Disco de corte para formar una línea trazada y método de fabricación del mismo.

Un disco de corte para formar una línea trazada sobre una superficie de un cuerpo u objeto,

el disco de corte que comprende un cuerpo generalmente en forma de disco (10) que tiene una porción periférica que comprende una primera y segunda superficies cónicas (81, 20) que se extienden circunferencialmente y que convergen radialmente hacia fuera, la porción periférica que define un borde de trazado (22) que tiene elementos de corte (30, 26) adyacentes levantados y rebajados que se extienden circunferencialmente, caracterizado porque una pluralidad de ranuras que se extienden hacia el exterior (24) se forman en la primera y segunda superficies cónicas (18, 20), los extremos exteriores de las ranuras opuestas (24) en las respectivas superficies cónicas (18, 20) están alineados para definir entre ellos la elementos de corte rebajados (26) de tal manera que el borde de trazado (22) es un borde afilado continuo que tiene alternando elementos de corte elevados y hundidos (30, 26), alineados circunferencialmente uno con el otro.

Disco de corte para formar una línea trazada y método de fabricación del mismo

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Esta invención se refiere a un disco de corte de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 que se puede utilizar para trazar una línea sobre una superficie de un cuerpo u objeto, tal como un cuerpo de vidrio, un semiconductor, una gema, un cuerpo de material cristalino o un cuerpo de cerámica. También se refiere a un método de fabricación de dicho disco de corte de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 18.

Un disco de corte similar se conoce a partir del documento US 2003/0153297 A1 y un método parecido se conoce a partir del documento WO 2004 08 2906 A1.

Los discos de corte o de trazado están típicamente soportados por un eje o husillo que está montado de forma giratoria en un extremo de un mango u otro elemento de apoyo. El borde del disco se pone en contacto con la superficie que se ha descrito y se mueve con respecto a la superficie de manera que el disco de corte ruede sobre la superficie, dejando una línea trazada en la superficie, a lo largo de la que el objeto o cuerpo se puedan romper limpiamente.

Mediante la aplicación de una fuerza adecuada a través del asa o de medios de soporte, el borde u orilla de corte del disco de trazado se encausa para generar grietas o ranuras en la superficie.

Tales discos de corte se pueden usar con productos de vidrio tales como placas de vidrio, cristal de ventanas, botellas o frascos, por ejemplo. Una aplicación particular de los discos de corte de este tipo es en el trazado de líneas en los paneles de vidrio plano utilizados en las pantallas de televisión, monitores de ordenador y otras pantallas, tanto grandes como pequeñas. Además, pueden ser utilizados para trazar obleas de material semiconductor o de cerámica y en piedras preciosas o semipreciosas y otros materiales cristalinos, tales como el zafiro y otros óxidos duros.

Los anteriores discos de corte utilizados para el trazado de vidrio tenían un borde continuo que resultaba en una grieta continua, muy limpia en la superficie del vidrio que tenía una profundidad bastante superficial debajo de la línea de trazado en el vidrio. Para placas de vidrio delgadas, los discos de este tipo siguen siendo la herramienta de trazado más ampliamente utilizada. Para placas más gruesas la grieta resultante puede no ser lo suficientemente profunda y por lo tanto la fuerza de rotura puede ser excesivamente fuerte, la superficie podría mostrar excesivo astillado o el vidrio podría no romper con precisión a lo largo de la línea trazada. En todos estos casos, esto daría lugar a pérdidas de rendimiento excesivas y que requieren ajustes importantes para evitar la interrupción del proceso de producción.

El documento EP 1 092 686 describe un disco o rueda de corte de vidrio que está biselado en su periferia para definir un reborde circunferencial en la que se forman los dientes o salientes, con depresiones o huecos entre los dientes. Cuando la rueda de trazado se coloca sobre una superficie de vidrio los dientes tocan la superficie del vidrio de forma secuencial, causando una presión intensificada en la superficie del vidrio en el punto de contacto y provocando una grieta más profunda llamada grieta mediana antes de la rotura.

Las depresiones o huecos entre los dientes o proyecciones no definen de forma pronunciada superficies de intersección y por lo tanto no contribuyen al trazado del cristal. De hecho, los fondos de estas depresiones o huecos en general, no están en contacto con el vidrio durante el proceso de trazado. En este sentido, se puede observar que el disco de corte generalmente sólo penetra en el vidrio unas pocas micras, mientras que los huecos son típicamente de 10 micras de profundidad.

