. Hereby z. B. the press rim of a drinking glass can be cut off. The temperature rises as the laser beam illuminates the glass surface quickly. The temperature differences create a tension in the glass testifies, which ultimately leads to the jump.

Die Heizrate ist hauptsächlich von der Leistungsdichte und den Materialkon­ stanten abhängig. Für Bleiglas ist die Wärmekapazität c = 0,68 J/g × K und die Dichte rho = 2,9 g/cm³. Aufgrund der hohen Absorptionskonstante ist die Schichtdicke der geheizten Zone etwa d = 0,03 mm. Die Breite des Strahlquer­ schnitts ist b, seine Länge ist l. Bei einer Leistung P errechnet sich die Auf­ heizrate dT/dt zuThe heating rate is mainly dependent on the power density and the material constants. For lead glass, the heat capacity is c = 0.68 J / g × K and the density rho = 2.9 g / cm ³ . Due to the high absorption constant, the layer thickness of the heated zone is approximately d = 0.03 mm. The width of the beam cross section is b, its length is l. With a power P, the heating rate dT / dt is calculated

wobei b aufgrund der Genauigkeitsanforderungen beim Schnitt nur in kleinen Grenzen variiert werden kann. Vorzugsweise sollte b kleiner als die Wandstärke des Körpers sein.where b due to the accuracy requirements when cutting only in small Limits can be varied. B should preferably be smaller than the wall thickness of the body.

Die Verweildauer t des Laserstrahls auf einer Stelle des drehenden Glases ergibt sich aus der Länge l des Strahlquerschnitts, dem Durchmesser des Glaszylin­ ders D und der Drehzahl f.The dwell time t of the laser beam at a point on the rotating glass results from the length l of the beam cross-section, the diameter of the glass cylinder ders D and the speed f.

Damit ergibt sich eine Temperaturerhöhung dT vonThis results in a temperature increase dT of

dT = t × dT/dt.dT = t × dT / dt.

Dies soll zwischen der Transformations- und der Erweichungstemperatur für das jeweilige Glas liegen. Die Heizrate dT/dt sollte gewisse Grenzen nicht über- oder unterschreiten, da es sonst einerseits zur Abdampfung einer dünnen Oberflächenschicht, andererseits zur gleichmäßigen Erwärmung des gesamten Körpers kommen kann.This is said to be between the transformation and softening temperatures for the respective glass. The heating rate dT / dt should not exceed or exceed certain limits below, otherwise it will evaporate a thin one Surface layer, on the other hand for uniform heating of the whole Body can come.

Es handelt sich bei den oben angegebenen Gleichungen um eine grobe Ab­ schätzung, die durch eine saubere Berechnung nach der finite Elemente Me­ thode verfeinert werden kann, um die realen Vorgänge beim Heizen besser zu verstehen.The equations given above are a rough Ab estimate by a clean calculation based on the finite elements Me method can be refined in order to better understand the real processes involved in heating understand.

Die berechnete Temperatur stimmt mit der Beobachtung überein, daß bei gutem Absprung kein Glühlicht an der bestrahlten Stelle sichtbar sein darf. Dann ist die Bruchkante glatt und rißfrei. Bei einigen Versuchen mit höherer Leistung war da­ gegen gelbes bis weißes Glühen zu sehen, was auf Temperaturen weit über 700°C hinweist. In diesen Fällen war die Bruchkante mit vielen Rissen gestört.The calculated temperature agrees with the observation that with good No glow light may be visible at the irradiated point. Then it is Break edge smooth and crack-free. In some attempts with higher performance there was against yellow to white glow to see what is well above temperatures 700 ° C indicates. In these cases, the broken edge was disturbed with many cracks.

Nachdem der heizende Laserstrahl durch die Drehung weitergewandert ist, kühlt die Stelle im Glas wieder ab. Dabei ist die Wärmeleitung in das umgebende Glas, etwas Wärmestrahlung und die Kühlung durch bewegte kalte Umgebungsluft bestimmend.After the heating laser beam has moved on through the rotation, it cools the spot in the glass again. The heat conduction into the surrounding glass some heat radiation and cooling by moving cold ambient air determining.

