專利名稱：硬脆材料的加工裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硬脆材料的加工裝置及方法，特別是應(yīng)用于用于硬脆材料加工及以激光與高壓微粉粒噴砂同軸加工硬脆材料的裝置及方法。
背景技術(shù)：
硅、玻璃、陶瓷、砷化鎵(GaAs)、氧化鋯(ZrOJ、碳化硅(SiC)、石墨、寶石、碳纖復(fù)合材料等硬脆材料，由于材料本身具備硬、脆特性，因此，在對(duì)硬脆材料加工有其困難，如以現(xiàn)有堅(jiān)硬鉆石刀具研靡加工該硬脆材料，則易使鉆石刀具靡耗損壞，造成機(jī)具的損壞，且無(wú)法對(duì)該硬脆材料的細(xì)部部位進(jìn)行加工；又如以現(xiàn)有激光束加工該硬脆材料，則受限于激光能量集中于細(xì)微光束的關(guān)系，必需耗費(fèi)較多的加工時(shí)間，使其加工成本偏高，而不符產(chǎn)業(yè)利用的經(jīng)濟(jì)效益，僅能對(duì)硬脆材料的細(xì)部加工，如鉆孔或初步表面加工，因而局限其加工用途及范疇，且激光加工熱熔可能會(huì)在加工路徑上產(chǎn)生毛邊或熔屑，導(dǎo)致需二次修邊加工。
在相關(guān)的先前專利技術(shù)文獻(xiàn)方面，如中國(guó)臺(tái)灣省發(fā)明專利第476737號(hào)「平板玻璃母材的切割方法」發(fā)明專利案，則揭示典型現(xiàn)有的鉆石刀具加工切割平板玻璃的方法，同樣會(huì)產(chǎn)生上述現(xiàn)有以鉆石刀加工料的刀具靡耗與細(xì)部加工困難的缺點(diǎn)。又，中國(guó)臺(tái)灣省發(fā)明專利第489059號(hào)「玻璃板分割裝置及方法」案與PCT第 W02011/025908 號(hào)「METHODS FOR LASER CUTTING ARTICLES FROM CHEMICALLYSTRENGTHENED GLASS SUBSTRATES」公開案，則揭示一種現(xiàn)有的飛秒激光(FemtosecondLaser)切割加工玻璃的裝置及方法，雖然加工速度較現(xiàn)有激光加工機(jī)構(gòu)快一些，但相對(duì)地，該飛秒激光加工設(shè)備成本相當(dāng)昂貴，并非可以便宜及經(jīng)濟(jì)地應(yīng)用于硬脆材料加工線上，而不具產(chǎn)業(yè)利用的經(jīng)濟(jì)效益。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的主要技術(shù)問題在于，克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，而提供一種硬脆材料的加工裝置及方法，其具有不需耗損、更換鉆頭刀具，同時(shí)，可消除單一激光加工機(jī)具所會(huì)產(chǎn)生的加工速度緩慢，且加工成本偏高，不具產(chǎn)業(yè)利用的經(jīng)濟(jì)效益的缺陷。本發(fā)明解決具技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種硬脆材料的加工裝置，該裝置包含至少一激光加工機(jī)構(gòu)及至少一噴砂加工機(jī)構(gòu)，該激光加工機(jī)構(gòu)可發(fā)出激光束，以對(duì)一硬脆材料進(jìn)行加工，該噴砂加工機(jī)構(gòu)結(jié)合于激光加工機(jī)構(gòu)下方，該激光束可穿透過(guò)該噴砂加工機(jī)構(gòu)以對(duì)該硬脆材料進(jìn)行加工，或由噴砂加工機(jī)構(gòu)以噴砂粉末對(duì)硬脆材料高速侵蝕加工，或者，由激光加工機(jī)構(gòu)與噴砂加工機(jī)構(gòu)同時(shí)對(duì)硬脆材料進(jìn)行加工。前述的硬脆材料的加工裝置，其中激光加工機(jī)構(gòu)所發(fā)出的激光束的波長(zhǎng)在10640納米 193納米間。