Debido al hecho de que en cualquier momento en tiempo varios dientes están penetrando el cristal, una grieta que se propaga es causada en el cristal desde un diente al siguiente que de este modo da una grieta continua a lo largo de una línea definida por trayecto de rodadura del disco de corte sobre la superficie del cristal. La grieta que se propaga, resultante de la acción de trazado y la presión ejercida por el disco de corte, puede ir a varios cientos de micras de profundidad en el cristal. Sin embargo, la grieta muestra un patrón típico de puramente grietas de línea (donde los fondos de los huecos se han movido por encima de la superficie del vidrio) y áreas donde además las grietas del vidrio han sido empujadas a un lado por los dientes. Alrededor de estas áreas el cristal también muestra un fenómeno indeseable de grietas laterales que se propagan desde los bordes de las áreas que han sido apartadas. Como consecuencia después de la rotura, los bordes de la placa de cristal resultante pueden necesitar un pulido para eliminar las áreas agrietadas. Además hay algún astillado indeseable alrededor de estas áreas y la grieta inicial que se ha propagado entre los dientes no siempre es lineal, o a veces no es sólo una grieta de una sola línea, sino que se compone de múltiples grietas lineales, y pueden dar lugar a desviaciones de la grieta una vez que se propaga en la profundidad del vidrio.

Un objeto de la invención es proporcionar un disco de corte o de trazado alternativo, que aborda al menos algunos de los problemas anteriormente mencionados.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

La presente invención, en sus diversos aspectos, será como se establece en las reivindicaciones que se acompañan.

De acuerdo con la invención, se proporciona un disco de corte para formar una línea trazada sobre una superficie de un cuerpo u objeto, el disco de corte comprende un cuerpo generalmente en forma de disco que tiene una porción periférica que comprende una primera y segunda superficies circunferencialmente cónicas que se extiende y convergen radialmente hacia fuera, la porción periférica que define un borde de trazado que tiene circunferencialmente elementos de corte que se extienden adyacentes elevados y hundidos, con una pluralidad de ranuras que se extienden hacia el exterior estando formadas en la primera y segunda superficies cónicas, los extremos exteriores de las ranuras opuestas en las superficies cónicas respectivas estando alineadas para definir entre ellas los elementos de corte empotrados.

Por tanto, el borde de trazado definido por el disco de corte es un borde afilado continuo que tiene elemento de corte alternos elevados y hundidos, alineados circunferencialmente uno con el otro corte.

El cuerpo o el objeto pueden ser, por ejemplo, un cuerpo de vidrio, un semiconductor, una gema, un cuerpo de material cristalino o un cuerpo cerámico.

Las ranuras que se extienden hacia el exterior pueden estar alineadas radialmente o pueden estar inclinadas con relación a un radio del disco de corte.

Las ranuras pueden ser de igual anchura y profundidad, o pueden tener anchuras y/o profundidades diferentes.

La separación entre ranuras adyacentes puede ser regular o irregular.

Preferiblemente, las ranuras tienen una profundidad que aumenta en una dirección radialmente hacia fuera y hacia la periferia del disco de corte, teniendo las ranuras una profundidad máxima adyacente a los bordes de corte empotrados.

La anchura de las ranuras puede ser constante a lo largo de su longitud, o puede variar.

En la última forma de realización, el material de las superficies cónicas opuestas en la periferia del disco se retira preferible y selectivamente para definir bordes de corte levantados que tienen un perfil curvado, de modo que la generalidad del borde de trazado del disco de corte tenga un perfil sinuoso.

El perfil sinuoso puede corresponder a una onda sinusoidal o de otra forma periódica.

El disco de corte puede comprender uno de una serie de materiales duros, incluyendo grano de diamante sinterizado o cementado. En el primer caso el cobalto se puede utilizar como un aglutinante, mientras que en el último caso se puede utilizar SiC como un aglutinante, por ejemplo.

Cuando el disco de corte comprende polvo de diamante, el grano tiene preferiblemente un tamaño menor de 3 µm, más preferiblemente menor de 1, 5 µm, incluso más preferiblemente menos de 1 µm y aún más preferiblemente menor de 0, 8

μm.

El disco de corte puede comprender otros materiales duros, incluyendo (pero no limitado a) un solo cristal de diamante o diamante policristalino.

