[发明专利]材料解理中的受控裂纹扩展的入射辐射引起的表面损伤

权利要求书

1.一种用于劈开材料的工件的方法，包括：

使用内部准备系统所生成的激光在所述工件内形成分离层，所述分离层与所述工件的其余材料具有不同材料性质；

使用外部准备系统对所述工件刻痕以在所述工件的外部表面上的至少一个与所述分离层重合的点处形成裂纹；

使用劈刀将所述工件劈开以通过在所述工件上生成垂直于所述分离层的至少一部分的张力来形成劈开的制件，所述张力沿着所述分离层扩展所述裂纹。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

用成形系统将所述工件成形为限定的几何形状，以使得所述劈开的制件具有是所述限定的几何形状的截面的周界。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括：

使用控制器确定所述工件内的劈开表面的位置；

使用定位器定位所述工件，以使得所述劈开表面和所述分离层重合。

4.根据权利要求1所述的方法，其中形成所述分离层还包括：

将所述激光聚焦到所述工件内部的覆盖区，其中所述激光的脉冲局部地改变在所述覆盖区处的所述工件的所述材料性质。

5.根据权利要求1所述的方法，其中形成所述分离层还包括：

在所述工件内移动所述激光的焦点以形成所述分离层，所述分离层随着其在所述工件内移动，所述分离层被形成为在所述焦点处的局部改性材料的聚集体。

6.根据权利要求1所述的方法，其中劈开所述工件还包括：

将所述劈刀固定到所述工件的相对端；以及

生成使所述裂纹沿着所述分离层扩展的所述张力，所述张力在所述工件的相对端之间被生成并且垂直于所述分离层的至少所述一部分。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述劈刀被静电固定到所述工件的相对端。

8.根据权利要求1所述的方法，还包括：

使用修剪机将所述劈开的制件修剪成特定的几何形状。

9.根据权利要求1所述的方法，还包括：

使用所述激光在所述工件内形成具有不同材料性质的另一分离层。

10.根据权利要求9所述的方法，还包括：

使用所述劈刀沿着所述另一分离层劈开所述工件，以形成另一劈开的制件。

11.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述激光器是脉冲激光器，并且所述内部准备系统以至少100kHz的重复率生成激光脉冲。

12.一种用于劈开材料的工件的系统，包括：

内部准备系统，被配置成生成激光束，用于在所述工件内形成分离层，所述分离层具有与所述工件的其余材料不同的材料性质；

外部准备系统，被配置成对所述工件刻痕以在所述工件的表面上的至少一个与所述分离层重合的点处形成裂纹；以及

劈刀，被配置成通过在所述工件上生成垂直于所述分离层的至少一部分的张力来形成所述工件的劈开的制件，所述张力沿着所述分离层扩展所述裂纹。

13.根据权利要求12所述的系统，还包括：

成形器，被配置成将所述工件成形为限定的几何形状，使得所述劈开的制件具有是所述限定的几何形状的截面的周界。

14.根据权利要求12所述的系统，还包括：

控制器，被配置成确定所述工件内的劈开表面的位置；以及

定位器，被配置成定位所述工件，以使得所述劈开表面与所述分离层重合。

15.根据权利要求12所述的系统，其中所述内部准备系统还包括：

聚焦系统，被配置成将所述激光聚焦到所述工件内部的覆盖区，其中所述激光的脉冲局部地改变在所述覆盖区处的所述工件的所述材料性质。