前述的硬脆材料的加工裝置，其中噴砂加工機(jī)構(gòu)包括一文氏管，上端結(jié)合于該激光加工機(jī)構(gòu)下端的隔離鏡片下端，該文氏管兩端分別設(shè)有一壓力輸入、粉粒輸出，且該文氏管中間的隘口部位并形成至少一粉粒導(dǎo)入,該激光加工機(jī)構(gòu)輸出的激光束經(jīng)由該文氏管內(nèi)部而由該粉粒輸出口射出；一壓力導(dǎo)入裝置，連結(jié)該文氏管的壓力輸入口，以輸入高壓壓縮空氣或其它壓縮氣體；一粉粒導(dǎo)入裝置，內(nèi)部容置該微粉粒，且該粉粒導(dǎo)入裝置連結(jié)于該文氏管的粉粒導(dǎo)入口，以將微粉粒導(dǎo)入文氏管的隘口部位中。前述的硬脆材料的加工裝置，其中噴砂加工機(jī)構(gòu)包括一筒體，該筒體區(qū)隔形成一中空內(nèi)層及一外層，該中空內(nèi)層上端結(jié)合于該激光加工機(jī)構(gòu)下端，且中空內(nèi)層下端形成一開口，該開口兩側(cè)壁分別結(jié)合一隔絕板，該兩隔絕板間結(jié)合至少一鏡片，該激光加工機(jī)構(gòu)所發(fā)出的激光束，則透過(guò)該鏡片射出，該筒體的外層于周邊設(shè)有一粉粒輸入口，該外層下端設(shè)有一輸出口 ；一壓力桶，內(nèi)容置微粉粒，該壓力桶的周邊與底端分別設(shè)有一壓力輸入口及粉粒輸出口，該粉粒輸出口供微粉粒輸出，且該粉粒輸出口并連結(jié)該筒體的外層的粉粒輸入口，以將該微粉粒注入該筒體的外層，而令微粉粒經(jīng)由該外層由該輸出口輸出；一壓力輸入器，連結(jié)該壓力桶的壓力輸入口，以供輸入壓縮空氣或其它壓縮氣體給壓力桶；一噴嘴，連結(jié)于該筒體的外層下端的輸出口，使該微粉粒經(jīng)該噴嘴以高壓方式噴出，而該激光加工機(jī)構(gòu)的激光束經(jīng)鏡片射出后，經(jīng)由筒體而由噴嘴射出，使該噴砂加工機(jī)構(gòu)的高壓微粒粒的噴出路徑與該激光束射出路徑為同軸心的同軸狀態(tài)。 前述的硬脆材料的加工裝置，其中筒體的形狀為錐狀。前述的硬脆材料的加工裝置，其中壓力輸入器輸入的壓縮空氣或其它壓縮氣體的壓力為I 10kg/cm2。前述的硬脆材料的加工裝置，其中激光加工機(jī)構(gòu)輸出的激光束路徑與噴砂加工機(jī)構(gòu)輸出的高壓微粉粒路徑在于同一軸心的同軸狀態(tài)。本發(fā)明更進(jìn)一步提供一種硬脆材料的加工方法，其步驟包括(A)選擇何種加工模式？如為第一種模式則進(jìn)行步驟B ;如為第二種模式則進(jìn)行步驟C ;如為第三種模式則進(jìn)行步驟D ；(B)以激光加工機(jī)構(gòu)先對(duì)該硬脆材料進(jìn)行加工，先以一激光加工機(jī)構(gòu)的激光束對(duì)一硬脆材料進(jìn)行加工形成加工路徑或打小孔路徑；(BI)以噴砂加工機(jī)構(gòu)沿加工路徑進(jìn)行硬脆材料加工，借由一噴砂加工機(jī)構(gòu)對(duì)步驟B的激光加工機(jī)構(gòu)于硬脆材料所形成的加工路徑或小孔路徑進(jìn)行加工；(B2)返回步驟A;(C)以激光加工機(jī)構(gòu)先對(duì)該硬脆材料進(jìn)行加工形成加工路徑，先以一激光加工機(jī)構(gòu)的激光束對(duì)一硬脆材料進(jìn)行加工形成加工路徑或打孔路徑；(Cl)以激光加工機(jī)構(gòu)沿該加工路徑對(duì)硬脆材料進(jìn)行加工，由激光加工機(jī)構(gòu)以激光束沿步驟C所形成的加工路徑或孔路徑予以加工該硬脆材料；(C2)返回步驟A;(D)以激光加工機(jī)構(gòu)與噴砂加工機(jī)構(gòu)同時(shí)對(duì)硬脆材料進(jìn)行加工，以一激光加工機(jī)構(gòu)的激光束與一噴砂加工機(jī)構(gòu)的高壓微粉粒，同時(shí)對(duì)一硬脆材料進(jìn)行加工；(Dl)返回步驟A。前述的硬脆材料的加工方法，其中步驟(d)的激光加工機(jī)構(gòu)的激光束與噴砂加工機(jī)構(gòu)的高壓微粉粒輸出路徑在于同一軸心的同軸狀態(tài)。