切割層壓玻璃物件的方法與流程
本申請要求2014年11月7日提交的美國申請no.62/076853的優(yōu)先權的利益，所述申請的內容通過引用全部并入本文。
背景
1.技術領域
本公開通常涉及用于分離層壓玻璃物件的方法且更具體地涉及用于通過拉緊和壓縮操縱分離層壓玻璃物件的方法。
2.
背景技術：
諸如防護玻璃罩、玻璃背板等玻璃物件在諸如lcd和led顯示器、計算機顯示器、自動取款機(atm)等消費者和商業(yè)用電子器件中采用。部分這些玻璃物件可以包括使玻璃物件應該由包括用戶手指和/或觸控筆器件的各種物體接觸成為必要的“觸摸”功能，并且因此玻璃必須充分地堅固，以忍受定期接觸而無損壞。此外，此類玻璃物件也可以并入諸如移動電話、個人媒體播放器和平板電腦等便攜式電子器件中。并入這些器件中的玻璃物件可以在相關聯(lián)器件的運輸和/或使用期間易受到損壞。因此，電子器件中使用的玻璃物件可以需要增強的強度，以能夠不僅承受來自于實際使用的例行“觸摸”接觸，而且承受當器件正在運輸時可以發(fā)生的意外接觸和沖擊。
所要求的增強強度可以由層壓加強玻璃物件提供，所述層壓加強玻璃物件具有玻璃芯和熔融至芯層的至少一個玻璃包覆層。此類層壓加強玻璃物件可以提供由上面提到的消費者和商業(yè)用電子器件要求的增強強度。此類層壓加強玻璃的芯層典型地具有與包覆層的熱膨脹系數(shù)ctecladding不同的熱膨脹系數(shù)ctecore。由于不同的熱膨脹系數(shù)，層壓玻璃物件是在應力中，具有一層在拉緊中和另一層在壓縮中。當層壓玻璃物件在應力中時，可以難以精確地切割。
技術實現(xiàn)要素：
根據(jù)一些實施例，切割層壓玻璃物件的方法包括加熱層壓玻璃物件至再熱溫度。層壓玻璃物件具有帶有第一表面部分和與第一表面部分相對的第二表面部分的玻璃芯層，和熔融至玻璃芯層的第一表面部分和第二表面部分的至少一個玻璃包覆層。玻璃芯層具有平均熱膨脹系數(shù)ctecore，并且至少一個玻璃包覆層具有小于或大于平均芯熱膨脹系數(shù)ctecore的平均包覆熱膨脹系數(shù)ctecladding。cte的差異導致在芯層和包覆層之間的熱引起的差異應力。層壓玻璃物件已經(jīng)在凝固溫度下凝固，并且再熱溫度低于凝固溫度。加熱層壓玻璃物件至再熱溫度減小加熱的層壓玻璃物件的一部分中的應力。該方法還可以包括沿切割線刻痕層壓玻璃物件，所述切割線是在層壓玻璃物件中的期望的切口的線。該方法還可以包括彎曲層壓玻璃物件以將層壓玻璃物件分離成期望的切割件。
根據(jù)一些實施例，切割層壓玻璃物件的方法包括加熱層壓玻璃物件的至少一部分，以形成加熱部分。層壓玻璃物件包括芯層和與芯層相鄰的包覆層。在加熱之前，層壓玻璃物件包括由芯層和包覆層之間的熱性質差異引起的應力。層壓玻璃物件的應力響應于加熱在加熱部分中減小。層壓玻璃物件在加熱部分中刻痕，以沿切割線在層壓玻璃物件中產生刻痕。切割路徑限定其中需要切割的在層壓玻璃物件中的刻痕。力在刻痕處施加至層壓玻璃物件，以切割層壓玻璃物件。
根據(jù)一些實施例，切割層壓玻璃物件的方法包括加熱層壓玻璃物件的至少一部分，以形成加熱部分。層壓玻璃物件包括設置在第一包覆層和第二包覆層之間的芯層。層壓玻璃物件包括在芯層和第一包覆層和第二包覆層中的每個之間不匹配的熱膨脹系數(shù)(cte)，使得在加熱之前，層壓玻璃物件包括應力。層壓玻璃物件的應力響應于加熱在加熱部分中減小。層壓玻璃物件在加熱部分中刻痕，以沿切割路徑在層壓玻璃物件中產生刻痕。切割路徑限定其中需要切割的在層壓玻璃物件中的路徑。層壓玻璃物件在刻痕處彎曲，以分割層壓玻璃物件。
