一种冷却头及裂片装置的制作方法

1.本实用新型涉及玻璃切割领域，特别是涉及一种冷却头及裂片装置。

背景技术：

2.目前，在进行玻璃裂片时，激光切割封闭形状后，采用冷却头对封闭形状的内部区域进行冷却，并采用加热机构对封闭形状的外部区域进行加热，在热胀冷却收缩的影响下，当内部区域与外部区域，即被切割片和玻璃基片之间产生足够大的裂逢时(约20-30微米宽)，在冷却头施加的机械力的作用下，被切割片和基片发生错位位移，实现裂片。该裂片方式能够方便、快速的完成玻璃，尤其是较厚(厚度为1mm以上)玻璃的裂片，但采用该裂片方式进行裂片时，由于冷却头的形状固定，整个冷却过程中，冷却头与封闭形状的内部区域接触面积一定，使得封闭形状的内部区域同时进行冷却，这容易造成封闭形状的内部区域收缩应力不均匀，进而容易引起被切割片内部破裂，导致余料无法再次利用。
3.因此，如何使封闭形状内部区域的收缩应力更加均匀成为本领域技术人员目前所亟待解决的问题。

技术实现要素：

4.为解决以上技术问题，本实用新型提供一种能够使封闭形状内部区域的收缩应力更加均匀的冷却头及包括该冷却头的裂片装置。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
6.本实用新型提供一种冷却头，包括：可形变导热结构，所述可形变导热结构内部具有用于容纳换热介质的空腔，在所述空腔内注入所述换热介质后，所述可形变导热结构部分呈向下凸起的曲面结构，所述曲面结构的最下端为最低点，且所述曲面结构在由下至上的方向上横截面面积逐渐增大。
7.优选地，冷却头还包括刚性套筒，所述刚性套筒的底端外轮廓形状与封闭形状相一致或者成比例缩小，所述可形变导热结构套设于所述刚性套筒的下端，所述可形变导热结构的底端封堵所述刚性套筒的底端，所述空腔与所述刚性套筒内部相连通，在所述刚性套筒内部注入所述换热介质后，所述可形变导热结构的底端呈所述曲面结构。
8.优选地，所述刚性套筒上设置有与其内部相连通的入口和出口，所述入口用于供所述换热介质进入所述刚性套筒内部，所述出口用于供所述换热介质自所述刚性套筒内部排出。
9.优选地，所述可形变导热结构采用弹性导热材料制成。
10.优选地，所述换热介质为液态换热介质。
11.本实用新型还提供一种裂片装置，包括：冷却组件，所述冷却组件包括所述的冷却头，所述冷却头用于对内部区域进行冷却；驱动组件，所述驱动组件包括直线驱动装置，所述直线驱动装置与所述冷却头相连、以驱动所述冷却头朝向靠近或者远离玻璃的方向移动；加热支撑组件，所述加热支撑组件包括支撑机构和用于加热外部区域的加热机构，所述
玻璃放置于所述支撑机构上，所述支撑机构与所述冷却头相对的位置设置有开孔，所述开孔的尺寸不小于封闭形状的尺寸。
12.优选地，裂片装置还包括弹性器件，所述直线驱动装置通过所述弹性器件与所述冷却头相连。
13.优选地，所述冷却组件包括两个所述冷却头，所述驱动组件包括两个所述直线驱动装置，所述弹性器件的数量为两个，两个所述冷却头、两个所述直线驱动装置以及两个所述弹性器件均对称设置于所述玻璃的两侧，设置于同一侧的所述冷却头、所述弹性器件以及所述直线驱动装置依次连接。
14.优选地，所述加热机构设置所述支撑机构内部，所述支撑机构采用导热材料制成。
15.本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：
16.本实用新型提供的冷却头，包括：可形变导热结构，可形变导热结构内部具有用于容纳换热介质的空腔，在空腔内注入换热介质后，可形变导热结构部分呈向下凸起的曲面结构，曲面结构的最下端为最低点，且曲面结构在由下至上的方向上横截面面积逐渐增大。