本發(fā)明的硬脆材料的加工裝置及方法的功效，在于利用該激光加工機(jī)構(gòu)與噴砂加工機(jī)構(gòu)設(shè)置在上、下位置，且激光加工機(jī)構(gòu)的激光束可透過(guò)噴砂加工機(jī)構(gòu)而對(duì)硬脆材料進(jìn)行加工，也可以由噴砂粉末高速侵蝕加工該硬脆材料，或同時(shí)使用激光加工機(jī)構(gòu)的激光束與噴砂加工機(jī)構(gòu)的噴砂粉末高速侵蝕，而同時(shí)加工硬脆材料，可以視硬脆材料的加工面積、部位與速度需求，而選擇該激光加工機(jī)構(gòu)或噴砂加工機(jī)構(gòu)任一者或二者同時(shí)，對(duì)該硬脆材料進(jìn)行加工，可完全消弭上述現(xiàn)有鉆石刀具或激光束加工機(jī)具或方法所產(chǎn)生的問題與缺點(diǎn)。本發(fā)明的有益效果是，其具有不需耗損、更換鉆頭刀具，同時(shí)，可消除單一激光加工機(jī)具所會(huì)產(chǎn)生的加工速度緩慢，且加工成本偏高，不具產(chǎn)業(yè)利用的經(jīng)濟(jì)效益的缺陷。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。圖I為本發(fā)明的硬脆材料的加工裝置的第一實(shí)施例圖； 圖2為本發(fā)明的硬脆材料的加工裝置的第二實(shí)施例圖；圖3為本發(fā)明的硬脆材料的加工裝置的較佳應(yīng)用例；圖4為本發(fā)明的硬脆材料的加工裝置的第一種加工實(shí)施狀態(tài)的硬脆材料結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為一側(cè)視圖，顯示圖4中的硬脆材料以本發(fā)明的激光加工機(jī)構(gòu)對(duì)硬脆材料燒灼保護(hù)膜形成加工路徑的狀態(tài)；圖6為一側(cè)視圖，顯示圖4中的硬脆材料以本發(fā)明的噴砂加工機(jī)構(gòu)沿加工路徑對(duì)硬脆材料加工的狀態(tài)；圖7為本發(fā)明的硬脆材料的加工裝置對(duì)一硬脆材料的第二種加工實(shí)施狀態(tài)示意圖；圖8為本發(fā)明的硬脆材料的加工裝置對(duì)一硬脆材料的第三種加工實(shí)施狀態(tài)示意圖；圖9為一側(cè)視圖，顯示圖8中的硬脆材料以本發(fā)明的激光加工機(jī)構(gòu)對(duì)硬脆材料加工的狀態(tài)；圖10為本發(fā)明的硬脆材料的加工裝置對(duì)一硬脆材料的第四種加工實(shí)施狀態(tài)示意圖；圖11為一側(cè)視圖，顯示圖10中的硬脆材料以本發(fā)明的噴砂加工機(jī)構(gòu)對(duì)硬脆材料加工的狀態(tài)；圖12為本發(fā)明的硬脆材料的加工裝置對(duì)一硬脆材料的第五種加工實(shí)施狀態(tài)示意圖；圖13為本發(fā)明的硬脆材料的加工方法的流程圖。圖中標(biāo)號(hào)說(shuō)明100加工裝置10 激光加工機(jī)構(gòu)11 隔離鏡片12 激光束20 噴砂加工機(jī)構(gòu) 21 文氏管211壓力輸入口212粉粒輸出口21A隘口部位213粉粒導(dǎo)入口
22 壓力導(dǎo)入裝置 23 粉粒導(dǎo)入裝置231微粉粒24 筒體241中空內(nèi)層242外層243 開口243a 隔絕板243b鏡片242a粉粒輸入口242b輸出口25 壓力桶251微粉粒252壓力輸入口253粉粒輸出口26 壓力輸入器
27 噴嘴200移動(dòng)機(jī)構(gòu)300控制機(jī)構(gòu)400硬脆材料410保護(hù)膠膜500硬脆材料510 孔520 小孔530大孔600選擇何種加工模式610以激光加工機(jī)構(gòu)先對(duì)該硬脆材料進(jìn)行加工611以噴砂加工機(jī)構(gòu)沿加工路徑進(jìn)行硬脆材料加工612返回步驟600620以激光加工機(jī)構(gòu)先對(duì)該硬脆材料進(jìn)行加工形成加工路徑621以激光加工機(jī)構(gòu)沿該加工路徑對(duì)硬脆材料進(jìn)行加工622返回步驟600630以激光加工機(jī)構(gòu)與噴砂加工機(jī)構(gòu)同時(shí)對(duì)硬脆材料進(jìn)行加工631返回步驟600