根據(jù)一些實施例，一種系統(tǒng)包括加熱單元，其經(jīng)配置加熱層壓玻璃物件的至少一部分，以形成加熱部分。層壓玻璃物件包括芯層和與芯層相鄰的包覆層。在加熱之前，層壓玻璃物件包括由芯層和包覆層之間的熱性質差異引起的應力。加熱單元經(jīng)配置減小在加熱部分中的層壓玻璃物件的應力?？毯蹎卧?jīng)配置刻痕在加熱部分中的層壓玻璃物件并沿切割路徑在層壓玻璃物件中產生刻痕。切割路徑限定其中需要切割的在層壓玻璃物件中的線。分割單元經(jīng)配置在刻痕處施加力至層壓玻璃物件，以分割層壓玻璃物件。
本文所述的用于切割層壓玻璃物件的方法的附加特征和優(yōu)點將在隨后的詳細描述中詳細闡述，并且部分地將從本描述對本領域的技術人員顯而易見或者通過實踐包括隨后的詳細描述、權利要求以及附圖的本文所述的實施例認識。
應當理解的是前述一般描述和以下詳細描述描述了各種實施例并已在提供概述或框架用于理解所要求保護的主題的性質和特征。包括附圖以提供各種實施例的進一步理解，且并入和構成本說明書的一部分。附圖示出了本文所述的各種實施例，并且與描述一起用于解釋所要求保護的主題的原理和操作。
附圖說明
圖1示意性地示出根據(jù)本文所示和所述的一個或多個實施例的層壓玻璃物件的一個實施例的橫截面。
圖2示意性地示出用于制作圖1的層壓玻璃物件的熔融拉制過程的一個實施例。
圖3是根據(jù)本公開的一個實施例的正切割的層壓玻璃物件的頂視圖。
圖4是根據(jù)本公開的一個實施例的正切割的層壓玻璃物件的側視圖。
圖5是根據(jù)本公開的一個實施例的正切割的層壓玻璃物件的頂視圖。
圖6是根據(jù)本公開的一個實施例的正切割的層壓玻璃物件的側視圖。
圖7是根據(jù)本公開的一個實施例的正切割的層壓玻璃物件的側視圖。
圖8是根據(jù)本公開的一個實施例的正切割的層壓玻璃物件的頂視圖。
圖9是與在室溫下切割的層壓玻璃物件相比較的根據(jù)本公開的切割的層壓玻璃物件的橫截面圖。
具體實施方式
現(xiàn)在將對用于切割層壓玻璃物件的方法的實施例作出詳細參考，其示例在附圖中示出。當可能時，相同的參考標號將在整個附圖中使用，以指代相同的或類似的部件。如在下面更詳細描述，實施例提供通過使用激光或其他快速和局部加熱元切割層壓玻璃物件的方法，以沿期望的分離壽命分離拉緊和壓縮應力。
玻璃物件可以通過熱調和和/或通過離子互換處理加強。在此類情況下，在玻璃物件形成之后，玻璃物件可以受到附加處理步驟，并且這些附加處理步驟可以增加玻璃物件的總成本。此外，執(zhí)行這些處理步驟要求的附加處理可以增加對玻璃物件的損壞的風險，這可以減少制造產量并且還可以增加玻璃物件的生產成本和最終成本。
層壓熔融拉制是一種用于生產玻璃物件(例如，加強的或非加強的玻璃物件)的方法。例如，在一些實施例中，層壓熔融拉制產生具有定位在兩個包覆層之間的芯層的三層式層壓玻璃物件。在各種實施例中，層壓玻璃物件包括玻璃板、玻璃管或另一合適的配置。用于此類層壓熔融拉制的玻璃類型可以導致具有芯玻璃的玻璃物件，所述芯玻璃具有比包覆玻璃更高的熱膨脹系數(shù)。此類物件包括在包覆層中的壓縮應力，其隨著層壓加強玻璃物件從退火應變點冷卻至較低溫度而由在芯層中的拉緊應力平衡。經(jīng)由壓縮拉緊的包覆層的加強提供附加耐損壞性。耐損壞的存在和壓縮拉緊的包覆層和高中心拉緊芯可以使層壓加強玻璃物件在通過諸如機械刻劃和分離方法以及激光刻劃和分離方法等傳統(tǒng)方法切割時具有挑戰(zhàn)性。