17.利用该冷却头对封闭形状的内部区域进行冷却时，首先使曲面结构的最低点与封闭形状内部区域的中心(重心)位置相对设置，并相接触，之后在可形变导热结构上施加一定的机械力，机械力的具体大小根据实际情况而定，曲面结构与内部区域表面的接触面积，会随着施加在冷却头上的机械力的大小，而改变，机械力越大，曲面结构变形越大，曲面结构与内部区域的接触面积越大。
18.具体冷却过程中，通过逐渐增大施加于可形变导热结构上的机械力，能够控制曲面结构以由内向外过渡的方式逐渐与内部区域的各个部分相接触，进而控制内部区域的冷却收缩过程由内向外过渡。与冷却头同时对内部区域整体进行冷却相比，通过控制内部区域的冷却收缩过程由内向外过渡能够更有效地控制冷却收缩所产生的应力的指向性，能够使封闭形状内部区域的收缩应力更加均匀。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本实用新型实施例中提供的冷却头的第一状态示意图；
21.图2为本实用新型实施例中提供的冷却头的第二状态示意图；
22.图3为本实用新型实施例中提供的裂片装置的第一状态示意图；
23.图4为本实用新型实施例中提供的裂片装置的第二状态示意图；
24.图5为内部区域和外部区域的设置方式示意图。
25.图1-图5附图标记说明：1、冷却头；101、可形变导热结构；1011、曲面结构；102、刚性套筒；2、玻璃；201、封闭形状；202、内部区域；203、外部区域；3、支撑机构；4、加热机构；5、换热介质。
具体实施方式
26.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
27.本实用新型的目的是提供一种能够使封闭形状内部区域的收缩应力更加均匀的冷却头及包括该冷却头的裂片装置。
28.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
29.参考图1-图4所示，本实施例提供的冷却头1包括：可形变导热结构101，可形变导热结构101内部具有用于容纳换热介质5的空腔，在空腔内注入换热介质5后，如图1所示，可形变导热结构101部分呈向下凸起的曲面结构1011，曲面结构1011的最下端为最低点，且曲面结构1011在由下至上的方向上横截面面积逐渐增大。
30.进行冷却前，在空腔内注入换热介质5。开始进行冷却时，如图3所示，曲面结构1011的最低点与封闭形状201内部区域202的中心(重心)位置相对设置，并相接触，随着可形变导热结构101上施加机械力的逐渐增大，如4 所示，曲面结构1011与封闭形状201内部区域202表面的接触面积逐渐增加，且曲面结构1011首先与内部区域202的中心部位相接触，再逐渐向外扩张。通过使曲面结构1011与封闭形状201内部区域202表面的接触面积由内向外逐渐增加，能够控制内部区域202的冷却收缩过程由内向外过渡，与冷却头1 同时对内部区域202整体进行冷却相比，通过控制内部区域202的冷却收缩过程由内向外过渡能够更有效地控制热胀冷却收缩所产生的应力的指向性，能够使封闭形状201内部区域202的收缩应力更加均匀。
31.于本实施例中，如图1-图2所示，冷却头1还包括刚性套筒102，刚性套筒102的底端外轮廓形状与封闭形状201相一致或者成比例缩小，可形变导热结构101套设于刚性套筒102的下端，可形变导热结构101的底端封堵刚性套筒102的底端，空腔与刚性套筒102内部相连通，在刚性套筒102内部注入换热介质5后，换热介质5将可形变导热结构101的底端撑起，可形变导热结构 101的底端呈上述向下凸起的曲面结构1011，曲面结构1011的边缘形状与刚性套筒102的底端外轮廓形状相一致。
32.当刚性套筒102的底端外轮廓形状与封闭形状201相一致时，如图4所示，在曲面结构1011完全压平的状态，即刚性套筒102的底端与封闭结构的内部区域202相抵时，刚性套筒102的底端外轮廓与封闭形状201完全对齐(重合)，此时，本实施例提供的冷却头1能够对封闭形状201的整个内部区域202进行冷却。
