用于將圓形硅棒切割成方形硅棒的切割裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種能夠減少切割損失且操作方便的用于將圓形硅棒切割成方形硅棒的切割裝置。該切割裝置，包括支架、工作臺，所述工作臺上方設置有多個鋼線切割裝置，所述工作臺的上表面的設置有滑槽，所述滑槽的方向與鋼線的移動方向互相垂直，所述滑槽內(nèi)設置有硅棒夾持裝置，使用該切割裝置可以很方便的將圓形硅棒切割成方形硅棒，整個過程操作非常方便，而且采用鋼線切割圓形硅棒，由于鋼線較細，造成的單晶損失非常小，可以大大節(jié)約成本，同時，鋼線切割出的方形硅棒表面非常光滑，無需對切割面進行處理即可使用，減少了截面處理工序，進一步降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。適合在太陽能電池加工設備領域推廣應用。
【專利說明】用于將圓形硅棒切割成方形硅棒的切割裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及太陽能電池加工設備領域，尤其是一種用于將圓形硅棒切割成方形硅棒的切割裝置。

【背景技術】
[0002]21世紀，世界能源危機促進了光伏市場的發(fā)展，晶體硅太陽能電池是光伏行業(yè)的主導產(chǎn)品。隨著世界各國對太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的進一步重視，特別是發(fā)達國家制定了一系列的扶持政策，鼓勵開發(fā)利用太陽能，另外，隨著硅太陽能電池應用面的不斷擴大，太陽能電池的需求量越來越大，硅單晶材料的需求量也就越來越大。
[0003]單晶硅為一種半導體材料，一般用于制造集成電路和其他電子元件，單晶硅生長技術有兩種:一種是區(qū)熔法，另一種是直拉法，其中直拉法使目前普遍采用的方法。
[0004]直拉法生長單晶硅的方法如下:將高純度的多晶硅原料放入單晶爐的石英坩禍內(nèi)，然后在低真空有流動惰性氣體的保護下加熱熔化，把一支有著特定生長方向的單晶硅(也叫做籽晶)裝入籽晶夾持裝置中，并使籽晶與硅溶液接觸，調(diào)整熔融硅溶液的溫度，使其接近熔點溫度，然后驅(qū)動籽晶自上而下伸入熔融的硅溶液中并旋轉(zhuǎn)，然后緩緩上提籽晶，此時，單晶硅進入錐體部分的生長，當錐體的直徑接近目標直徑時，提高籽晶的提升速度，使單晶硅體直徑不再增大而進入晶體的中部生長階段，在單晶硅體生長接近結(jié)束時，再提高籽晶的提升速度，單晶硅體逐漸脫離熔融硅，形成下錐體而結(jié)束生長。用這種方法生長出來的單晶硅，其形狀為兩段呈錐形的圓柱體，將該圓柱體切片，即得到單晶硅半導體原料，這種圓形單晶硅片就可以作為集成電路或太陽能的材料。
[0005]在光伏行業(yè)中，采用直拉法制成的單晶硅棒一般橫截面為原形，但是在很多情況下需要將圓形的硅棒切割成方形以便于使用，目前，對于如何將圓形硅棒切割成方形硅棒大都是采用金剛石鋸片進行切割，由于金剛石鋸片的厚度一般為3_左右，如果用3_厚的金剛石鋸片切割單晶娃棒，就會有3mm的截口損失，切四個面至少要浪費12mm厚的單晶材料，單晶的利用率較低，而單晶價格昂貴，單晶利用率低就會導致單晶硅的生產(chǎn)成本大大增加，而且，使用金剛石鋸片切高割籽晶，籽晶的切割面不光滑，還需要對切割面進行后續(xù)工序處理，不但工序復雜且成本也較，另外，現(xiàn)有的切割裝置結(jié)構(gòu)復雜，切割起來非常不方便。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種能夠減少切割損失且操作方便的用于將圓形娃棒切割成方形娃棒的切割裝置。
