用于標記玻璃的方法和裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術涉及一種用于標記玻璃或玻璃樣材料的方法和裝置，其中刻寫激光束(9)與所述玻璃或所述材料(5)相對于彼此移動，以便在所述玻璃表面或材料表面上形成標記陣列(3)，所述標記陣列由在不連續(xù)標記步驟中產生且沿至少一個方向(x、y)分布的多個不連續(xù)標記(A、B)組成。根據本發(fā)明專利技術，直接彼此相鄰的標記(A11、B11；A11、A21)是在預定方向(x、y)上在不直接相繼執(zhí)行的兩個標記步驟(PA11、PA12；PA11、PA31)中產生。以此方式，至少兩個標記序列在所述預定方向(x；y)上產生，其中所述標記以規(guī)則間隔彼此隔開且在所述預定方向上嵌套于彼此內部。因此，且由于在編碼期間根據本發(fā)明專利技術的溫度方案，可實現玻璃的特別低應力的無開裂標記。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及分別根據技術方案I和15的前言所述的用于標記或刻寫玻璃的一種方法和一種設備。
技術介紹
玻璃或玻璃制品的可靠標記或刻寫正變得越來越重要，例如用于標記由玻璃制成的玻璃批料或產品，例如用于跟蹤目的。具體地說，還可能需要在玻璃之中或之上的防篡改標記來確保原有的質量,例如在由玻璃制成的初級包裝中，例如呈玻璃小瓶形式用于制藥工業(yè)。近來，激光輻射逐漸用于標記或刻寫玻璃。這類方法極清楚地描述于本申請人的德國專利申請案DE10234002A1的說明書的導言部分中，所述申請案的內容出于公開內容的目的特此明確地以引用的方式并入本文中。然而，這類方法通常要求特別的測量，所述測量通常是昂貴的。本申請人的德國專利DE10122335C1 (對應于美國專利申請案US2003/0029849A1)公開一種用激光標記玻璃的方法和設備，其中通過在欲標記的玻璃表面上的熱沖擊，在玻璃表面上設置標記。在這一情況下，標記在高于玻璃轉化溫度的高溫下形成，例如在玻璃管制造期間在拉管車間中。本申請人的德國專利申請案DE10234002A1公開一種類似方法，其中標記通過玻璃表面的一處或一處以上局部變形而形成，所述局部變形分別執(zhí)行透鏡作用。W02009/128893A1公開一種用于在玻璃基板表面中形成微結構凹穴的激光燒蝕方法，所述方法用于例如以下的應用微射流系統(tǒng)、提供高疏水表面、微型凹穴陣列、微型透鏡系統(tǒng)、生命科學細胞應用和提供微型混合反應器。微結構凹穴在玻璃基板的表面中。公開的是第一實施例，其中第一的多個激光點沿第一行設置，且然后另外多個激光點沿平行于第一行的第二行設置。還公開的是第二實施例，其中連續(xù)系列的彼此重疊的激光點以致密的間隔且以“斷續(xù)性(stuttering)”方式(即以交叉幾何形式)逐行形成。激光點彼此重疊。玻璃基板表面中的微結構凹穴通過激光燒蝕而形成。然而，彼此相鄰的激光點是否彼此同時或相繼設置并不重要。更確切地說，欲在玻璃基板表面中形成的微結構凹穴的開口直徑和形狀是借助于激光點彼此之間的距離以及借助于激光點彼此的重疊來調節(jié)的。尤其對于形成由許多標記點組成的復雜標記來說,需要在相對短的周期內在玻璃中沉積高量的能量，所述相對短的周期仍可引起材料的弱化，例如引起微小裂痕，盡管標記在高于玻璃轉化溫度的溫度下形成。
技術實現思路
本專利技術的一個目的是提供用于標記或刻寫玻璃或玻璃樣材料(其未必是透明材料)的一種增強型方法和一種增強型設備，由此可實施玻璃或玻璃樣材料的更可靠且對材料更溫和的標記。根據本專利技術的其它方面，另外提供一種相應方法和一種相應設備，能夠實現尤其防篡改和/或充分可讀的標記。這些和其它目的通過根據技術方案I所述的方法和根據技術方案15所述的設備來根據本專利技術達成。其它有利的實施例是附屬權利要求書的主題。在根據本專利技術的一個方法中，直接彼此相鄰的標記不在相繼立即執(zhí)行的兩個標記步驟中形成。相反，根據本專利技術，在這兩個標記步驟之間執(zhí)行另一標記步驟，所述另一標記步驟用于形成另一標記，所述另一標記不與第一標記直接相鄰且借助于上述兩個標記步驟形成。換句話說，根據本專利技術，標記不直接串聯或相繼形成，而是適時偏移地形成。因此，在第一標記之后，首先形成不與第一標記直接相鄰的標記，隨后在另一標記步驟中或在另一定時移位標記步驟中形成另一標記。