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參閱圖I所示，為本發(fā)明的硬脆材料的加工裝置100的第一實(shí)施例，其中，該加工裝置100包括至少一激光加工機(jī)構(gòu)10，該激光加工機(jī)構(gòu)10于底面結(jié)合至少一隔離鏡片11，該激光加工機(jī)構(gòu)10可發(fā)出一激光束12經(jīng)隔離鏡片11射出，該激光束12的波長(zhǎng)不限，在本發(fā)明中列舉波長(zhǎng)在10640納米(nm) 193納米(nm)間的激光束12為例。至少一噴砂加工機(jī)構(gòu)20，結(jié)合于該激光加工機(jī)構(gòu)10的隔離鏡片11下端，該噴砂加工機(jī)構(gòu)20的型式不限，在本發(fā)明的第一實(shí)施例中揭示以文丘里管(Venturi tube)型式為例，其中，包括一文氏管21、壓力導(dǎo)入裝置22及粉粒導(dǎo)入裝置23，該文氏管21上端結(jié)合于該激光加工機(jī)構(gòu)10下端的隔離鏡片11下端，該文氏管21兩端分別設(shè)有一壓力輸入口211、粉粒輸出口 212，且該文氏管21中間的隘口部位21A并形成至少一粉粒導(dǎo)入口 213，該激光加工機(jī)構(gòu)10輸出的激光束12可經(jīng)由該文氏管21內(nèi)部而由該粉粒輸出口 212射出，該壓力輸入口 211供連結(jié)該壓力導(dǎo)入裝置22，以輸入高壓壓縮空氣或其它壓縮氣體，該粉粒導(dǎo)入裝置23內(nèi)部容置該微粉粒231，且該粉粒導(dǎo)入裝置23連結(jié)于該文氏管21的粉粒導(dǎo)入口 213，以將微粉粒231導(dǎo)入文氏管21的隘口部位21A中。當(dāng)壓力輸入口 211經(jīng)由該壓力導(dǎo)入裝置22輸入高壓壓縮空氣或其它壓縮氣體于文氏管21中，該輸入的高壓壓縮空氣或其它壓縮氣體經(jīng)該隘口部位2IA流向粉粒輸出口212時(shí)，則該隘口部位21A因空氣流速或其它壓縮氣體流速增加產(chǎn)生局部真空，而令該粉粒導(dǎo)入裝置23內(nèi)部的微粉粒231被以局部真空吸出導(dǎo)入文氏管21的隘口部位21A，而連同該文氏管21內(nèi)的高壓壓縮空氣或其它壓縮氣體向粉粒輸出口 212噴出，在本發(fā)明圖I中所揭示的實(shí)施例，是列舉該微粉粒231噴出的路徑與該激光加工機(jī)構(gòu)10經(jīng)粉粒輸出口 212射出的激光束12的路徑為同軸心的同軸狀態(tài)的例子，使該隔離鏡片11提供該微粉粒231與激光加工機(jī)構(gòu)10間的隔絕作用。請(qǐng)?jiān)倥浜蠄D2所示，為本發(fā)明的硬脆材料的加工裝置100的第二實(shí)施例，其中，該噴砂加工機(jī)構(gòu)20包括一筒體24、壓力桶25、壓力輸入器26及噴嘴27，該筒體24的形狀不限，在本發(fā)明的第二實(shí)施例中以錐狀為例，該筒體24區(qū)隔形成一中空內(nèi)層241及一外層242，該中空內(nèi)層241上端結(jié)合于該激光加工機(jī)構(gòu)10下端，且中空內(nèi)層241下端形成一開口 243，該開口 243兩側(cè)壁分別結(jié)合一隔絕板243a，該兩隔絕板243a間則結(jié)合至少一鏡片243b，該激光加工機(jī)構(gòu)10所發(fā)出的激光束12，則透過(guò)該鏡片243b射出，該筒體24的外層242于周邊設(shè)有至少一粉粒輸入口 242a，該外層242下端設(shè)有一輸出口 242b。