传统的切割工艺仅限于直线切割，随着眼镜式3D技术产业的发展，智能手机的普及，对于异形（不规则形状或圆角矩形）玻璃切割的需求越来越多。在此背景下，我们研制了异形玻璃划线机。能够同时完成直线和异形图形的玻璃切割。
1 切割工艺简介
切割机理：将前工序制备成盒的玻璃基板固定在划线机工作台上，将已调整好的划线刀轮在玻璃上以一定的压力沿设定轨迹滚动，形成一条深度和宽度一致的切口，刀轮在玻璃上划出的痕迹称切割线。如图1-2所示。
2 常见切割质量缺陷分析
切割工艺过程的质量直接影响着产品的最终质量。其原因主要在于以下两方面：首先，在切割/裂片工序，由于切割不良会产生废品；其次，切割/裂片工序还会产生许多玻璃屑，这些玻璃屑会影响到清洗、液晶灌注、贴偏振膜、COG（chiponglass）等工序的产品质量，并会造成废品。
在玻璃切割过程中，常见的切割质量不良现象有以下几种：
2.1 玻璃崩角（图2-1）
出现玻璃崩角的原因和对策如下：
现象一：由于工件边缘会在高速状态下触碰刀轮，导致与刀轮棱线部位受力集中，容易产生异常；
对策一：降低切入速度。
现象二：由于工件会在高速状态下触碰刀轮，导致与刀轮棱线部位受到的冲击过大，容易产生异常；
对策二：降低刀轮在Z方向的下降速度。
2.2 产生玻璃丝和切割线太粗
产生玻璃丝时，切割线会变粗，两者都是由于刀轮、刀轴被磨损，刀轮Z向与玻璃不垂直或刀轮连接件材质变形所致。
由于产生玻璃丝导致切割线太粗，玻璃断裂时容易出现的结果，如下图2-2所示。
2.3 切割精度超差
玻璃切割后断裂的尺寸超过允许范围，影响的因素有：刀轮材质，刀头在Z方向安装不垂直、施加在刀轮上的压力大小，设定切割深度大小，切割的速度等。
3 异形切割工艺特点
与传统的直线切割不同，3D眼镜镜片的切割轨迹是由直线和圆弧组成的异形图形，这就决定了异形切割的一些工艺特点。如图3-13D眼镜图形示意图。
3.1 刀轮的选择
普通刀轮的外边缘光滑，裂纹渗透率低，切割后需要敲击裂片，多用于切割规则图形的TFT-LCD产品。异形玻璃产品不同于一般的规则玻璃产品，不能进行敲击裂片。因此切割异形玻璃产品需选择高渗透刀轮。高渗透刀轮经过加工，在刀轮外围形成规定的角度和轮齿，以增加裂片效果。切割后不必反复敲击裂片即可分断。
如图3-2所示刀轴穿过A处，将刀轮固定。刀轮以轴线B为旋转中心，刀轮与旋转中心的偏心距离L=0.8。切割时以旋转中心为校准基点，以保证刀头在各个方向切割起点的一致性。
3.2 切割线轨迹和拖后补偿
图3-3所示是两条直线和一段圆弧组成的异形线段。假设A和B，C和D之间的距离是偏心距L。我们选择刀头的旋转中心在A点的时候落刀向左方移动，那么刀头就会从距A点右方L的距离切割。如果我们需要切割线从A点开始，那么就需要旋转中心在B点落刀，这样切割线就从A点开始；抬刀的时候，我们在D点抬刀，切割线切割到C点终止。我们得出结论，切割直线的时候落刀点需要在划线方向加一个偏心距L，抬刀点也需要在划线方向加一个偏心距L，这样才能完成预定轨迹的划线。
切割圆弧的情况是怎样的，下面我们来分析一下。
第一种情况：我们让旋转中心沿着图中的轨迹移动。从直线右侧开始划线，旋转中心在B点划圆弧曲线，到C点后再划直线。从图中我们看出刀头划线轨迹是偏内侧的一条弧线（虚线表示），与理论的划线轨迹不符。 第二种情况：我们让旋转中心的轨迹加上偏心距离L，还是从直线右边划过来，旋转中心走直线轨迹直到E点，然后走圆弧曲线，到D点后再走直线。从图中看出刀头轨迹是偏外的一条线（点画线表示），也与理论的轨迹不符。
解决方案：
（1）减小旋转中心与刀头的偏心距。
实验证明减小偏心距可以使切割线轨迹更加接近理论曲线轨迹，但是力臂变短，刀头切割线时变得不稳定，会出现波浪线。目前实验证明小于0.6mm偏心距的刀头，切割线条就会出现不稳定。
（2）软件中增加轨迹点的调整设置。
根据具体的产品进行偏心距的设置。落刀和抬刀时偏心距按照刀头组件的实际偏心距执行，这样切割线起点和终点是正确的。在中间圆弧处进行调整。如果玻璃切割线轨迹大于理论值，可以减小偏心距设置，同样，如果切割线轨迹小于理论值，我们可以适当增大偏心距。
（3）其他方法。
比如很多严格的客户还有磨边这道工序，这样切割轨迹可以稍大，然后磨掉，保证精度。
3.3 切割速度、压力
在异形切割中圆弧切割的速度、压力均小于直线切割，原因如下：
（1）速度过快，刀轮不能准确沿与圆弧相切的方向切割，导致切割线异常，影响切割精度。
（2）向心力F=mv2/r，速度越快，向心力太大，会导致玻璃局部崩裂。
（3）速度过快，刀头跟随旋转中心的随动轨迹响应跟不上，切割线轨迹与理论线条出入大。
圆弧切割压力也要略小于直线，避免崩边崩角。
4 结语
3D显示行业目前还处于初期发展阶段，即眼镜式3D，其技术和品质都有待进一步提高。裸眼技术和主动快门眼镜技术将成为3D技术发展的主流方向，从应用方面考虑，3D技术不仅应用于医疗，军事和航空领域，还会逐步延伸到娱乐，设计和虚拟体验等其他很多领域中。
随着行业的不断发展，竞争的不断加剧。客户对设备的生产良率的不断高升和精度的进一步提高，切割工艺也将随着行业的发展不断创新。
参考文献：
[1]管恩秀，范金慧.3D电视行业发展现状与趋势.中国数字电视，2012-05期.
[2]李亚利，张方辉.《TFT—LCD切割裂片工艺参数探讨》.液晶与显示，2006年1期.
[3]朱跃红，高创宽.《LCD玻璃划线机调试中的误差分析》.电子工艺技术，2004年4期.