Die Drehzahl des Glases bestimmt die Zeit zwischen wiederholten Erwärmungen und damit auch die minimale Abkühltemperatur. Die Drehzahl darf nicht zu lang­ sam sein, weil sonst das Glas unkontrolliert springt. Der Wechsel zwischen Er­ wärmung und Abkühlung scheint für ein sauberes Absprengen wichtig zu sein. Eine reine, zeitlich konstante Erwärmung führt nur zum Aufschmelzen ohne Ab­ sprung. Der Absprung kann nach Abschalten des Lasers durch Anblasen mit kalter Druckluft, die auch feucht sein kann, gefördert werden, weil damit der Temperaturgradient verstärkt wird. The speed of the glass determines the time between repeated heating and thus also the minimum cooling temperature. The speed must not be too long be sam, otherwise the glass will crack uncontrollably. The change between Er Warming and cooling seems to be important for a clean blast. A pure, constant heating only leads to melting without ab Leap. The jump can be made by blowing on after switching off the laser cold compressed air, which can also be moist, are conveyed because this means that Temperature gradient is reinforced.  

Gemäß Anspruch 3 wird das längliche Strahlprofil mit einer oder mehreren im Strahlengang des Lasers befindlichen Zylinderlinsen oder asphärischen Spie­ geln erzeugt. Durch geeignete Wahl dieser optischen Elemente ist es möglich, eine beliebige längliche Form des Strahlquerschnitts auf der Oberfläche des zu schneidenden Körpers zu erzeugen. Zur Erzielung einer möglichst kleinen Breite b des Strahlquerschnitts auf der Schnittlinie wird vorzugsweise der Laserstrahl z. B. mit einer Zylinderlinse nur in der senkrecht zur Schnittlinie liegenden Ebene fokussiert. Die maximale Länge des Fokus bei einer gegebenen Anordnung er­ gibt sich aus dem Durchmesser und der Divergenz des Strahles vor der Linse. So kann z. B. durch eine Aufweitungsoptik vor der Zylinderlinse die Länge des Fokusquerschnitts vergrößert werden. Auch eine Kombination einer fokussierenden mit einer in der dazu senkrechten Ebene zerstreuenden Zylinderlinse ist denkbar, um die maximale Länge des Strahlprofiles an der Schnittlinie zu erhöhen. Statt Zylinderlinsen können natürlich auch asphärische Spiegel oder eine Kombination von beiden eingesetzt werden.According to claim 3, the elongated beam profile with one or more in Beam path of the laser located cylindrical lenses or aspherical spie gels generated. By suitable choice of these optical elements it is possible any elongated shape of the beam cross section on the surface of the to produce a cutting body. To achieve the smallest possible width b of the beam cross section on the section line is preferably the laser beam z. B. with a cylindrical lens only in the plane perpendicular to the cutting line focused. The maximum length of focus for a given arrangement results from the diameter and divergence of the beam in front of the lens. So z. B. by an expansion lens in front of the cylindrical lens, the length of the Focus cross section can be enlarged. Also a combination of one focusing with a diverging in the plane perpendicular to it Cylindrical lens is conceivable to the maximum length of the beam profile on the Increase cutting line. Instead of cylindrical lenses, aspherical lenses can of course also be used Mirror or a combination of both can be used.

Die Veränderung der Länge des Strahlprofils an der Schnittlinie erfolgt gemäß Anspruch 4 vorzugsweise durch eine Schlitzblende mit einstellbarer Blendenöff­ nung im Strahlengang des Lasers. Die maximale Länge des Strahlprofils ist durch die Anordnung der optischen Komponenten (vgl. Anspruch 3) gegeben. Durch Änderung der Spaltbreite der Blende läßt sich das Strahlprofil stufenlos mit geringem Aufwand verkürzen. Die Blende kann z. B. aus zwei diffus reflektie­ renden Edelstahlplatten bestehen, die einzeln verschiebbar sind. Sie sind als senkrechte Schlitzblende so angeordnet, daß sie die Länge des Strahlprofils be­ grenzen.The change in the length of the beam profile at the cutting line is made in accordance with Claim 4 preferably by a slit diaphragm with adjustable aperture in the beam path of the laser. The maximum length of the beam profile is given by the arrangement of the optical components (see. Claim 3). The beam profile can be adjusted continuously by changing the width of the aperture shorten with little effort. The aperture can e.g. B. from two diffuse reflection stainless steel plates that can be moved individually. You are as vertical slit diaphragm arranged so that it be the length of the beam profile limit.

Die Breite des Strahlprofils läßt sich in der Ausgestaltung nach Anspruch 5 durch Veränderung des Abstands zwischen dem Körper und einem Fokussierelement, z. B. einer Zylinderlinse, die in einer senkrecht zur Schnittlinie liegenden Ebene fokussiert, einstellen. Durch Verändern des Abstandes wandert die Schnittlinie entweder in oder weiter aus dem Fokus dieser Linse.The width of the beam profile can be in the embodiment according to claim 5 Changing the distance between the body and a focusing element, e.g. B. a cylindrical lens in a plane perpendicular to the cutting line focused, adjust. The cutting line moves by changing the distance either in or further out of focus of this lens.