Además, según la invención, se proporciona un método de fabricación de un disco de corte para formar una línea trazada sobre una superficie de un cuerpo u objeto, el método que comprende:

soportar un disco formado en blanco que tiene una porción periférica que comprende... [Seguir leyendo]

1. Un disco de corte para formar una línea trazada sobre una superficie de un cuerpo u objeto, el disco de corte que comprende un cuerpo generalmente en forma de disco (10) que tiene una porción periférica que comprende una primera y segunda superficies cónicas (81, 20) que se extienden circunferencialmente y que convergen radialmente hacia fuera, la porción periférica que define un borde de trazado (22) que tiene elementos de corte (30, 26) adyacentes levantados y rebajados que se extienden circunferencialmente, caracterizado porque una pluralidad de ranuras que se extienden hacia el exterior (24) se forman en la primera y segunda superficies cónicas (18, 20) , los extremos exteriores de las ranuras opuestas (24) en las respectivas superficies cónicas (18, 20) están alineados para definir entre ellos la elementos de corte rebajados (26) de tal manera que el borde de trazado (22) es un borde afilado continuo que tiene alternando elementos de corte elevados y hundidos (30, 26) , alineados circunferencialmente uno con el otro.

2. Un disco de corte de acuerdo con la reivindicación 1 que es adecuado para trazar una línea en un cuerpo de vidrio, un semiconductor, una piedra gema, un cuerpo de material cristalino o un cuerpo cerámico.

3. Un disco de corte de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2 en el que las ranuras que se extienden hacia el exterior (24) están alineadas radialmente.

4. Un disco de corte de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2 en el que las ranuras que se extienden hacia el exterior (24) están inclinadas con respecto a un radio del disco de corte.

5. Un disco de corte de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que las ranuras (24) son de igual anchura y profundidad.

6. Un disco de corte de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que las ranuras (24) tienen anchuras y/o profundidades diversas.

7. Un disco de corte de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la separación entre ranuras adyacentes (24) es regular.

8. Un disco de corte de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la separación entre ranuras adyacentes (24) es irregular.

9. Un disco de corte de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 en el que las ranuras (24) tienen una profundidad que aumenta en una dirección radialmente hacia fuera hacia la periferia del disco de corte, teniendo las ranuras (24) una profundidad máxima adyacente a los elementos de corte (26) cóncavos.

10. Un disco de corte de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 en el que la anchura de las ranuras

(24) es constante a lo largo de su longitud.

11. Un disco de corte de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 en el que la anchura de las ranuras (24) varía a lo largo de su longitud.

12. Un disco de corte de acuerdo con la reivindicación 11 en el que el material de las superficies cónicas opuestas en la periferia del disco se elimina selectivamente para definir bordes de corte elevados que tienen un perfil curvado, de modo que el borde de trazado general (22) del disco de corte tiene un perfil sinuoso.

13. Un disco de corte de acuerdo con la reivindicación 12 en el que el perfil sinuoso corresponde en forma a una onda sinusoidal o a otra forma periódica.

14. Un disco de corte de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, que comprende polvo de diamante sinterizado o cementado.

15. Un disco de corte de acuerdo con la reivindicación 14 que comprende polvo de diamante con un tamaño menor que 3 micras.

16. Un disco de corte de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, que comprende diamante monocristalino.

17. Un disco de corte de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, que comprende diamante policristalino.

18. Un método de fabricación de un disco de corte para formar una línea trazada sobre una superficie de un cuerpo u objeto, cuyo método comprende:

apoyar un disco formado en blanco (64) que tiene una porción periférica que comprende una primera y segunda superficies cónicas (18, 20) que se extienden circunferencialmente y que convergen radialmente hacia el exterior;

generar un haz de luz enfocado desde una fuente de láser (54) ;

enmascarar el haz de luz según un patrón de corte predeterminado; y

enfocar el haz de luz hacia el espacio en blanco (64) ;

caracterizado porque el blanco y el haz de luz se mueven uno con relación al otro para hacer que el haz de luz forme una pluralidad de ranuras que se extienden hacia el exterior (24) en las primera y segunda superficies cónicas (18, 20) , los extremos exteriores de las ranuras opuestas (24) en las superficies cónicas respectivas (18, 20) están alineados para definir entre ellos elementos de corte cóncavos (26) con elementos de corte elevados (30) entre ellos de modo que la porción periférica del disco de corte define un borde de trazado afilado y continuo (22) que tiene adyacentes y alternos, elevados y hundidos elementos de corte (30, 26) que se extienden circunferencialmente, alineados circunferencialmente entre sí.