玻璃類型也可以顛倒，導致包覆層具有比芯玻璃更高的熱膨脹系數(shù)，導致由包覆層中的拉緊應力平衡的芯中的壓縮應力。此類層壓物件在通過傳統(tǒng)方法切割時也可能具有挑戰(zhàn)性。
現(xiàn)在參照圖1，層壓玻璃物件100的一個實施例示意性地以橫截面示出。在圖1中所示的實施例中，層壓玻璃物件100包括玻璃板。在其他實施例中，層壓玻璃物件包括玻璃管或另一合適的配置。玻璃板可以大體上平坦的(例如，平面的)或彎曲的(例如，非平面的)。層壓玻璃物件可以在形成期間(例如，在拉制過程的底部處)以及在形成以將層壓玻璃物件分離成多個層壓玻璃物件或板之后切割。在各種實施例中，層壓玻璃物件包括芯層和與芯層相鄰的包覆層。例如，在圖1中所示的實施例中，包覆層包括第一包覆層104a和第二包覆層104b，并且芯層102設置在第一包覆層和第二包覆層之間。因此，層壓玻璃物件100通常地包括玻璃芯層102和一對玻璃包覆層104a、104b。注意在其他實施例中，層壓玻璃物件可以包括僅一個玻璃包覆層，從而提供兩層式物件。在其他實施例中，層壓玻璃物件可以包括多個芯層和/或包覆層，從而提供四層式、五層式或更多層式物件。
仍然參照圖1，層壓玻璃物件100具有第一表面105和第二表面107。玻璃芯層102包括第一表面部分103a和與第一表面部分103a相對的第二表面部分103b。第一玻璃包覆層104a熔融至玻璃芯層102的第一表面部分103a，并且第二玻璃包覆層104b熔融至玻璃芯層102的第二表面部分103b。玻璃包覆層104a、104b熔融至玻璃芯層102而無任何附加材料，如粘合劑、涂布層或添加或經(jīng)配置將相應的包覆層粘接到芯層的任何非玻璃材料，設置在玻璃芯層102和玻璃包覆層104a、104b之間。因此，第一玻璃包覆層104a和/或第二玻璃包覆層104b直接地熔融至玻璃芯層102或者直接地與玻璃芯層102相鄰。在一些實施例中，層壓玻璃物件包括設置在玻璃芯層和第一玻璃包覆層104a之間和/或在玻璃芯層和第二玻璃包覆層104b之間的一個或多個中間層。例如，中間層包括在玻璃芯層102和玻璃包覆層104a、104b的界面處形成的中間玻璃層和/或擴散層。擴散層可以包括混合區(qū)域，其包括與擴散層相鄰的每層的成分。在一些實施例中，層壓玻璃物件包括玻璃至玻璃層壓(例如，在原位置熔融的多層玻璃至玻璃層壓)，其中直接相鄰的玻璃層之間的界面是玻璃至玻璃界面。
在本文所述的層壓玻璃物件100的一些實施例中，玻璃芯層102由具有平均芯熱膨脹系數(shù)ctecore的第一玻璃成分形成，并且玻璃包覆層104a、104b由具有平均包覆熱膨脹系數(shù)ctecladding的第二不同玻璃成分形成。如本文所用的術語“cte”是指在從約20℃至約300℃的溫度范圍內平均的玻璃成分的熱膨脹系數(shù)。在一些實施例中，ctecore可以大于ctecladding，這導致玻璃包覆層104a、104b壓縮地加應力，而不離子互換或熱調和。因此，層壓玻璃物件包括層壓加強玻璃物件。在其他實施例中，ctecladding可以大于ctecore，這導致芯層102壓縮地加應力。在各種實施例中，熱性質差異(例如，cte差異)導致在玻璃物件的芯層和/或包覆層內的應力。