33.进一步地，可通过使可形变导热结构101的上端紧套设于刚性套筒102 的下端的方式，来实现冷却头1与刚性套筒102的密封连接，和/或，借助卡接件，例如卡箍，将可形变导热结构101箍紧于刚性套筒102上的方式，来实现冷却头1与刚性套筒102的密封连接。
34.另外，当刚性套筒102的底端外轮廓形状与封闭形状201是成比例缩小的关系时，刚性套筒102的底端外轮廓形状应当略小于封闭形状201，具体缩小多少根据实际情况而定。使刚性套筒102的底端外轮廓形状与封闭形状201 为成比例缩小的关系的目的是为了方便对齐，假如刚性套筒102的底端外轮廓形状与封闭形状201相一致，则在进行冷却时，需
要将刚性套筒102的底端外轮廓与封闭形状201完全对齐，操作难度较大。
35.进一步地，刚性套筒102的各个横截面均与刚性套筒102的底端形状相一致。例如，当封闭形状201为圆形时，刚性套筒102对应为圆柱结构，且圆柱结构的横截面的直径等于或者小于封闭形状201的直径。另外，当刚性套筒 102对应为圆柱结构时，曲面结构1011对应为球面结构。
36.于本实施例中，刚性套筒102上设置有与其内部相连通的入口和出口，入口用于供换热介质5进入刚性套筒102内部，出口用于供换热介质5自刚性套筒102内部排出。另外，刚性套筒102的具体材质不作限定，选用不易变形的材料即可。
37.于本实施例中，换热介质5为液态换热介质5，例如恒温冷却水。对应地，当采用恒温冷却水充当换热介质5时，刚性套筒102的入口和出口均与冷水机相连通，冷水机能够相循环腔内循环注入恒温冷却水。冷水机的具体结构属于现有技术，在此不再赘述。
38.于本实施例中，可形变导热结构101采用弹性导热材料制成，例如，可采用硅胶来制作可形变导热结构101。需要说明的是，可形变导热结构101并不仅限于采用弹性导热材料制成，还可以采用其它能够形变的导热材料制成，例如柔性导热材料。
39.进一步对应地，当可形变导热结构101采用弹性导热材料制成时，如图 1-图2所示，可形变导热结构101的主体可为筒状结构，筒状结构套设于刚性套筒102上，筒状主体的内部为上述空腔，筒状结构的底端封堵，且如图2 所示，在空腔内，即筒状主体内部未注入换热介质5时，筒状结构的底端为平面，当注入换热介质5后，如图1所示，利用换热介质5将筒状结构的底端撑开，形成上述曲面结构1011。需要说明的是，筒状结构的底端为平面并不仅限于为平面，这里仅举例说明。
40.参考图1-图5所示，本实施例还提供一种裂片装置，包括：冷却组件，冷却组件包括的冷却头1，冷却头1用于对内部区域202进行冷却；驱动组件，驱动组件包括直线驱动装置，直线驱动装置与冷却头1相连、以驱动冷却头1 朝向靠近或者远离玻璃2的方向移动；加热支撑组件，加热支撑组件包括支撑机构3和用于加热外部区域203的加热机构4，玻璃2放置于支撑机构3上，支撑机构3与冷却头1相对的位置设置有开孔，开孔的尺寸不小于封闭形状 201的尺寸。
41.封闭形状201(激光切割轨迹)的内部区域202为被切割片，封闭形状201 的外部区域203为玻璃2基片，具体使用过程中，利用冷却头1对被切割片进行冷却，利用加热机构4对玻璃2基片进行加热，并利用直线驱动装置向封闭形状201内部区域202施加一定的机械力(具体大小根据实际情况而定)，在热胀冷却收缩的影响下，当内部区域202与外部区域203，即被切割片和玻璃 2基片之间产生足够位移的裂逢时(约20-30微米宽)，在直线驱动装置向封闭形状201内部区域202施加的机械力的作用下，被切割片和基片发生错位位移，实现裂片。