Eine bevorzugte Ausführungsform besteht nach Anspruch 6 in der Verwendung eines CO₂-Lasers zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Dieser emittiert Licht im fernen infraroten Bereich bei einer Wellenlänge von 10,6 µm. Diese Wärmestrahlung zeigt erhebliche Besonderheiten bei der Wirkung auf Materie. So wird sie von den meisten, im sichtbaren Licht transparenten Materia­ lien stark absorbiert. Deshalb müssen Linsen, die den Strahlengang verändern sollen, aus Zinkselenid (ZnSe) hergestellt werden. Die intensive Laserstrahlung verlangt eine Antireflexionsbeschichtung der Linsen, um unkontrollierte Reflexe zu verhindern.According to claim 6, a preferred embodiment consists in the use of a CO ₂ laser for carrying out the method according to the invention. This emits light in the far infrared range at a wavelength of 10.6 µm. This heat radiation shows considerable peculiarities in the effect on matter. It is strongly absorbed by most materials that are transparent in visible light. Therefore, lenses that are to change the beam path must be made from zinc selenide (ZnSe). The intense laser radiation requires an anti-reflective coating on the lenses to prevent uncontrolled reflections.

Der Umstand der starken Absorption in Glas wird hier verwendet, um das Glas zu erhitzen. Bei einem Absorptionskoeffizienten von 10³ cm^-1 wird 95% der Lei­ stung in einer 30 µm dicken Schicht absorbiert. Die restliche Dicke der Glaswand wird nur durch Wärmeleitung geheizt. Wegen diesem Temperaturunterschied zwischen der beleuchteten Außenseite und der kalten Innenseite wird eine me­ chanische Spannung induziert. Überschreitet die Spannung einen kritischen Wert, so erfolgt der Bruch.The strong absorption in glass is used here to heat the glass. With an absorption coefficient of 10 ³ cm ^-1 , 95% of the power is absorbed in a 30 µm thick layer. The remaining thickness of the glass wall is only heated by heat conduction. Because of this temperature difference between the illuminated outside and the cold inside, a mechanical voltage is induced. If the voltage exceeds a critical value, the break occurs.

Darüber hinaus eignet sich der CO₂-Laser, wie auch jeder andere Laser, der vom Material genügend stark absorbiert wird, zum abschließenden Verschmelzen und Verrunden des scharfkantig gebrochenen Randes.In addition, like any other laser that is sufficiently absorbed by the material, the CO ₂ laser is suitable for the final fusion and rounding of the sharp-edged broken edge.

Aufgrund der unterschiedlichen Absorptionsbanden der einzelnen Materialien wird gemäß Anspruch 7 vorzugsweise ein in der Wellenlänge abstimmbarer La­ ser eingesetzt. So kann für jedes Material die Wellenlänge eingestellt werden, bei der dieses die stärkste Absorption zeigt, so daß die Energieverluste minimiert werden.Due to the different absorption bands of the individual materials is preferably a wavelength tunable La according to claim 7 used. The wavelength can be set for each material which shows this the strongest absorption so that the energy losses are minimized become.

Zum Beispiel ist die Absorptionskante im Glas sehr stark von der Wellenlänge des La­ sers abhängig, da die verwendete Strahlung an der Schulter einer Vibrations­ bande der oxidischen Bindung liegt. Es gibt spezielle CO₂-Laser, die mit Hilfe eines Interferenzgitters die emittierte Wellenlänge von 9,4 bis 11,8 µm verändern können. Das Absorptionsspektrum hängt auch sehr empfindlich von der chemi­ schen Zusammensetzung des Glases ab. Eine höhere oder niedrigere Absorpti­ onskante wird abhängig von den thermischen und mechanischen Eigenschaften der Glasmischung zu unterschiedlichen Ergebnissen beim Absprengen führen. Deshalb sollte die Wellenlänge auf die Glassorte optimiert werden. For example, the absorption edge in the glass is very dependent on the wavelength of the laser, since the radiation used is on the shoulder of a vibration band of the oxidic bond. There are special CO ₂ lasers that can change the emitted wavelength from 9.4 to 11.8 µm using an interference grating. The absorption spectrum is also very sensitive to the chemical composition of the glass. A higher or lower absorption edge will lead to different results when blasting, depending on the thermal and mechanical properties of the glass mixture. Therefore, the wavelength should be optimized for the type of glass.

In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nach Anspruch 8 der momentane Spannungszustand des zu schneidenden Materials während des Schneidevorgangs polarisationsoptisch überwacht.In a development of the method according to the invention, the current state of tension of the material to be cut during the Cutting process monitored by polarization optics.