該壓力桶25內(nèi)容置該微粉粒251，該壓力桶25的周邊與底端分別設(shè)有一壓力輸 入口 252及粉粒輸出口 253，該壓力輸入口 252連結(jié)該壓力輸入器26，以供輸入壓力為I 10kg/cm2的壓縮空氣或其它壓縮氣體，使該粉粒輸出口 253供微粉粒251以高壓輸出，且該粉粒輸出口 253連結(jié)該外層242的粉粒輸入口 242a，以將高壓的微粉粒251注入該筒體24的外層242，而令高壓微粉粒251經(jīng)由該外層242由該輸出口 242b輸出。該噴嘴27連結(jié)于該筒體24的外層242下端的輸出口 242b，使該高壓微粉粒251經(jīng)該噴嘴26以高壓方式噴出，而該激光加工機(jī)構(gòu)10的激光束12經(jīng)鏡片243b射出后，經(jīng)筒體24內(nèi)部而由該噴嘴27射出，在圖2中所示的實(shí)施例，是列舉該噴砂加工機(jī)構(gòu)10的高壓微粒粒251的噴出路徑與該激光束12射出路徑為同軸心的同軸狀態(tài)的例子。上述圖I及圖2所示本發(fā)明的激光加工機(jī)構(gòu)10的激光束12輸出路徑與噴砂加工機(jī)構(gòu)20的高壓微粉粒231或251輸出路徑，并非一定為同軸心的同軸輸出狀態(tài)，也可以設(shè)計(jì)成不同軸心的輸出路徑。請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D3所示，為本發(fā)明的硬脆材料的加工裝置100較佳應(yīng)用例，其中，該硬脆材料的加工裝置100結(jié)合一移動(dòng)機(jī)構(gòu)200及一控制機(jī)構(gòu)300，該移動(dòng)機(jī)構(gòu)200的型式不限，在本發(fā)明中以CNC加工移動(dòng)機(jī)具為例，使該移動(dòng)機(jī)構(gòu)200可帶動(dòng)該激光加工機(jī)構(gòu)10及噴砂加工機(jī)構(gòu)20作多軸向同步的移動(dòng)，該控制機(jī)構(gòu)300則可控制激光加工機(jī)構(gòu)10、噴砂加工機(jī)構(gòu)20及移動(dòng)機(jī)構(gòu)200的動(dòng)作。請(qǐng)?jiān)倥浜蠄D4、圖5及圖6所示，為本發(fā)明的硬脆材料的加工裝置100對(duì)一硬脆材料400的第一種加工實(shí)施狀態(tài)，其中，該硬脆材料400為一晶圓型態(tài)(如圖4所示)，該硬脆材料400表面貼合一保護(hù)膠膜410，使該激光加工機(jī)構(gòu)10先以激光束12燒灼局部的保護(hù)膠膜410 (如圖5所示)，形成加工路徑，再由該噴砂加工機(jī)構(gòu)20以高壓微粉粒231予以沿該激光束12燒灼保護(hù)膠膜410的加工路徑，予以進(jìn)行硬脆材料400蝕刻的加工(如圖6所示)，并可對(duì)該激光加工機(jī)構(gòu)10的激光束12加工硬脆材料400所產(chǎn)生的毛邊或熔屑，而該蝕刻加工模式，并不限于僅只于打孔、切割，舉凡是等效的表面侵蝕加工方式，如局部減薄、浮雕、熱處理、焊接、熔接等加工方式，當(dāng)不脫本發(fā)明的范疇。請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D7所示，為本發(fā)明的硬脆材料的加工裝置100對(duì)一硬脆材料400的第二種加工實(shí)施狀態(tài)，其中，顯示直接以激光加工機(jī)構(gòu)10對(duì)該硬脆材料400的保護(hù)膠膜410予以燒灼形成加工路徑，并再以激光束12進(jìn)行該加工路徑上的硬脆材料400表面的加工，如使用于晶圓型態(tài)的硬脆材料400的細(xì)部部位加工。請(qǐng)?jiān)倥浜蠄D8及圖9所示，為本發(fā)明的硬脆材料的加工裝置100對(duì)一硬脆材料500的第三種加工實(shí)施狀態(tài)，其中，應(yīng)用于一硬脆材料500的狀態(tài)，該硬脆材料500并未貼合保護(hù)膠膜，由激光加工機(jī)構(gòu)10的激光束12先于硬脆材料500上進(jìn)行打孔510加工形成加工路徑(如圖8所示)，再由激光束12沿該打孔510所形成的路徑予以進(jìn)行硬脆材料500的加工(如圖9所示)。