42.进一步地，具体使用过程中，冷却与加热最好同时进行，这样可以加大温度变化梯度，快速产生温差，实现热胀冷却收缩，缩短裂片的时间。
43.还需要指出的是，直线驱动装置工作，驱动冷却头1朝向靠近封闭形状 201内部区域202的方向移动，当冷却头1移动至曲面结构1011的最低点与封闭形状201的内部区域202相接触时，直线驱动装置继续工作，会向冷却头 1及封闭形状201的内部区域202施加一定的机械力(具体大小根据实际需要而定)，且随着直线驱动装置工作，直线驱动装置施加的
机械力逐渐增大，在机械力逐渐增大的过程中，冷却头1与封闭形状201内部区域202的接触位置由封闭形状201内部区域202的中心位置逐渐向外扩张，当曲面结构1011完全压平时，即刚性套筒102的底端与封闭结构的内部区域202相抵，并达到设定的压力值时(针对不同厚度的玻璃进行裂片时，所需施加的力不同)，直线驱动装置停止工作。
44.于本实施例中，为了避免冷却头1施加的作用力过大，裂片装置还包括弹性器件，直线驱动装置通过弹性器件与冷却头1相连。进一步地，直线驱动装置与冷却头1的刚性套筒102相连。另外，直线驱动装置通过弹性器件与冷却头1相连的目的是防止直线驱动装置与冷却头1直接相连，直线驱动装置施加的机械力过大，将封闭形状201的内部区域202直接破坏的情况发生。通过在直线驱动装置与冷却头1之间增加弹性器件，弹性器件能够起到缓冲作用。
45.于本实施例中，如图3-图4所示，冷却组件包括两个冷却头1，驱动组件包括两个直线驱动装置，弹性器件的数量为两个，两个冷却头1、两个直线驱动装置以及两个弹性器件均对称设置于玻璃2的两侧，设置于同一侧的冷却头 1、弹性器件以及直线驱动装置依次连接。
46.通过设置两个冷却头1，本实施例提供的裂片装置能够对玻璃2的两侧同时冷却，这样能确保较厚玻璃2冷却均匀，顺利裂片，防止只从单面进行冷却时，在厚度方向上产生的温度不均匀而引起的应力紊乱，导致不受控的裂纹发生。
47.具体使用过程中，在两个直线驱动装置的作用下，两个冷却头1持续夹紧被切割片，并保持一个压向支撑机构3的恒定力量，使当热胀冷却收缩产生的裂缝出现时，能够促使夹在两个冷却头1之间的被切割片与玻璃2基片发生错位位移，实现裂片。
48.于本实施例中，具体地，加热机构4设置支撑机构3内部，支撑机构3 采用导热材料制成。
49.于本实施例中具体地，支撑机构3的温度在90-110摄氏度之间，且为了更好地裂片，裂片之前，需要进行裂片操作的玻璃2还需要预先通过水浴、电加热炉、或者红外线照射等各种加热方法进行预加热到高于支撑机构3的温度。
50.于本实施例中，加热机构4为加热管。加热机构4并不仅限于采用加热管，还可以是其他能够加热的机构，这里仅举例说明。
51.于本实施例中，支撑机构3具体为支撑板。
52.于本实施例中，为了使玻璃2与冷却头1接触导热良好，冷却头1与玻璃 2的接触面要求平整。
53.于本实施例中，直线驱动装置具体选用油缸，弹性器件具体为弹簧。
54.本实施例提供的裂片装置具有以下优点：
55.1、应力受控，收缩应力的指向性更好，使裂片更顺利，且加热与冷却同时进行的操作，会使热胀冷却收缩产生的应力的指向性更好，产生裂纹更快；
56.2、余料不易受损，由于封闭形状201内部区域202(被切割片)的受力更均匀、有序，使作为余料的被切割片不易在裂片过程中破损，可以对余料进行再次利用，提高材料的利用率；
57.需要说明的是，本实施例中的方位词，例如，上、下、顶、底等均是本实施例提供的裂片装置按照图3所示方式布置时之所指。另外，本实施例提供的冷却头1并不仅限于对封
闭形状201内部区域202，还适用于对其它结构的冷却。
58.本说明书中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