Isotropes Material, wie z. B. Glas, wirkt unter mechanischer Belastung optisch anisotrop, das heißt doppelbrechend. Mit Hilfe einer Spannungsoptik kann der augenblickliche Spannungszustand eines Werkstücks beobachtet werden. Dies kann hier angewendet werden, um die zeitliche Entwicklung der Spannungsver­ teilung bei Bestrahlung mit dem Laser zu kontrollieren.Isotropic material such as B. glass, looks optical under mechanical stress anisotropic, i.e. birefringent. With the help of voltage optics, the instantaneous state of tension of a workpiece can be observed. This can be applied here to the temporal development of the voltage ver Check division when irradiated with the laser.

Das Glas befindet sich dabei zwischen zwei gekreuzten Polarisationsfiltern, de­ ren Achsen unter 45° zur Horizontalen stehen. So sind Spannungen in horizon­ taler und vertikaler Richtung sichtbar. Als Hintergrund dient eine gleichmäßig beleuchtete, weiße Fläche. Beobachtet wird mit freiem Auge im Durchlicht oder automatisch mit Photosensoren.The glass is located between two crossed polarization filters, de axes are at 45 ° to the horizontal. So there are tensions in the horizon valley and vertical direction visible. An even serves as the background illuminated white area. It is observed with the naked eye in transmitted light or automatically with photo sensors.

Sobald der Laserstrahl das Glas heizt und Spannung induziert, wird ein heller Ring sichtbar. Danach erfolgt der Bruch und das Glas ist augenblicklich frei von Spannung.As soon as the laser beam heats the glass and induces voltage, it becomes brighter Ring visible. Then the break occurs and the glass is instantly free of Tension.

Die Helligkeit des Ringes ist ein Maß für die Stärke der Spannungen. Dies läßt sich z. B. in der Fertigung anwenden und erlaubt die permanente Kontrolle der Justage (Anspruch 9).The brightness of the ring is a measure of the strength of the voltages. This leaves z. B. use in production and allows permanent control of Adjustment (claim 9).

Bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfah­ rens wird die räumliche Intensitätsverteilung senkrecht zur Schnittlinie auf der Oberfläche des Körpers gezielt beeinflußt. Mit einem speziellen derartig geformten Brennfleck kann die Verteilung von Druck- und Zugspannung an der Oberfläche bewußt verändert werden.In a further embodiment of the method according to the invention rens the spatial intensity distribution is perpendicular to the cutting line specifically affects the surface of the body. With a special one like that shaped focal spot can distribute compressive and tensile stress at the Deliberately change the surface.

Eine vorgeschlagene Anordnung (Anspruch 10) ist eine vertikale Intensitätsverteilung mit zwei Maxima und einem Minimum dazwischen. In der weniger geheizten Mitte ist die Temperatur geringer, und damit entsteht dort eine Zugspannung. Dies kann durch eine horizontal angeordnete Schlitzblende realisiert werden. Weil der La­ serstrahl monochromatisch und die Wellenlänge beim CO₂-Laser mit 10,6 µm ungewöhnlich groß ist, treten markante Beugungen an den Kanten der Blende auf. Bei geschickter Wahl der Spaltbreite im Verhältnis zum Abstand ergibt sich eine Intensitätsverteilung mit zwei parallelen hellen Linien und einem dunklen Zentrum.A proposed arrangement (claim 10) is a vertical intensity distribution with two maxima and a minimum in between. In the less heated center, the temperature is lower, which creates tension. This can be achieved by a horizontally arranged slit diaphragm. Because the laser beam is monochromatic and the wavelength of the CO ₂ laser is unusually large at 10.6 µm, striking diffractions occur at the edges of the aperture. With a clever choice of the gap width in relation to the distance, there is an intensity distribution with two parallel bright lines and a dark center.

Für eine genaue Analyse der Intensitätsverteilung ist eine umfangreiche Berech­ nung nach der Fresnel′schen Beugungstheorie nötig.An extensive calculation is necessary for a precise analysis of the intensity distribution according to Fresnel's diffraction theory.

