Способ и устройство для обработки стеклянных элементов

1. Способ обработки стеклянных элементов (1), в котором в стеклянный элемент (1) во время процесса горячей обработки или после него при повышенной температуре по меньшей мере 100°С вводится перфорационная линия (3) для разделения стеклянного элемента (1), для чего вдоль заданной траектории перфорационной линии (3) с помощью импульсного лазерного луча (5) лазера (7) со сверхкороткими длительностями импульсов в стеклянный элемент (1) вводятся размещенные на расстоянии друг от друга нитевидные повреждения (9), и причем во время введения нитевидных повреждений (9) или после него стеклянный элемент (1) охлаждают так, что возникает температурный градиент, который создает на нитевидных повреждениях (9) механическое напряжение, вследствие чего сокращается необходимое для разделения стеклянного элемента (1) усилие излома вдоль перфорационной линии (3).
2. Способ по предшествующему пункту, отличающийся тем, что процесс горячей обработки включает горячее формование, в частности, формование стеклянного элемента (1) из стекольного расплава (111).
3. Способ по предшествующему пункту, отличающийся тем, что горячее формование включает формирование стеклянной ленты, предпочтительно с толщиной в диапазоне от 0,01 мм до 20 мм, предпочтительно в диапазоне от 0,05 мм до 10 мм, в частности, в диапазоне от 0,1 мм до 4 мм, наиболее предпочтительно в диапазоне от 0,1 мм до 2 мм.
4
4. Способ по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что введение перфорационной линии (3) выполняется при температуре стекла ниже температуры, при которой стекло имеет вязкость 10 дПа·сек, предпочтительно при температуре ниже температуры размягчения, особенно предпочтительно при температуре ниже температуры стеклования.
5. Способ по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что охлаждение производят обдуванием воздухом или аэрозолем, или напылением жидкости.
6. Способ по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что охлаждение включает резкое охлаждение в более холодной жидкости с температурой ниже комнатной температуры.
7. Способ по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что стеклянный элемент (1) охлаждают со скоростью охлаждения по меньшей мере 50°С в секунду, предпочтительно по меньшей мере 100°С в секунду.
8. Способ по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что охлаждение выполняют так, что по меньшей мере к одному моменту времени на месте нитевидных повреждений (9) создается температурный градиент по меньшей мере 50°С на миллиметр.
9. Способ по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что перфорационная линия (3) вводится в положении на стеклянном элементе (1), в котором обеспечивается по меньшей мере одно из условий:
температура составляет между 100°С и 400°С,
температура является равной нижней точке отжига стекла или более низкой.
10. Способ по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что способ горячей обработки включает по меньшей мере один из способов:
керамизации стеклянного элемента (1) для получения стеклокерамики,
формования стеклянного элемента в виде полой емкости, резервуара или стеклянной трубы,
термической закалки,
вжигания керамических красок,
нанесения покрытий на стеклянный элемент (1).
11. Устройство (2) для обработки стеклянных элементов (1), включающее
устройство (11) для горячей обработки стеклянного элемента (1), а также
устройство (13) для введения перфорационной линии (3) в стеклянный элемент (1), чтобы разделять стеклянный элемент (1) вдоль перфорационной линии (3), причем устройство (13) для введения перфорационной линии (3) имеет
лазер (7) со сверхкороткими длительностями импульсов, который размещен и выполнен так, что он облучает стеклянный элемент (1) в области устройства (2) для обработки стеклянных элементов (1), в котором стеклянный элемент (1) перед нагреванием при обработке в устройстве (11) для горячей обработки стеклянного элемента имеет температуру еще по меньшей мере 100°С, и причем
предусмотрено подвижное устройство (15), чтобы перемещать точку падения лазерного луча (7) вдоль заданной траектории перфорационной линии (3),
причем лазер (7) со сверхкороткими длительностями импульсов предназначен для введения нитевидных повреждений (9) в стеклянный элемент (1),
и причем устройство (2) для обработки стеклянных элементов (1) включает
охлаждающее устройство (17), которое размещено и выполнено так, что оно охлаждает стеклянный элемент (1) во время введения нитевидных повреждений (9) в стеклянный элемент (1) или после него таким образом, что возникает температурный градиент, который создает на нитевидных повреждениях (9) механическое напряжение так, что сокращается необходимое для разделения стеклянного элемента (1) вдоль перфорационной линии (3) усилие излома.
12. Устройство по предшествующему пункту, отличающееся тем, что устройство (11) для горячей обработки стеклянного элемента (1) включает устройство (110) для горячего формования, в частности, для формирования стеклянных элементов (1) из стекольного расплава (111).
13. Устройство по предшествующему пункту, отличающееся тем, что устройство (11) для горячей обработки включает устройство (110) для горячего формования для вытягивания стеклянного элемента (1) в форме растянутой в продольном направлении стеклянной ленты (100), причем устройство (13) для введения перфорационной линии (3) предназначено для введения перфорационной линии (3) в продольном направлении стеклянной ленты (100), от которой могут быть отделены полосовидные краевые области, которые в каждом случае имеют утолщенные закраины (102).
14. Устройство по одному из пп. 12 или 13, отличающееся тем, что устройство (110) для горячего формования включает устройство для получения стеклянной ленты (100) способом вытягивания вниз или вверх, способом Overflow-Fusion, способом повторного вытягивания или флоат-способом, или устройство для получения стеклянных труб, в частности, способом Даннера или способом Велло.
15. Устройство по одному из пп. 11 - 14, отличающееся тем, что охлаждающее устройство 17 включает сопло 20 для подачи струи 18 охлаждающей текучей среды, или устройство для резкого охлаждения стеклянного элемента в жидкости.
16. Устройство по одному из пп. 11 - 15, отличающееся тем, что устройство (13) для введения перфорационной линии (3) включает обрабатывающую головку (130), через которую пропускаются как лазерный луч (5), так и струя (18) хладагента, так, что точка падения лазерного луча (5) на стеклянный элемент (1) находится в струе (18) хладагента.
17. Устройство по одному из пп. 11 - 15, в котором охлаждающее устройство (17) размещается так, что струя (18) хладагента направляется на поверхность стеклянного элемента (1), которая является противолежащей относительно поверхности, на которую падает лазерный луч 5.