技术特征：

1.一种冷却头，其特征在于，包括：可形变导热结构，所述可形变导热结构内部具有用于容纳换热介质的空腔，在所述空腔内注入所述换热介质后，所述可形变导热结构部分呈向下凸起的曲面结构，所述曲面结构的最下端为最低点，且所述曲面结构在由下至上的方向上横截面面积逐渐增大。2.根据权利要求1所述的冷却头，其特征在于，还包括刚性套筒，所述刚性套筒的底端外轮廓形状与封闭形状相一致或者成比例缩小，所述可形变导热结构套设于所述刚性套筒的下端，所述可形变导热结构的底端封堵所述刚性套筒的底端，所述空腔与所述刚性套筒内部相连通，在所述刚性套筒内部注入所述换热介质后，所述可形变导热结构的底端呈所述曲面结构。3.根据权利要求2所述的冷却头，其特征在于，所述刚性套筒上设置有与其内部相连通的入口和出口，所述入口用于供所述换热介质进入所述刚性套筒内部，所述出口用于供所述换热介质自所述刚性套筒内部排出。4.根据权利要求1所述的冷却头，其特征在于，所述可形变导热结构采用弹性导热材料制成。5.根据权利要求1所述的冷却头，其特征在于，所述换热介质为液态换热介质。6.一种裂片装置，其特征在于，包括：冷却组件，所述冷却组件包括如权利要求1-5任一项所述的冷却头，所述冷却头用于对内部区域进行冷却；驱动组件，所述驱动组件包括直线驱动装置，所述直线驱动装置与所述冷却头相连、以驱动所述冷却头朝向靠近或者远离玻璃的方向移动；加热支撑组件，所述加热支撑组件包括支撑机构和用于加热外部区域的加热机构，所述玻璃放置于所述支撑机构上，所述支撑机构与所述冷却头相对的位置设置有开孔，所述开孔的尺寸不小于封闭形状的尺寸。7.根据权利要求6所述的裂片装置，其特征在于，还包括弹性器件，所述直线驱动装置通过所述弹性器件与所述冷却头相连。8.根据权利要求7所述的裂片装置，其特征在于，所述冷却组件包括两个所述冷却头，所述驱动组件包括两个所述直线驱动装置，所述弹性器件的数量为两个，两个所述冷却头、两个所述直线驱动装置以及两个所述弹性器件均对称设置于所述玻璃的两侧，设置于同一侧的所述冷却头、所述弹性器件以及所述直线驱动装置依次连接。9.根据权利要求6所述的裂片装置，其特征在于，所述加热机构设置所述支撑机构内部，所述支撑机构采用导热材料制成。

技术总结

本实用新型涉及玻璃切割领域，公开一种冷却头及包括该冷却头的裂片装置。其中，冷却头包括：可形变导热结构，可形变导热结构内部具有用于容纳换热介质的空腔，在空腔内注入换热介质后，可形变导热结构部分呈向下凸起的曲面结构，曲面结构的最下端为最低点，且曲面结构在由下至上的方向上横截面面积逐渐增大。利用该冷却头对封闭形状的内部区域进行了冷却，能够控制封闭形状内部区域的冷却收缩过程由内向外过渡，进而能够更好地控制冷却收缩所产生的应力的指向性，使得封闭形状内部区域的收缩应力更加均匀。应力更加均匀。应力更加均匀。