Dieser doppelte Linienfokus kann auch durch eine teilweise Abschattung des Laserstrahles oder durch eine Überlagerung von zwei Teilstrahlen erfolgen.This double line focus can also be partially shaded by the Laser beam or by superimposing two partial beams.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Schneiden eines spröden Körpers mit Laserstrahlung für rotationssymmetrische Hohlkörper oder Stäbe besteht zumindest aus einem Laser, einer drehbaren Halterung für den Hohlkörper, einer Zylinderlinse oder einem asphärischen Spiegel zur Fo­ kussierung sowie einer Schlitzblende mit einstellbarer Schlitzbreite. Auch eine Kombination von Linsen und/oder Spiegeln ist denkbar.A device for performing the method for Cutting a brittle body with laser radiation for rotationally symmetrical Hollow bodies or rods consists at least of a laser, a rotatable holder for the hollow body, a cylindrical lens or an aspherical mirror for fo kissing and a slit diaphragm with adjustable slit width. Also one A combination of lenses and / or mirrors is conceivable.

Zylinderlinse bzw. asphärischer Spiegel und Blende sind auf mehrachsigen Justiereinrichtungen befestigt, wobei vorzugsweise eine Justierung um drei senkrecht zueinander stehende Achsen möglich ist. Eine Achse sollte dabei parallel zur Strahlachse liegen. Damit ist die exakte Zentrierung und Abstandseinstellung zwischen Linse bzw. Spiegel, Blende und Oberfläche des Hohlkörpers oder des Stabes möglich.Cylindrical lens or aspherical mirror and aperture are attached to multi-axis adjustment devices, preferably one Adjustment around three perpendicular axes is possible. A The axis should be parallel to the beam axis. So that's the exact one Centering and distance adjustment between lens or mirror, aperture and Surface of the hollow body or rod possible.

Die drehbare Halterung wird durch einen Elektromotor mit stufenlosem Getriebe angetrieben, so daß eine stufenlose Einstellung der Dreh­ zahl möglich ist. Über die Drehzahl läßt sich, wie weiter oben beschrieben, die Verweildauer des Laserstrahles auf einer Stelle des sich drehenden Objektes beeinflussen.The rotatable bracket is powered by an electric motor continuously variable transmission, so that a continuous adjustment of the rotation number is possible. About the speed, as described above, the Dwell time of the laser beam on one point of the rotating object influence.

Bei einer besonderen Ausführungsform der Vorrichtung befindet sich der Hohlkörper zwischen zwei gekreuzten Polarisatoren, deren Transmission mit einem optischen Sensor überwacht wird. Die Achsen dieser Polarisatoren stehen vorzugsweise unter 45° zur Horizontalen, so daß die horizontalen und vertikalen Spannungen an der Oberfläche des Körpers beobachtet werden können. Ein Photosensor dient zur Erfassung der transmittierten Lichtstärke, die ein Maß für die Spannungen im zu schneidenden Körper sind.In a special embodiment of the device the hollow body is between two crossed polarizers, their transmission with an optical sensor is monitored. The axes of these polarizers are preferably at 45 ° to the horizontal, so that the horizontal and vertical tensions on the  Surface of the body can be observed. A photosensor is used for Detection of the transmitted light intensity, which is a measure of the voltages in the cutting body.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung zum Schneiden eines spröden Körpers mit Laserstrahlung soll nun anhand eines Ausführungsbei­ spiels und der Zeichnungen erläutert werden.The inventive method and the device for cutting a brittle body with laser radiation is now said to be based on an execution example game and the drawings are explained.

Dabei zeigen:Show:

Fig. 1 schematisch ein Beispiel für eine Vorrichtung zum Schneiden eines Trinkglases, Fig. 1 shows schematically an example of an apparatus for cutting a drinking glass,

Fig. 2 einen Teil der Vorrichtung aus Fig. 1, in perspektivischer Darstel­ lung, und Fig. 2 shows a part of the device of Fig. 1, in perspective presen- tation, and

Fig. 3 einen Teil einer Vorrichtung zur Erzeugung einer räumlichen Intensi­ tätsverteilung senkrecht zur Schnittlinie auf der Oberfläche des Körpers. Fig. 3 shows a part of a device for generating a spatial intensity distribution perpendicular to the cut line on the surface of the body.

Im Beispiel wird der Preßrand eines Trinkglases mittels Laserstrahlung abge­ schnitten. Der Aufbau zum Schneiden von Gläsern besteht, wie in Fig. 1 darge­ stellt, im wesentlichen aus dem CO₂-Laser 1 als Energiequelle, einer oder meh­ reren Linsen 3 zur Fokussierung des Laserstrahles 2, einer Blende 4, einer mehrachsigen Justiereinrichtung für Linse und Blende, einer drehbaren Halte­ rung des Glases und dem zu bearbeitenden Glas 6.In the example, the press rim of a drinking glass is cut off using laser radiation. The structure for cutting glasses, as shown in Fig. 1 Darge, consists essentially of the CO ₂ laser 1 as an energy source, one or more lenses 3 for focusing the laser beam 2 , an aperture 4 , a multi-axis adjustment device for lens and Aperture, a rotatable holding tion of the glass and the glass to be processed 6 .