舉例來說，根據一個例示性優(yōu)選實施例，在第一標記之后，首先可形成隔一個標記，隨后，在另一標記步驟中形成另一標記，所述另一標記在第一標記與隔一個標記之間或在第一標記與另一遠距離標記之間形成。以此方式，根據本專利技術，可快速形成由多個不連續(xù)標記組成的標記陣列，且材料的所得熱和機械應力還是可有利地保持在低水平且可更好地分布于材料中。即，在一定程度上使材料在緊鄰的標記的形成之間冷卻。因此，根據本專利技術，標記陣列的機械強度可有利地增加。本專利技術人的精心設計的實驗系列已特別顯示如果根據現有技術的兩個直接相鄰的標記直接相繼形成，那么與要是執(zhí)行單個標記步驟相比，在兩個標記之間的重疊區(qū)域中將普遍存在較高材料溫度，所述較高材料溫度通常將對材料強度產生負面影響。然而，根據本專利技術，標記步驟的順序可經調節(jié)使得由在先的標記步驟引起的溫度梯度在后續(xù)標記步驟時已幾乎完全退化，且因此普遍存在與在單個標記步驟情況下類似的溫度概況。通常，可以個別標記的任何次序執(zhí)行根據本專利技術的相鄰標記的交錯寫入，只要確?？傮w上所需標記陣列由多個標記形成即可，且只要防止直接相鄰的標記借助于直接相繼執(zhí)行的標記步驟而形成即可。為此目的，激光束原則上還可以隨機順序在標記陣列中寫入個別標記，只要確?？傮w上所需標記陣列由多個標記形成即可，且還是只要防止直接相鄰的標記借助于立即相繼執(zhí)行的標記步驟而形成即可。因此，此連續(xù)標記的隨機順序服從約束，即防止直接相鄰的標記借助于立即相繼執(zhí)行的標記步驟而形成。然而，通常根據本專利技術優(yōu)選的是個別標記步驟的規(guī)則順序，例如具體表現為個別點狀標記的交插或交錯標記行。在根據本專利技術的一個方法中，標記優(yōu)選沿至少一個空間方向、優(yōu)選沿空間中兩個相互正交的方向分布。在所述實施例中，標記由此以經界定的順序形成，所述順序被調適成編碼的模式。優(yōu)選的是編碼速度關于速度或兩個相鄰激光點之間的最大時間間隔的最佳化。標記優(yōu)選地由此以規(guī)則間隔沿空間中的相應方向交錯形成，以便總體上形成由可用于編碼信息的不連續(xù)標記點組成的一維或二維陣列。根據另一實施例，標記步驟在相應預定方向上形成至少兩個規(guī)則間隔開的標記系列，所述標記系列在相應預定方向上交插或交錯。此舉可例如通過偏轉玻璃表面上的脈沖激光束來實施，其中對于每一掃描行或掃描列，僅寫入隔一個、隔兩個等標記點，且在后續(xù)掃描中再次偏移掃描相應行或列以寫入標記陣列的相應偏移標記點。根據本專利技術的標記點順序的時間延遲寫入大大有助于標記陣列的形成。特別是，以此方式也維持了每一個標記點的極其一致的條件。如果在高于玻璃的轉化溫度Tg至少20K的預定溫度下形成標記，那么結果是對于獲得高機械強度以及防止形成開裂尤其有利。在第一實施例中，原則上此舉可通過適當調節(jié)激光脈沖的功率和/或強度來實現。根據本專利技術的一個優(yōu)選實施例，標記陣列或整個標記陣列和其緊接著的鄰近區(qū)域被適當加熱，以便在高于玻璃的轉化溫度至少20K的預定溫度下刻寫個別標記。為此目的，標記陣列或標記陣列和緊接著的鄰近區(qū)域的溫度可持久維持在高于玻璃的轉化溫度至少20K的溫度下。根據本專利技術，激光脈沖的強度經調節(jié)使得這些激光脈沖不引起材料的任何加熱，或在任何情況下不存在材料的明顯加熱，然而，總體上材料被加熱到高于至少用于寫入相應標記點的轉化溫度至少20K的溫度。對于加熱標記陣列或標記陣列和其緊接著的鄰近區(qū)域，基本上可使用任何加熱方法，包括燃燒器加熱、紅外線加熱等。然而，優(yōu)選地使用借助于光輻射、尤其借助于適當擴大或成像的加熱激光束(例如CO2-激光的擴大的激光束)的預熱。當標記或標記陣列在執(zhí)行標記步驟期間和/或之后以受控制的方式冷卻，直到已達到低于玻璃的轉化溫度的第二預定溫度為止時，可根據另一實施例獲得具有甚至更小張力的標記陣列。為此目的，原則上，可使用用于加熱材料的加熱方法，尤其是經適當調節(jié)的加熱激光束?；蛘?，還可使用經控制的紅外線加熱，即例如通過在執(zhí)行標記步驟之后立即移出玻璃且使其在下游紅外線加熱爐中冷卻。第二本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.09.02 DE 10201003727301.