[发明专利]改进的多线切割设备

说明书

技术领域

本发明涉及专用于固体材料多线切割剖方或切片的设备。

背景技术

现有的专用于固体材料、例如但不限于包括硅、氧化铝等硬脆晶体材料的多线切割的方法，通常包括步骤：使用单根或多根切割线通过布线系统排列成包含有至少2条切割线的切割线网，使切割线做切割运动的同时，使待切割物体与切割侧切割线网接触，通过切割线本身或其上固结磨料的切割作用，或由切割线携带的切割或研磨砂浆的切割作用，实现待切割物体的切割，包括锭的剖方，或切片，等等。其中，切割线和待切割物体的位置，可以区分为开始切割时，切割侧切割线位于待切割物体的上方(包括倾斜切割时的斜上方)和切割侧切割线位于待切割物体的下方(包括倾斜切割时的斜下方)两类方法。

使用现有的多线切割方法，通常需要在切割的时候，使切割液尽可能靠近切割前沿，或者与切割前沿直接接触，一方面起冷却和浸润或润滑作用，另一方面，在使用悬浮砂浆切割时，也可以提高切割线携带砂浆的能力，增强砂浆的切割效用。

然而，无论是切割线的位置在待切材料上方或下方，切割线携带切割液的能力均极其有限，特别是当切割深度较深时，切割液的冷却能力、切割能力下降明显。这导致在例如金刚石线切割时切割前沿的降温成为影响切割速度的重要因素，和在钢线悬浮砂浆切割时，切割力难以提高，并且切割力沿切割路径全程的分布存在很大的差异，影响了切割质量和切割效率。同时，无论是直接喷淋切割液到待切割材料上，还是喷淋到切割线上通过切割线携带切割液到切割前沿，切割液对切割前沿的灌注效率均极低，特备是切割深度增加和长度增大时，切割液更难以有效和均匀地灌注到切割前沿，导致大量切割液呈无效运输，能耗极大。

在晶体硅的线切割领域，业内曾提出切割设备的技术改进方案，在待切割晶硅锭的下方，设置容液槽，使晶体硅锭浸没入容液槽内的切割液中，使切割线从上方向下切割晶体硅锭。这种技术方案虽然可以大幅度提高切割前沿的砂浆灌注程度，但存在着只适用于切割线从待切割晶体的上方向下切割的方法，难以适应多线切片的情况，并且，在整个切割过程中，容液槽的侧壁被一同切割破坏，同时，由于液体沿切割线穿过容液槽侧壁的线槽泄露，容液槽内的液面也难以稳定保持在浸没切割前沿的水平上，影响了切割效果的提高；而浸没整个待切割硅晶体需要始终保持较深的容液深度，对于依靠砂浆切割的情况，由于切割砂的沉降作用增大，降低了切割线携带的砂浆的切割能力。

发明内容

鉴于以上现有技术和技术改进方案中存在的缺陷和不足，本发明人提供了一种新型多线切割方法，在待切割物体从上方向下压向切割线的切割方式下，在切割线网下方设置容液槽，用以容纳切割液，浸没所述的待切割物体的切割前沿，使切割前沿保持在切割液的充分浸没或包围下，同时，不破坏容液槽侧壁，以及可以保持切割前沿的切割液的包括降温、提供切割力、带走切屑的最大效用，从而以更为有效、经济的方式大幅度提高多线切割速度和降低切割成本，并且更加适用于固体材料的多线切片的情况。在此基础上，本发明为进一步避免容液槽内切割液中的切屑和游离磨料沉淀在切割槽底部，影响待切割物体的已切割部分的下降，和使上层的切割液被稀释，降低切割效果，本发明提供了一种实施该新型切割方法的改进的多线切割设备，从而为该方法迅速工业化提供装备基础。

本发明人提供了一种固体材料的多线切割方法，包括步骤：

(1)设置包含有至少一个切割侧的切割线网，将待切割物体置于切割侧切割线网上方，并在切割侧切割线网下方设置包含有底壁和侧壁的可容纳切割液的容液槽，其中，容液槽包含有泄流的孔隙，容液槽的大小和深度优选足以容纳所述的待切割物体或其待切割部分的尺寸；

(2)任选将切割液喷淋在切割侧切割线网上，其中优选将切割液喷淋在切割侧切割线网的紧邻待切割物体的位置；使切割线做切割运动，使待切割固体与切割侧切割线网作相向运动，使待切割物体的底部从上方向下接触和压迫切割侧切割线网，使切割侧切割线形成向下的倾角的同时，实现对待切割物体的切割；同时，使切割液容纳并保持在所述的位于切割侧切割线网下方的容液槽内，使所述的固体材料的已切割部分和切割前沿两者中的至少部分保持浸入容液槽内的切割液中；

(3)任选在容液槽外设置紧邻容液槽的溢流槽以承接容液槽溢出的切割液；任选设置搅拌装置以搅拌容液槽内的切割液使之保持运动；任选设置冷却装置冷却容液槽或溢流槽内的切割液；任选设置泵装置将容液槽或溢流槽内的切割液泵至切割线网上方，喷淋到切割线网或切割前沿；使所述的待切割物体与切割侧切割线网持续相向运动直至切割完成。