Die Linsenhalterung ist in drei Achsen mit Mikrometerschrauben justierbar. Eine Achse verändert den Abstand zum Glas, die beiden anderen positionieren die Linse zentrisch zum festen Strahl. Auch das Glas wird hier relativ zum Strahl ju­ stiert. Im endgültigen Ausbau bei der Fertigung sollte der Laserstrahl mittels Spiegeln relativ zum vorgegebenen Glas justierbar sein.The lens holder can be adjusted in three axes with micrometer screws. A The axis changes the distance to the glass, the other two position it Lens centered on the fixed beam. The glass is also relative to the ju bull. In the final expansion during production, the laser beam should be used Mirroring can be adjustable relative to the given glass.

Die Glashalterung ist ein pneumatisch betätigtes Backenfutter, das den Fuß des Glases greift. Mit einem Elektromotor wird das Glas um seine Achse gedreht, damit es vom Strahl von allen Seiten beleuchtet werden kann. Mit einem stufenlos veränderbaren Getriebe läßt sich die Drehzahl des Glases einstellen. Das Glas wird über Kopf hängend gehalten. Sobald der Bruch erfolgt ist, fällt die abgeschnittene Kappe auf ein Polster oder in einen Auffangtrichter zum Wiederverwenden.The glass holder is a pneumatically operated jaw chuck that supports the foot of the Glases takes hold. With an electric motor, the glass is turned around its axis, so that the beam can illuminate it from all sides. With a continuously variable transmission, the speed of the glass can be adjusted. The glass is held overhead. As soon as the break has occurred, the falls  cut the cap on a cushion or in a collecting funnel Reuse.

Weil der Laserstrahl nach dem Absprengen der Kappe kein Ziel mehr hat, muß er von einem Strahlfänger aus Schamottestein absorbiert werden. Auch unkon­ trollierte Reflexionen an Metall- oder Glasoberflächen werden durch ein Ge­ häuse aus Plexiglasplatten abgeschirmt.Because the laser beam no longer has a target after the cap has been blown off it is absorbed by a firebrick beam. Also uncon trolled reflections on metal or glass surfaces are prevented by a Ge Shielded from plexiglass panels.

Das infrarote Licht des CO₂-Lasers wird speziell von Glas sehr gut absorbiert und eignet sich deshalb zum gezielten Heizen der Glasoberfläche. Wenn die ein­ gebrachte thermische Spannung die Bruchfestigkeit überschreitet, springt das Glas ab. Das Ziel ist eine so gleichmäßige und rißfreie Bruchkante, daß das sonst übliche Schleifen eingespart werden kann.The infrared light of the CO ₂ laser is particularly well absorbed by glass and is therefore suitable for the targeted heating of the glass surface. If the applied thermal stress exceeds the breaking strength, the glass will crack. The goal is such a uniform and crack-free breaking edge that the usual grinding can be saved.

Es hat sich gezeigt, daß das Anritzen mit einer Kante nicht mehr notwendig ist, weil die Definition des Spannungsringes, an dem der Bruch erfolgt, ausreichend präzise ist.It has been shown that scoring with an edge is no longer necessary, because the definition of the tension ring at which the break occurs is sufficient is precise.

Darüber hinaus eignet sich der Laser zum anschließenden Verschmelzen und Verrunden des scharfkantig gebrochenen Randes.The laser is also suitable for subsequent fusion and Rounding the sharp-edged broken edge.

Fig. 2 zeigt die Optik in perspektivischer Darstellung. Die Zylinderlinse 3 und die Blende 4 bilden den runden Laserstrahl 2 in einen linienförmigen Brennfleck 7 auf der Oberfläche 8 des Glases ab. Fig. 2 shows the optics in perspective. The cylindrical lens 3 and the diaphragm 4 form the round laser beam 2 into a linear focal spot 7 on the surface 8 of the glass.

Die Zylinderlinse anstatt einer normalen sphärischen Linse wurde gewählt, um einen linienförmigen Fokus zu erzeugen. Damit ist es möglich, eine ausreichend hohe Heizleistung einzukoppeln, ohne eine kritische lokale Leistungsdichte zu überschreiten.The cylindrical lens instead of a normal spherical lens was chosen to to create a linear focus. With this it is possible to get a sufficient Coupling high heat output without a critical local power density exceed.

Zusätzlich kann durch Änderung der Spaltbreite der Blende 4 die Länge des Li­ nienfokus 7 auf der Oberfläche 8 des Glases den jeweiligen Bedingungen ange­ paßt werden.In addition, by changing the gap width of the aperture 4, the length of the line focus 7 on the surface 8 of the glass can be adapted to the respective conditions.