在一些實施例中，本文所述的層壓玻璃物件100可以通過諸如美國專利no.4,214,886中描述的過程的層壓熔融拉制或熔融層壓過程形成，所述美國專利通過引用全部并入本文。參照圖2，通過示例的方式，用于形成層壓玻璃物件的層壓熔融拉制設備200包括定位在下隔離管或溢出分配器204上的上隔離管(isopipe)或溢出分配器202。上溢出分配器202包括其中熔融玻璃包覆成分206從熔化器(未示出)進給的槽210。上溢出分配器202包括其中熔融玻璃包覆成分206從熔化器(未示出)進給的槽210。類似地，下溢出分配器204包括其中熔融玻璃芯成分208從熔化器(未示出)進給的槽212。
隨著熔融玻璃芯成分208填充槽212，熔融玻璃芯成分208溢出槽212并在下溢出分配器204的外形成表面216、218上流動。下溢出分配器204的外形成表面216、218聚集在根部或拉制線220處。因此，在外形成表面216、218上流動的熔融玻璃芯成分208在下溢出分配器204的拉制線220處重新連接，從而形成層壓玻璃物件的玻璃芯層102。
同時地，熔融玻璃包覆成分206溢出在上溢出分配器202中形成的槽210并在上溢出分配器202的外形成表面222、224上流動。熔融玻璃包覆成分206由上溢出分配器202向外偏轉，使得熔融玻璃包覆成分206圍繞下溢出分配器204流動并接觸在下溢出分配器的外形成表面216、218上流動的熔融玻璃芯成分208，熔融至熔融玻璃芯成分并圍繞玻璃芯層102形成玻璃包覆層104a、104b。因此，在粘性狀態(tài)下的熔融玻璃芯成分208與在粘性狀態(tài)下的熔融玻璃包覆成分206接觸，以形成層壓玻璃物件。
如上面所注，在本公開的一些實施例中，熔融玻璃芯成分208可以具有大于熔融玻璃包覆成分206的平均包覆熱膨脹系數(shù)ctecladding的平均熱膨脹系數(shù)ctecore。因此，隨著玻璃芯層102和玻璃包覆層104a、104b冷卻，玻璃芯層102和玻璃包覆層104a、104b的熱膨脹系數(shù)的差異引起壓縮應力在玻璃包覆層104a、104b中產生。壓縮應力增加所得到的層壓玻璃物件的強度，而無離子互換處理或熱調和處理。用于玻璃芯層102和玻璃包覆層104a、104b的玻璃成分可以包括但不限于在題為“高cte硼硅酸鉀玻璃成分和包括高cte硼硅酸鉀玻璃成分的玻璃物件”的pct專利公開no.wo2013/130700和題為“低cte無堿硼鉀鋁基酸鹽(boroaluminosilicate)玻璃成分和包括低cte無堿硼鉀鋁基酸鹽的玻璃物件”的pct專利公開no.wo2013/130718中描述的玻璃成分，這兩個專利公開轉讓給康寧公司并通過引用全部并入本文。
下面的理論討論旨在一種層壓物件，其中芯成分具有大于玻璃包覆成分的平均包覆熱膨脹系數(shù)ctecladding的平均熱膨脹系數(shù)ctecore。然而，本公開不應該理解為由下列理論討論限制。在其他實施例中，芯成分具有小于玻璃包覆成分的平均包覆熱膨脹系數(shù)ctecladding的平均熱膨脹系數(shù)ctecore。
在不希望由任何理論限制下，可以假設在線性彈性主體中，由不同驅動力引起的應力是添加物。例如，在層壓樣品的均勻再加熱的情況下，所加熱的樣品中的應力可以假設為在制造過程期間獲取的殘余層壓應力和由再加熱本身產生的應力之和。使用用于在彈性層壓中的應力的眾所周知的應力公式，人們可以解釋殘余應力如下：
其中