請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D10及圖11所示，為本發(fā)明的硬脆材料的加工裝置100對(duì)一硬脆材料500的第四種加工實(shí)施狀態(tài)，其中，先用激光加工機(jī)構(gòu)10的激光束12先于該硬脆材料500打穿小孔520 (如圖10所示)，再以噴砂加工機(jī)構(gòu)20以高壓微粉粒231予以用同軸侵蝕該該小孔520加工，而于該硬脆材料500形成大孔530，以使該激光加工機(jī)構(gòu)10與噴砂加工機(jī)構(gòu)20對(duì)該硬脆材料500進(jìn)行同軸加工，可快速于硬脆材料500上加工大孔徑的大孔530。
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請(qǐng)?jiān)倥浜蠄D12所示，為本發(fā)明的硬脆材料的加工裝置100對(duì)一硬脆材料500的第五種加工實(shí)施狀態(tài)，其中，顯示該電射加工機(jī)構(gòu)10及噴砂加工機(jī)構(gòu)20同時(shí)對(duì)該硬脆材料500進(jìn)行加工，即同時(shí)利用激光束12及高壓微粉粒231對(duì)該硬脆材料500進(jìn)行加工，可以借由激光束12的燒灼或熔解或裂片能量與高壓微粉粒231的侵蝕加工予以對(duì)硬脆材料500進(jìn)行快速加工。以上所列舉的圖3至圖12的本發(fā)明的硬脆材料的加工裝置100對(duì)硬脆材料400或500的加工方式，揭示圖I所示的第一實(shí)施例的激光加工機(jī)構(gòu)10與噴砂加工機(jī)構(gòu)20為例，同樣地，亦可同理適用于圖2所示的激光加工機(jī)構(gòu)10與噴砂加工機(jī)構(gòu)20的激光束12與高壓微粉粒251的加工結(jié)構(gòu)。請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D13所示，為本發(fā)明的硬脆材料的加工方法的流程圖，其步驟包括步驟600 631，其中(600)選擇何種加工模式？如為第一種模式則進(jìn)行步驟610 ;如為第二種模式則進(jìn)行步驟620 ;如為第三種模式則進(jìn)行步驟630。(610)以激光加工機(jī)構(gòu)先對(duì)該硬脆材料進(jìn)行加工，先以激光加工機(jī)構(gòu)10的激光束12對(duì)該硬脆材料400或500進(jìn)行加工形成加工路徑或打小孔520路徑，如圖4 圖6、圖10及圖11所示的加工方式所示。(611)以噴砂加工機(jī)構(gòu)沿加工路徑進(jìn)行硬脆材料加工，借由噴砂加工機(jī)構(gòu)20對(duì)步驟610的激光加工機(jī)構(gòu)10于硬脆材料400或500所形成的加工路徑或小孔520路徑進(jìn)行加工。(612)返回步驟 600。(620)以激光加工機(jī)構(gòu)先對(duì)該硬脆材料進(jìn)行加工形成加工路徑，先以激光加工機(jī)構(gòu)10的激光束12對(duì)該硬脆材料400或500進(jìn)行加工形成加工路徑或打孔510路徑，如圖
7、圖8及圖9所示的加工方式所示。(621)以激光加工機(jī)構(gòu)沿該加工路徑對(duì)硬脆材料進(jìn)行加工，由激光加工機(jī)構(gòu)10以激光束12沿步驟620所形成的加工路徑或孔510路徑予以加工該硬脆材料400或500。(622)返回步驟 6OO。(630)以激光加工機(jī)構(gòu)與噴砂加工機(jī)構(gòu)同時(shí)對(duì)硬脆材料進(jìn)行加工，以激光加工機(jī)構(gòu)10的激光束12與噴砂加工機(jī)構(gòu)20的高壓微粉粒231或251，同時(shí)對(duì)該硬脆材料500進(jìn)行加工，如圖12所示的加工方式。