Zum Schneiden eines Glases aus Bleiglas mit einer Wandstärke von 1 mm wurde z. B. eine 76 mm Linse gewählt. Die Leistung des CO₂-Lasers betrug 500 Watt. Bei einer Dimensionierung des Fokus von 5 × 1 mm und einer Drehzahl des Glases von 2/sec ist der Schneidevorgang nach etwa 3 sec beendet.For cutting a glass from lead glass with a wall thickness of 1 mm z. B. selected a 76 mm lens. The power of the CO ₂ laser was 500 watts. With a dimensioning of the focus of 5 × 1 mm and a speed of the glass of 2 / sec, the cutting process is finished after about 3 seconds.

Da die Hohlgläser in der Praxis öfter schief auf dem Stiel aufgesetzt sind, schwanken sie bei der Drehung. Dadurch ändert sich der Abstand der Glas­ oberfläche von der Linse um bis zu ±2 mm, was eine erhebliche Änderung der Fokussierung bedeutet. Wenn diese Methode dafür tolerant sein soll, muß eine Zylinderlinse mit größerer Brennweite, z. B. 200 mm, eingesetzt werden. Dies würde auch eine größere Designfreiheit durch den größeren Arbeitsabstand be­ deuten.Since in practice the hollow glasses are often placed crooked on the stem, they sway when turning. This changes the distance of the glass  surface of the lens by up to ± 2 mm, which is a significant change in the Focus means. If this method is to be tolerant, a Cylinder lens with a larger focal length, e.g. B. 200 mm, are used. This would also be greater design freedom through the larger working distance interpret.

Fig. 3 zeigt ein Beispiel für die räumliche Modulation der Intensität auf der Oberfläche 8 des Glases senkrecht zur Schnittlinie. Hier wird zusätzlich eine Schlitzblende 9 wie abgebildet als beugendes Objekt in den Strahlengang ge­ bracht, die ein Beugungsmuster auf der Oberfläche 8 des Glases erzeugt. In der Abbildung ist die Intensitätsverteilung 10, die hier zwei ausgeprägte Maxima und ein Minimum im Zentrum aufweist, zu erkennen. Fig. 3 shows an example of the spatial modulation of the intensity on the surface 8 of the glass perpendicular to the cutting line. Here, in addition, a slit diaphragm 9 is brought into the beam path as a diffractive object, which produces a diffraction pattern on the surface 8 of the glass. The figure shows the intensity distribution 10 , which here has two pronounced maxima and a minimum in the center.

Das beschriebene Verfahren zum Schneiden eines spröden Körpers mit Laser­ strahlung läßt sich für alle spröden Materialien verwenden, die sich durch ther­ mische Spannung brechen lassen (z. B. Keramik, Steine, Kristalle). Die Strahlungsquelle muß dabei in der Wellenlänge den Absorptionseigenschaften der Materialien angepaßt werden.The described method for cutting a brittle body with a laser radiation can be used for all brittle materials, which are characterized by ther Let the mixed tension break (e.g. ceramics, stones, crystals). The Radiation source must have the wavelength of the absorption properties the materials are adjusted.

Beim Schneiden von z. B. Flachglas muß der Laserstrahl mit einem schnellbe­ wegten Ablenkspiegel auf die Fläche projiziert werden.When cutting z. B. Flat glass, the laser beam with a Schnellbe deflected mirrors are projected onto the surface.

Über die im Beispiel beschriebenen Trink- und Gebrauchsgläser hinaus können auch Rohre für die chemische Industrie oder Leuchtstofflampen oder Kolben für Glühlampen abgeschnitten werden.Beyond the drinking and usage glasses described in the example also tubes for the chemical industry or fluorescent lamps or pistons for Incandescent lamps are cut off.

Das Glas muß nicht wie hier beschrieben hohl sein, sondern kann z. B. auch ein massiver Stab sein.The glass need not be hollow as described here, but can e.g. B. also a massive staff.

Claims (14)

1. Verfahren zum Schneiden eines spröden Körpers,

• - bei dem der Körper entlang der gesamten gewünschten Schnittlinie mit einem Laserstrahl so erwärmt wird, daß sich eine thermomechanische Spannung aufbaut, die zum Bruch des Körpers entlang dieser Schnittlinie führt,
• - bei dem der Laserstrahl so geformt ist, daß sein Strahlquerschnitt auf der Oberfläche des Körpers eine längliche Form aufweist, wobei die Länge des Strahlquerschnitts einem Bruchteil der Länge der gesamten Schnittlinie entspricht, und
• - bei dem das Verhältnis von Länge und Breite des Strahlquerschnitts auf der Oberfläche des Körpers bei gegebener Laserleistung entsprechend der an die Materialeigenschaften des spröden Körpers angepaßten lokalen Leistungsdichte des Laserstrahls eingestellt wird.