由于|tref-treheat|＜|tref-troom|，理解為再熱層壓樣品中的應力的大小低于在室溫下的相同樣品中的應力大小。在線性斷裂力學的框架中，此關系建議再熱樣品中的應力-強度因素的大小也將降低。后者在裂紋尖端處從施加應力和應力-強度因素之間的線性關系遵循。認為包覆層中的較低壓縮應力(和在裂紋處額應力-強度因素)和在芯層中的較低拉緊應力對穩(wěn)定切割是有益的。解釋到包覆層中的較低壓縮支持刻痕或通風口的傳送，而芯層中的較低拉緊避免未受控制的斷裂。
用于局部化激光加熱(例如通過co2激光)的考慮事項是在某種程度上比用于均勻加熱的應用更復雜。認為co2激光產生溫度梯度和對應的應力模式，這將支持裂紋傳送。
如進一步討論，由單層樣品中的激光tlaser＝tlaser(x,y)產生的溫度分布圖通過用于感興趣的層壓樣品的構成材料的性質的通過厚度的平均化得到。例如，我們可以介紹用于層壓樣品的有效cte為：
其中對應地表示包覆層和芯層，eclad,ecore-楊氏模數(shù)和vclad,vcore-泊松比。在大多數(shù)情況下，可以假設層壓樣品中的溫度分布圖接近tlaser(x,y)。然后，由co2激光切割的層壓樣品中的應力可以表達為：
在上述公式中，包覆層和芯層中的激光引起的應力
類似于均勻加熱的情況，我們注意到0＜|tref-tlaser|＜|tref-troom|?；诖岁P系，認為在由co2激光切割的層壓樣品中，“標準的”激光引起的應力由附加層壓應力伴隨，所述附加層壓應力低于在室溫下相同樣品中的層壓應力。因此，理解到加強的多層樣品的co2激光切割由于激光再加熱玻璃并減小玻璃中的層壓殘余應力這一應該有益于切割的事實在機械切割上具有優(yōu)點。
除了解析考慮事項，有限元件模型已經(jīng)構造，其示出上面使用的應力的疊加的原理?？紤]到具有1的厚度比的層壓樣品的1/8對稱模型和遵循構成材料的示例性熱機械性質(楊氏模數(shù)、泊松比、cte和參考溫度)：
eclad＝ecore＝70gpa,vclad＝vcore
＝0.22,αclad＝3ppm/℃,αcore＝4ppm/℃,tref＝722℃.
室溫假設為troom＝22℃，而由激光進行的再熱的最大溫度是
從有限元件模型得到的“激光引起的”溫度分布圖示出了比周邊更熱的樣品的中心。由于樣品的中心比周邊更熱，應該是在壓縮下，即使無限制施加在邊緣處。
層壓中的計算應力分布，但也考慮到在此負載條件下非加強樣品。在此模型中，中心是在壓縮下，即使由于cte不匹配芯層和包覆層中的應力是不同的。芯層經(jīng)歷更多壓縮，因為具有較高cte且經(jīng)假設當樣品再加熱時比包覆層擴展更多。具有有效cte的單層樣品中的激光引起的應力是αclad＝3.5ppm/℃、層壓加強樣品中的激光引起的應力和在室溫下的非分布式層壓殘余應力可以計算。為了簡化所得結果的比較，用于這些情況的芯層和包覆層中的應力在對稱軸線處獲得。數(shù)字結果在表1中總結：
從在第2排和第6排之間的比較，應當理解的是加強層壓樣品中的激光引起的應力事實上是非分布式(在室溫下取得的)殘余層壓應力和由于co2加熱的應力之和。后者是與在由有效材料制成的單層樣品相同的由于溫度梯度的應力(第1排)和由在再熱時的溫度變化引起的層壓應力(第5排)之和。這些觀察示出了上面的公式。由于層壓應力應該與溫度變化成正比，我們驗證由于從22℃至522℃的再熱的應力(第5排)至通過從722℃至22℃冷卻引起的純殘余應力(第4排)的比例等于對應的溫度變化(第7排、第8排)的比例。
因此，建模練習確認層壓的co2切割實際上具有雙影響：產生應力模式，這應該支持如在單層樣品中的裂紋傳送，并且通過局部化加熱減小殘余層壓應力。切割過程和實際切割過程數(shù)據(jù)的這種一般理解示出了通過加熱進行的層壓應力的減小與在室溫下的切割相比較導致切割能力的改進。
