本文選題：激光熱裂法切割 + 液晶玻璃��； 參考：《浙江工業(yè)大學》2016年碩士論文

【摘要】：高透光率玻璃蓋板已廣泛應用于辦公設備、手持電子設備及可穿戴電子設備中。作為顯示屏幕的重要保護材料,其材料本身與顯示材料的結合程度越來越高,成本也越來越高。由于玻璃制出面積較大,而產品所使用面積較小,因此玻璃蓋板需要高效率、低成本、高良率的分割加工方法。在使用激光熱裂法切割超薄液晶玻璃基板的過程中,由于切割參數(shù)的設置變化或環(huán)境因素的影響,其切割邊緣有較大概率會出現(xiàn)微裂紋,并且在其后的溫度變化作用下逐步擴展并聯(lián)結,導致玻璃切割邊緣崩裂脫落、加工質量低下。根據(jù)本文實驗觀察,切割實驗前,玻璃基板材料中不含氣穴等缺陷,切割過程中觀察到激光頭上出現(xiàn)有白色氣化物,該白色物為切割過程中玻璃表面氣化并由熱應力作用下上升并附著在激光頭上,冷卻后切割邊緣表面下有微小氣穴形成�；谝陨媳尘�,本文的主要工作如下:(1)利用有限元法分析了激光掃描玻璃基板的瞬態(tài)熱傳導,求得其熱流密度場,按熱彈性平面應力理論及多裂紋擴展理論分析熱應力場,根據(jù)微裂紋的開裂準則判定裂紋的擴展方向及開裂情況,根據(jù)裂紋的分叉準則計算裂紋分叉角的大小。通過該方法分析了對稱式切割下,玻璃基板在激光掃描和冷卻過程中產生的崩裂微裂紋及崩裂現(xiàn)象的形成機理。(2)本文提出了激光掃描過程的仿真及微裂紋擴展方向的分段迭代算法。觀察其微裂紋結構,提出了微裂紋的擴展模型,每一段微裂紋的擴展均按照最大周向應力準則(MTS)預測其擴展方向,并在此基礎上擬合下一段裂紋的擴展角度,通過將一條裂紋按擴展順序分割成多段,模擬整個崩裂裂紋的行程軌跡,判斷理論裂紋擴展與實驗的偏離程度。(3)針對切割邊緣崩裂微裂紋,實驗采用了計算機圖形學處理方法。在對實驗拍攝的圖像進行灰度化、二值化、腐蝕算法等處理后獲得裂紋圖像的像素坐標信息,使用自行設計的裂紋最大寬度及裂紋真實長度提取方法對裂紋圖像進行處理。提高了實驗數(shù)據(jù)的處理效率及精度。本文中給出的算例結果表明:微裂紋起始于玻璃邊緣的氣穴或凹坑圓弧的中點,且在凹坑的弧線中點向玻璃內部擴展,擴展傾斜方向與激光掃描方向相反。微裂紋尾端由于裂尖達到臨界應力強度因子而出現(xiàn)分叉,冷卻過程中,微裂紋繼續(xù)擴展而聯(lián)結,最終導致邊緣崩裂。
[Abstract]:High transmittance glass cover has been widely used in office equipment, handheld electronic devices and wearable electronic devices. As an important protection material of display screen, the material itself is more and more combined with display material, and the cost is higher and higher. Because the glass production area is larger and the product area is smaller, the glass cover plate needs high efficiency, low cost and high yield. In the process of cutting ultra-thin liquid crystal glass substrate by laser hot cracking method, due to the change of cutting parameters or the influence of environmental factors, there is a large probability that micro-cracks will appear in the cutting edge. After the temperature change, the glass cutting edge is gradually expanded and connected, resulting in the glass cutting edge crack and fall off, and the processing quality is low. According to the experimental observation in this paper, before the cutting experiment, the glass substrate material does not contain holes and other defects. During the cutting process, white gasification was observed on the laser head. The white material is the glass surface vaporized during the cutting process, rising under thermal stress and attached to the laser head. After cooling, there are tiny air holes formed under the cutting edge surface. Based on the above background, the main work of this paper is as follows: (1) the transient heat conduction of laser-scanned glass substrate is analyzed by finite element method, and the heat flux field is obtained. The thermal stress field is analyzed according to the theory of thermoelastic plane stress and the theory of multi-crack propagation. The crack propagation direction and crack condition are determined according to the crack criterion, and the crack bifurcation angle is calculated according to the crack bifurcation criterion. By using this method, the symmetrical cutting is analyzed. The formation mechanism of crack microcrack and crack phenomenon in laser scanning and cooling of glass substrate. In this paper, the simulation of laser scanning process and the piecewise iterative algorithm for the direction of microcrack propagation are presented. After observing the microcrack structure, a microcrack propagation model is proposed. The propagation direction of each microcrack is predicted according to the maximum circumferential stress criterion (MTS), and the propagation angle of the next crack is fitted on this basis. By dividing a crack into multiple segments according to the sequence of propagation, simulating the whole crack path and judging the degree of deviation between the theoretical crack propagation and the experiment, the computer graphics method is used to deal with the microcrack in the cutting edge crack. The pixel coordinate information of the crack image is obtained by grayscale, binarization and corrosion algorithm, and the crack image is processed by the self-designed method of extracting the maximum crack width and the real crack length. The processing efficiency and accuracy of experimental data are improved. The numerical results show that the microcracks begin at the central point of the hole or concave arc at the edge of the glass and propagate to the glass interior at the midpoint of the arc line of the crater and the direction of the propagation is opposite to the direction of laser scanning. Due to the critical stress intensity factor at the crack tip, the end of the microcrack diverges. During the cooling process, the microcrack continues to expand and join, and finally leads to the edge crack.
【學位授予單位】：浙江工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ171.734;TN249

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本文編號：1849759