一種用于標記玻璃或玻璃樣材料的方法，其中寫入激光束(9)與所述玻璃或玻璃樣材料(5)相對于彼此移動，以在所述玻璃或玻璃樣材料之中或之上形成由多個不連續(xù)標記(A、B)組成的標記陣列(3)，所述不連續(xù)標記是在不連續(xù)標記步驟中形成且沿至少一個方向(x、y)分布，其中 在預定方向(x、y)上直接彼此相鄰的標記(All、Bll ;A11、A21)是在不直接相繼接連執(zhí)行的兩個標記步驟(PA11、PA12 ;PA11、PA31)中形成，且 所述標記步驟在所述預定方向(x;y)上形成至少兩個標記系列，所述標記系列以規(guī)則間隔彼此隔開且在所述預定方向上交錯， 其特征在于所述相應規(guī)則間隔開的標記系列是通過所述寫入激光束(9)與所述玻璃或玻璃樣材料(5)之間沿所述預定方向(X ；y)逐行或逐列地相對移動或通過以隨機順序形成所述標記來形成，從而防止直接相鄰的標記借助于直接相繼接連執(zhí)行的標記步驟而形成。2.根據權利要求1所述的方法，其中在用于形成在所述預定方向(x;y)上直接彼此相鄰安置的相應第一標記和第二標記(Al1、BI I ;A11，A21)的相應第一標記步驟(PAll)與相應第二標記步驟(PB11 ；PA21)之間，執(zhí)行用于形成在所述預定方向上不與所述第一標記(All)直接相鄰的另一標記(A12 ；A31)的另一標記步驟(PA12 ;PA31)。3.根據前述權利要求中任一權利要求所述的方法，其中所述標記借助于短激光脈沖形成，其中所述標記陣列(3)的標記形成二維矩陣(I)，在所述二維矩陣中所述標記沿兩個相互正交的方向(x、y)安置且彼此間隔開，以編碼信息。4.根據權利要求3所述的方 法，其中所述標記陣列(3)或所述標記陣列(3)連同其緊接著的鄰近區(qū)域一起被加熱到預定溫度，尤其借助于光輻射，優(yōu)選借助于擴大的加熱激光束(12)加熱到預定溫度。5.根據權利要求4所述的方法，其中所述激光脈沖的功率使得在高于所述玻璃的轉化溫度(Tg)至少20K的第一預定溫度(Tl)下形成所述標記。6.根據權利要求5所述的方法，其中所述標記陣列(3)或所述標記陣列(3)連同其緊接著的鄰近區(qū)域一起被加熱到低于所述第一預定溫度(Tl)的溫度(THl ;TH2)。7.根據權利要求4到6中任一權利要求所述的方法，其中所述標記或所述標記陣列(3)在執(zhí)行所述標記步驟期間和/或之后以受控制的方式冷卻，直到達到低于所述玻璃的所述轉化溫度(Tg)的第二預定溫度(T2)為止。8.根據權利要求7所述的方法，其中使用受控制的紅外線加熱或受控制的光輻射以所述受控制的方式，尤其是激光輻射來進行所述冷卻，以便實現受控制的回火。9.根據權利要求7或8所述的方法，其中所述第二預定溫度(T2)低于所述玻璃的所述轉化溫度至少20K且優(yōu)選至少40K，和/或如果所述溫度下降到低于所述第二預定溫度，優(yōu)選低于比所述玻璃的所述轉化溫度低至少50K的溫度，那么執(zhí)行另一冷卻步驟，尤其是不受控制地冷卻。10.根據前述權利要求中任一權利要求所述的方法，其中在用于產生直接相鄰的標記(A1UB11 ;A11、A21)的兩個標記步驟(PAlKPBlI ;PA11、PA21)之間存在至少0.01秒長的時間，在所述時間中在所述玻璃之中或之上所述寫入激光束(9)的強度減小或消失。11.根據前述權利要求中任一權利要求所述的方法，其中在所述標記陣列(3)中直接彼此相鄰的所述不連續(xù)標記(A、B)中的至少一些彼此部分重疊。12.根據權利要求11所述的方法，其中在所述標記陣列(3)中直接彼此相鄰的所述不連續(xù)標記(A、B)經形成以使得其在一定程度上彼此重疊。13.根據權利要求12所述的方法，其中在所述標記陣列(3)中直接彼此相鄰的所述不連續(xù)標記(A、B)是以各自具有預定直徑的圓形標記的形式形成，且使得所述直接相鄰的標記的所述相應預定直徑比所述標記之間的距離大最多10%，優(yōu)選大最多20%。14.根據前述權利要求中任一權利要求所述的方法，其中所述玻璃或由其形成的玻璃產品仍然在加熱狀態(tài)下測試，且通過熱處理來使有缺陷的玻璃或玻璃產品的所述標記陣列的標記難以辨認或無效。15.一種用于標記玻璃或玻璃樣材料的設備，所述設備借助于在所述玻璃或玻璃樣材料(5)之中或之上的共同形成...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：安德烈·維茨曼，烏拉·特林克斯，
申請(專利權)人：史考特公司，
類型：
國別省市：