在一些實施例中，一種方法包括加熱如上面所述的具有芯層和至少一個包覆層的層壓玻璃物件的至少一部分至再熱溫度。該層壓玻璃物件包括由ctecore和ctecladding中的差異引起的在芯層和第一包覆層之間的熱引起的差異應力。換句話說，層壓玻璃物件包括由芯層和包覆層之間的cte不匹配引起的應力。加熱層壓玻璃物件減小加熱的層壓玻璃物件的一部分中的層壓玻璃物件的應力。層壓玻璃物件可以沿期望的切割路徑在加熱部分中刻痕。切割路徑可以是直的(例如，線性的)、彎曲的(例如，非線性的)或它們的組合。
層壓玻璃物件可以通過諸如例如激光束等合適的加熱單元受到非局部化加熱和局部化加熱。層壓玻璃物件可以由諸如刻痕輪或激光束等合適的機械裝置刻痕。如果激光束用于刻痕，則該刻痕激光束可以是與用于加熱層壓玻璃物件的激光束相同的激光束，或者可以是不同的激光束。力(例如，分割力)可以在刻痕處施加到層壓玻璃物件，以切割或分割層壓玻璃物件。在一些實施例中，施加力包括引導冷卻流體朝向層壓玻璃物件。例如，在層壓玻璃物件刻痕之后，可以受到通過例如水或空氣流的冷卻。在其他實施例中，施加力包括彎曲層壓玻璃物件。例如，層壓玻璃物件可以在刻痕處彎曲，以切割層壓玻璃物件。例如，層壓玻璃物件由圍繞刻痕彎曲或撓曲玻璃物件接合，使得在刻痕的第一側上的玻璃物件的第一部分相對于與第一側相對的在刻痕的第二側上的玻璃物件的第二部分移動。此類相對移動可以引起玻璃物件在刻痕處分離。
本公開的益處由高于室溫的板加熱(例如，到再熱溫度)的任何量引起。在一些實施例中，在加熱之前，加熱以相對于應力的至少約10％、至少20％、至少30％、至少40％或至少50％減小層壓玻璃物件100中的應力。例如，在加熱之前，加熱以相對于芯層中的拉緊應力的至少約10％減小芯層中的拉緊應力。另外例如，在加熱之前，加熱以相對于包覆層中的壓縮應力的至少約10％減小包覆層中的壓縮應力。減小層壓玻璃物件中的應力(例如，通過減小芯層中的拉緊應力和/或減小包覆層中的壓縮應力)可以幫助啟用層壓玻璃物件的切割，而無斷裂。另外或可替代地，再熱溫度不超過凝固溫度。如本文所用，“凝固溫度”是指比具有最大應變點的層壓玻璃物件的玻璃層的應變點更高的25℃的溫度。
本公開的益處可應用于包括層壓加強玻璃物件的如本文所述的層壓玻璃物件，其中ctecore可以大于ctecladding并且其中芯層在拉緊中且玻璃包覆層在壓縮中。
圖3是根據(jù)本公開的一個實施例的正在切割的層壓玻璃物件100的頂視圖。層壓玻璃物件100用非局部化板加熱示出。例如，大體上整個層壓物件加熱到再熱溫度。加熱用合適的加熱單元(例如，烤爐、窯爐、玻璃韌化爐、熔爐或另一合適加熱單元)完成。如上面解釋，板加熱可以減小層壓玻璃物件100中的應力?？毯圯?2或另一合適的刻痕裝置在再熱溫度下刻痕層壓玻璃物件100，留下機械通風口或刻痕14。在再熱溫度下刻痕層壓玻璃物件可以啟用具有與在室溫下刻痕層壓玻璃物件相比減小的斷裂和/或改進的邊緣質量的層壓玻璃物件的切割。例如，此類切割可以通過由加熱層壓玻璃物件引起的層壓玻璃物件中的應力啟用?？毯圯?2在刻痕16的方向上相對于層壓玻璃物件100移動?？毯?4是在層壓玻璃物件的表面中形成的凹槽或通道。一旦刻痕14在層壓玻璃物件100中產生，層壓玻璃物件100可以彎曲以在刻痕14處分割層壓玻璃物件100，從而分離設置在刻痕14的相對側上的層壓玻璃物件100的各部分。