(631)返回步驟 600。上述步驟600 631中所揭示的方法內(nèi)容，可以為控制程序或軟件預(yù)先燒錄或預(yù)先儲(chǔ)存于如圖3中所示的控制機(jī)構(gòu)300中以自動(dòng)控制方式執(zhí)行，或另由使用者以手動(dòng)方式選擇執(zhí)行。上述圖13中的步驟600 631中所揭示的激光加工機(jī)構(gòu)10的激光束12與噴砂加工機(jī)構(gòu)20的高壓微粉粒231或251的輸出路徑并非一定為同軸心的同軸狀態(tài)，亦可為不同軸的狀態(tài)。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，凡 是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種硬脆材料的加工裝置，其特征在于，包括； 至少一激光加工機(jī)構(gòu)，該激光加工機(jī)構(gòu)于底面結(jié)合至少一隔離鏡片，該激光加工機(jī)構(gòu)可發(fā)出一激光束經(jīng)隔離鏡片射出； 至少一噴砂加工機(jī)構(gòu)，結(jié)合于該激光加工機(jī)構(gòu)的隔離鏡片下端，該噴砂加工機(jī)構(gòu)下端輸出高壓微粉粒，以對(duì)一硬脆材料進(jìn)行加工，且該激光加工機(jī)構(gòu)的激光束透過(guò)噴砂加工機(jī)構(gòu)而由該噴砂加工機(jī)構(gòu)下端射出，而對(duì)該硬脆材料進(jìn)行加工。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的硬脆材料的加工裝置，其特征在于，所述激光加工機(jī)構(gòu)所發(fā)出的激光束的波長(zhǎng)在10640納米 193納米間。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的硬脆材料的加工裝置，其特征在于，所述噴砂加工機(jī)構(gòu)包括 一文氏管，上端結(jié)合于該激光加工機(jī)構(gòu)下端的隔離鏡片下端，該文氏管兩端分別設(shè)有一壓力輸入、粉粒輸出，且該文氏管中間的溢口部位并形成至少一粉粒導(dǎo)入，該激光加工機(jī)構(gòu)輸出的激光束經(jīng)由該文氏管內(nèi)部而由該粉粒輸出口射出； 一壓力導(dǎo)入裝置，連結(jié)該文氏管的壓力輸入口，以輸入高壓壓縮空氣或其它壓縮氣體； 一粉粒導(dǎo)入裝置，內(nèi)部容置該微粉粒，且該粉粒導(dǎo)入裝置連結(jié)于該文氏管的粉粒導(dǎo)入口，以將微粉粒導(dǎo)入文氏管的隘口部位中。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的硬脆材料的加工裝置，其特征在于，所述噴砂加工機(jī)構(gòu)包括 一筒體，該筒體區(qū)隔形成一中空內(nèi)層及一外層，該中空內(nèi)層上端結(jié)合于該激光加工機(jī)構(gòu)下端，且中空內(nèi)層下端形成一開口，該開口兩側(cè)壁分別結(jié)合一隔絕板，該兩隔絕板間結(jié)合至少一鏡片，該激光加工機(jī)構(gòu)所發(fā)出的激光束，則透過(guò)該鏡片射出，該筒體的外層于周邊設(shè)有 一粉粒輸入口，該外層下端設(shè)有一輸出口 ； 一壓力桶，內(nèi)容置微粉粒，該壓力桶的周邊與底端分別設(shè)有一壓力輸入口及粉粒輸出口，該粉粒輸出口供微粉粒輸出，且該粉粒輸出口并連結(jié)該筒體的外層的粉粒輸入口，以將該微粉粒注入該筒體的外層，而令微粉粒經(jīng)由該外層由該輸出口輸出； 一壓力輸入器，連結(jié)該壓力桶的壓力輸入口，以供輸入壓縮空氣或其它壓縮氣體給壓力桶； 一噴嘴，連結(jié)于該筒體的外層下端的輸出口，使該微粉粒經(jīng)該噴嘴以高壓方式噴出，而該激光加工機(jī)構(gòu)的激光束經(jīng)鏡片射出后，經(jīng)由筒體而由噴嘴射出，使該噴砂加工機(jī)構(gòu)的高壓微粒粒的噴出路徑與該激光束射出路徑為同軸心的同軸狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的硬脆材料的加工裝置，其特征在于，所述筒體的形狀為錐狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的硬脆材料的加工裝置，其特征在于，所述壓力輸入器輸入的壓縮空氣或其它壓縮氣體的壓力為I 10kg/cm2。