1. method of cutting a brittle body,

• in which the body is heated along the entire desired cutting line with a laser beam in such a way that a thermomechanical stress builds up, which leads to breakage of the body along this cutting line,
• in which the laser beam is shaped such that its beam cross section has an elongated shape on the surface of the body, the length of the beam cross section corresponding to a fraction of the length of the entire cutting line, and
• - In which the ratio of length and width of the beam cross section on the surface of the body is set for a given laser power in accordance with the local power density of the laser beam adapted to the material properties of the brittle body.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Schneiden von rotationssymmetrischen Hohlkörpern oder Stäben in einer Ebene senkrecht zur ihrer Rotationsachse die Erwärmung der Schnittlinie mit dem Laserstrahl durch Drehen des Körpers um seine Rotationsachse im ortsfesten Laserstrahl erreicht wird. 2. The method according to claim 1, characterized, that when cutting rotationally symmetrical hollow bodies or The heating in a plane perpendicular to its axis of rotation the line of intersection with the laser beam by rotating the body around its Rotation axis in the fixed laser beam is reached.   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das längliche Strahlprofil mit einer oder mehreren Zylinderlinsen und/oder asphärischen Spiegeln erzeugt wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized, that the elongated beam profile with one or more cylindrical lenses and / or aspherical mirrors is generated. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der Länge des Strahlprofils auf der Oberfläche des Körpers durch eine Schlitzblende mit einstellbarer Blendenöffnung im Strahlengang des Lasers erfolgt. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized, that adjusting the length of the beam profile on the surface of the Body through a slit aperture with adjustable aperture in the Beam path of the laser takes place.   5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Strahlquerschnitts auf der Oberfläche des Körpers durch Veränderung des Abstandes zwischen einem Fokussierelement und dem Körper eingestellt wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized, that the width of the beam cross section through on the surface of the body Change the distance between a focusing element and the Body is set. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Laser ein CO₂-Laser eingesetzt wird.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that a CO ₂ laser is used as the laser. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Laser ein in der Wellenlänge abstimmbarer Laser ist, dessen Wel­ lenlänge auf ein Maximum der Absorption des zu schneidenden Materials eingestellt wird.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized, that the laser is a wavelength tunable laser, the wel length to a maximum of the absorption of the material to be cut is set. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweilige Spannungszustand an der Schnittlinie polarisationsop­ tisch sichtbar gemacht wird.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized, that the respective voltage state at the intersection line is polarization-op table is made visible. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Information über den jeweiligen Spannungszustand an der Schnittlinie zur Kontrolle der gegenseitigen Justage von Laserstrahl und sprödem Körper benutzt wird. 9. The method according to claim 8, characterized, that the information about the respective stress state on the cutting line to control the mutual adjustment of laser beam and brittle Body is used.   10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl derart beeinflußt wird, daß auf der Oberfläche des Körpers ein doppelter Linienfokus entsteht. 10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized, that the laser beam is influenced so that on the surface of the Body has a double line focus.   11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 2 bis 10, zumindest bestehend aus

• - einem Laser,
• - einer drehbaren Halterung für den Hohlkörper oder Stab,
• - einer Zylinderlinse oder einem asphärischen Spiegel, und
• - einer Schlitzblende mit einstellbarer Schlitzbreite.

11. Device for performing the method according to one of claims 2 to 10, at least consisting of

• - a laser,
• - a rotatable holder for the hollow body or rod,
• - a cylindrical lens or an aspherical mirror, and
• - a slit diaphragm with adjustable slit width.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderlinse oder der asphärische Spiegel und die Blende an mehrachsigen Justiereinrichtungen befestigt sind.12. The device according to claim 11, characterized, that the cylindrical lens or the aspherical mirror and the aperture multi-axis adjustment devices are attached. 13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbare Halterung einen Elektromotor mit stufenlosem Ge­ triebe aufweist.13. The apparatus of claim 11 or 12, characterized, that the rotatable bracket an electric motor with stepless Ge has shoots. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Hohlkörper oder der Stab zwischen zwei gekreuzten Polari­ satoren befindet, deren Transmission ein optischer Sensor über­ wacht.14. Device according to one of claims 11 to 13, characterized, that the hollow body or the rod between two crossed polari is located, the transmission of which is via an optical sensor watches.