刻痕14經(jīng)示出穿過包覆層104a穿透并穿透到芯層102中。將理解的是刻痕14可以穿透到包覆層104b，或者根據(jù)需要，僅部分地穿透到包覆層104a中。例如，刻痕14可以僅部分地穿透到包覆層104a中，穿過包覆層104a穿透并穿透到芯層102中，或者根據(jù)需要穿過包覆層104b穿透。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的正在切割的層壓玻璃物件100的側視圖。圖4的實施例使用激光束30和波束成形光學器件32，以將激光束(預熱)34聚焦到層壓玻璃物件100的包覆層104a上。激光束(預熱)34在預熱方向36上相對于層壓玻璃物件100移動。如將理解，激光束30和波束成形光學器件32可以是靜態(tài)的，而層壓玻璃物件100移動使得激光束(預熱)34在預加熱方向36上提供加熱?？商娲?，層壓玻璃物件100可以保持靜態(tài)，而激光束30和波束成形光學器件32移動。用激光束(預熱)34接觸層壓玻璃板100優(yōu)先地加熱層壓玻璃物件的區(qū)域至再熱溫度，以形成沿切割線延伸的加熱區(qū)域。
刻痕輪38或另一合適刻痕裝置可以在刻痕方向40上移動，以產生機械通風口或刻痕42。例如，刻痕輪38可以沿加熱區(qū)域接觸層壓玻璃物件100，以在層壓玻璃物件中形成刻痕42。一旦刻痕42沿層壓玻璃物件100的整個期望長度產生，層壓玻璃物件100可以彎曲以在刻痕42處分離層壓玻璃物件100的各部分。
刻痕42經(jīng)示出穿透包覆層104a穿透并穿透到刻痕102中。將理解的是刻痕14可以穿過包覆層104b穿透或者根據(jù)需要僅部分地穿透到包覆層104a中。
圖5是經(jīng)歷圖4中所示的機械刻痕的層壓玻璃物件100的頂視圖。層壓玻璃物件100可以通過激光束(預熱)34提供有局部化到期望的切割位置的加熱。激光束(預熱)34提供層壓玻璃物件100一激光加熱區(qū)域44。在此激光加熱區(qū)域44中，刻痕輪38刻痕層壓玻璃物件100，以產生刻痕42。激光束(預熱34)和刻痕輪38在預熱方向36上前進，以沿層壓玻璃物件100的期望長度產生刻痕42。在激光加熱區(qū)域處刻痕層壓玻璃物件可以啟用具有與在激光加熱區(qū)域外部的區(qū)域處刻痕層壓玻璃物件相比減小的斷裂和/或改進的邊緣質量的層壓玻璃物件的切割。
圖6是根據(jù)本公開的一個實施例的層壓玻璃物件100的側視圖。在圖6的實施例中，激光束30和波束成形光學器件32在層壓玻璃物件100的包覆層104a上產生激光束46，以預熱和刻痕層壓玻璃物件100。預熱方向36和刻痕方向40經(jīng)示出與由激光束30和波束成形光學器件32產生的單個激光束46相關聯(lián)，以反映單個激光束46在此實施例中完成兩個功能。激光束46在層壓玻璃物件100的包覆層104a中產生激光刻痕。層壓玻璃物件100也可以提供有開始缺點，以協(xié)助激光刻痕50的產生和層壓玻璃物件100的相對各部分的稍后分離。
如圖6中所示，激光刻痕50穿過包覆層104a穿透并穿透到芯層102中。將理解的是激光刻痕50可以調整，以穿透到包括到包覆層104b的層壓玻璃物件100中的任何期望深度或者僅穿透到包覆層104a。
在激光刻痕50已經(jīng)產生之后，冷卻噴嘴52也可以用于冷卻層壓玻璃物件100。例如，冷卻噴嘴52可以在刻痕50處引導冷卻流體(例如，空氣或水)朝向層壓玻璃物件。沿其加熱部分和刻痕部分冷卻層壓玻璃物件可以熱地振動層壓玻璃物件，以幫助沿激光刻痕分割層壓玻璃物件。