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的硬脆材料的加工裝置，其特征在于，所述激光加工機(jī)構(gòu)輸出的激光束路徑與噴砂加工機(jī)構(gòu)輸出的高壓微粉粒路徑在于同一軸心的同軸狀態(tài)。
8.一種硬脆材料的加工方法，其步驟包括 (a)選擇何種加工模式？如為第一種模式則進(jìn)行步驟b，如為第二種模式則進(jìn)行步驟C，如為第三種模式則進(jìn)行步驟d ； (b)以激光加工機(jī)構(gòu)先對(duì)該硬脆材料進(jìn)行加工，先以一激光加工機(jī)構(gòu)的激光束對(duì)一硬脆材料進(jìn)行加工形成加工路徑或打小孔路徑； (bl)以噴砂加工機(jī)構(gòu)沿加工路徑進(jìn)行硬脆材料加工，借由一噴砂加工機(jī)構(gòu)對(duì)步驟b的激光加工機(jī)構(gòu)于硬脆材料所形成的加工路徑或小孔路徑進(jìn)行加工； (b2)返回步驟a ； (c)以激光加工機(jī)構(gòu)先對(duì)該硬脆材料進(jìn)行加工形成加工路徑,先以一激光加工機(jī)構(gòu)的激光束對(duì)一硬脆材料進(jìn)行加工形成加工路徑或打孔路徑； (Cl)以激光加工機(jī)構(gòu)沿該加工路徑對(duì)硬脆材料進(jìn)行加工，由激光加工機(jī)構(gòu)以激光束沿步驟c所形成的加工路徑或孔路徑予以加工該硬脆材料； (c2)返回步驟a ； (d)以激光加工機(jī)構(gòu)與噴砂加工機(jī)構(gòu)同時(shí)同軸對(duì)硬脆材料進(jìn)行加工，以一激光加工機(jī)構(gòu)的激光束與一噴砂加工機(jī)構(gòu)的高壓微粉粒，同時(shí)對(duì)一硬脆材料進(jìn)行加工； (dl)返回步驟a。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的硬脆材料的加工方法，其特征在于，所述步驟(d)的激光加工機(jī)構(gòu)的激光束與噴砂加工機(jī)構(gòu)的高壓微粉粒輸出路徑在于同一軸心的同軸狀態(tài)。
全文摘要
一種硬脆材料的加工裝置及方法，其加工裝置，包括至少一激光加工機(jī)構(gòu)，該激光加工機(jī)構(gòu)于底面結(jié)合至少一隔離鏡片，該激光加工機(jī)構(gòu)可發(fā)出一激光束經(jīng)隔離鏡片射出；至少一噴砂加工機(jī)構(gòu)，結(jié)合于該激光加工機(jī)構(gòu)的隔離鏡片下端，該噴砂加工機(jī)構(gòu)下端輸出高壓微粉粒，以對(duì)一硬脆材料進(jìn)行加工，且該激光加工機(jī)構(gòu)的激光束透過(guò)噴砂加工機(jī)構(gòu)而由該噴砂加工機(jī)構(gòu)下端射出，而對(duì)該硬脆材料進(jìn)行加工。本發(fā)明具有不需耗損、更換鉆頭刀具，同時(shí)，可消除單一激光加工機(jī)具所會(huì)產(chǎn)生的加工速度緩慢，且加工成本偏高，不具產(chǎn)業(yè)利用的經(jīng)濟(jì)效益的缺陷。
文檔編號(hào)B24C5/04GK102962774SQ20111025652
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2011年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月1日
發(fā)明者江朝宗, 康祿坤 申請(qǐng)人:海邦科技股份有限公司