圖7是根據(jù)本公開的一個實施例的正在切割的層壓玻璃物件100的側視圖。激光束30與第一波束成形光學器件54工作，以在層壓玻璃物件100的包覆層104a上產生激光束(預熱)58。另外，激光束30與第二波束成形光學器件56工作，以在層壓玻璃物件100的包覆層104a上產生激光束(刻痕)60。預熱方向36經(jīng)示出與激光束(預熱)58相關聯(lián)，以表示激光束(預熱)58用于預熱層壓玻璃物件100的單獨功能?？毯鄯较?0經(jīng)示出與激光束(刻痕60)相關聯(lián)，以表示激光束(刻痕)與刻痕層壓玻璃物件100的功能相關聯(lián)，以產生激光刻痕50。
激光刻痕50經(jīng)示出穿透包覆層104a穿透并穿透到芯層102中。將理解的是激光刻痕50可以穿透包覆層104b穿透或者根據(jù)需要，僅部分地穿透到包覆層104a中。層壓玻璃物件100還可以提供有開始缺點48，以促進層壓玻璃物件100的刻痕和在激光刻痕50處的層壓玻璃物件100的各個部分的分離。
在激光通風口50已經(jīng)產生之后，冷卻噴嘴52也可以用于冷卻層壓玻璃物件100。
圖8是根據(jù)本公開的一個實施例的正在切割的層壓玻璃物件的頂視圖。層壓玻璃物件100經(jīng)示出具有由激光束(預熱)58和激光束(刻痕)60產生的激光加熱區(qū)域64。激光束(預熱)58和激光束(刻痕)60可以重疊，以優(yōu)化層壓玻璃物件100的加熱并減少可以與激光束(預熱)58和激光束(刻痕)60之間的分離相關聯(lián)的任何熱損失。換句話說，在一些實施例中，激光束(預熱)58在層壓玻璃物件上產生第一覆蓋區(qū)(footprint)，并且激光束(刻痕)60在層壓玻璃物件上產生第二覆蓋區(qū)，且第一覆蓋區(qū)和第二覆蓋區(qū)重疊。
激光束(預熱)58和激光束(刻痕)60在預熱方向36上移動，以沿層壓玻璃物件100的期望長度產生激光刻痕50。
還示出了冷卻束62，并且冷卻束62可以實施以冷卻層壓玻璃物件100。冷卻束由冷卻噴嘴52產生(圖7)。
雖然層壓玻璃物件的優(yōu)先加熱在本文描述為用激光執(zhí)行，但是本公開中包括了其他實施例。例如，在一些實施例中，層壓玻璃物件的區(qū)域優(yōu)先地用合適的加熱器件(例如，激光、火炬和電加熱器或它們的組合)加熱，以形成加熱區(qū)域。另外或者可替代地，層壓玻璃物件的區(qū)域優(yōu)先地加熱，而不大體上加熱遠離切割線間隔開的層壓玻璃物件的遠區(qū)域。
圖9是比較根據(jù)本公開的一個實施例的刻痕的層壓玻璃物件70與在室溫下刻痕的層壓玻璃物件72的橫截面圖。層壓玻璃物件70受到非局部化的板加熱至300℃，并且用機械刻痕輪刻痕。層壓玻璃物件72在室溫20℃下用機械刻痕輪刻痕。層壓玻璃物件70中的中空刻痕深度74示出刻痕輪不可以整體地穿透到包覆層中。層壓玻璃物件72的邊緣裂紋76指示由于在刻痕期間的較低溫度存在于層壓玻璃物件72中的更高應力。因此，如本文所述在升高的溫度下刻痕層壓玻璃物件可以啟用在層壓玻璃物件的分割邊緣處的改進的邊緣質量。
對本領域的技術人員將明顯的是各種修改和變化可以對本文所述的實施例作出，而不背離所要求保護的主題的精神和范圍。因此，目的是本說明書涵蓋本文所述的各種實施例的修改和變化，如果此類修改和變化在隨附的權利要求及其等同物的范圍內。
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