[0007]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:該用于將圓形硅棒切割成方形硅棒的切割裝置，包括支架、工作臺，所述工作臺上方設置有多個鋼線切割裝置，所述鋼線切割裝置包括第一主動線輥、第二主動線輥、第一無頭鋼線、第二無頭鋼線、第一線輥、第二線輥、第三線輥、第四線輥，所述第一主動線輥、第一線輥、第二線輥設置在工作臺的一側(cè)且第一線輥設置在第二線輥的上方，所述第一主動線輥設置在第一線輥的外側(cè)，所述第二主動線輥、第三線輥、第四線輥設置在工作臺的另一側(cè)，所述第二主動線輥設置在第三線輥的外側(cè)，所述第一無頭鋼線依次繞過第一主動線輥、第一線輥、第二線輥、第一主動線輥反復循環(huán)移動形成豎直的第一切割線，所述第二無頭鋼線依次繞過第二主動線輥、第三線輥、第四線輥、第二主動線輥反復循環(huán)移動形成豎直的第二切割線，所述第一切割線、第二切割線互相平行，所述工作臺的上表面的設置有滑槽，所述滑槽的方向與鋼線的移動方向互相垂直，所述滑槽內(nèi)設置有硅棒夾持裝置，所述硅棒夾持裝置包括設置在滑槽內(nèi)的第一滑塊與第二滑塊，所述第一滑塊、第二滑塊分別設置在鋼線的兩側(cè)，所述第一滑塊上連接有用于使第一滑塊沿滑槽滑動的驅(qū)動裝置，所述第一滑塊上固定有第一夾臂，所述第一夾臂的上端固定有第一水平頂桿，所述第二滑塊上固定有第二夾臂，所述第二夾臂的上端固定有第二水平頂桿，所述第一水平頂桿與第二水平頂桿的軸心線相互重合，且第一水平頂桿的軸心線與鋼線互相垂直，所述第一水平頂桿與第二水平頂桿分別頂在硅棒的兩個端面中央，所述第一水平頂桿、第二水平頂桿的橫截面積均為硅棒橫截面積的1/3-1/2，所述第一滑塊上固定有絲桿，所述第二滑塊上設置有與絲桿相匹配的通孔，所述絲桿的末端穿過通孔，所述絲桿的末端設置有調(diào)節(jié)螺母。
[0008]進一步的是，所述第一主動線輥、第二主動線輥、第一無頭鋼線、第二無頭鋼線、第一線輥、第二線輥、第三線輥、第四線輥的表面均設置有線槽。
[0009]進一步的是，所述驅(qū)動裝置為氣缸。
[0010]進一步的是，所述第一水平頂桿朝向第二水平頂桿的端面、第二水平頂桿朝向第一水平頂桿的端面均設置有多個鋸齒。
[0011]本實用新型的有益效果是:該用于將圓形硅棒切割成方形硅棒的切割裝置在使用時，只需將需要切割的圓形硅棒放置在第一水平頂桿與第二水平頂桿之間，然后擰動調(diào)節(jié)螺母，使第二滑塊逐漸向第一滑塊靠近，第二滑塊在靠近第一滑塊的過程中，第二水平頂桿逐漸頂緊圓形硅棒從而將圓形硅棒夾緊，接著使主動線輥轉(zhuǎn)動進而帶動鋼線高速移動，此時，通過驅(qū)動裝置驅(qū)動第一滑塊向兩個互相平行的切割線靠近并接觸，當圓形硅棒的端面與兩個互相平行的切割線接觸后，兩個切割線對圓形硅棒的左部和右部進行切割，第一滑塊繼續(xù)移動直到圓形娃棒被完全切完，此時圓形娃棒被切出方形娃棒的兩個表面，接著使主動線輥停止轉(zhuǎn)動，并將圓形硅棒轉(zhuǎn)動90度，使切割好的兩個表面位于上下兩側(cè)，接著重復上述步驟將方形硅棒的剩余兩個表面切割出來，整個過程操作非常方便，而且采用鋼線切割圓形硅棒，由于鋼線較細，造成的單晶損失非常小，可以大大節(jié)約成本，同時，鋼線切割出的方形硅棒表面非常光滑，無需對切割面進行處理即可使用，減少了截面處理工序，進一步降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型用于將圓形硅棒切割成方形硅棒的切割裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2是圖1的右側(cè)視圖；
[0014]圖中標記為:支架1、工作臺2、鋼線切割裝置3、第一主動線輥301、第二主動線輥302、第一無頭鋼線303、第二無頭鋼線304、第一線輥305、第二線輥306、第三線輥307、第四線輥308、滑槽4、第一滑塊5、第二滑塊6、驅(qū)動裝置7、第一夾臂8、第一水平頂桿9、第二夾臂10、第二水平頂桿11、絲桿12、調(diào)節(jié)螺母13。

【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對本實用新型進一步說明。
[0016]如圖1、2所示，該用于將圓形硅棒切割成方形硅棒的切割裝置，包括支架1、工作臺2，所述工作臺2上方設置有多個鋼線切割裝置3，所述鋼線切割裝置3包括第一主動線輥301、第二主動線輥302、第一無頭鋼線303、第二無頭鋼線304、第一線輥305、第二線輥306、第三線輥307、第四線輥308，所述第一主動線輥301、第一線輥305、第二線輥306設置在工作臺2的一側(cè)且第一線輥305設置在第二線輥306的上方，所述第一主動線輥301設置在第一線輥305的外側(cè)，所述第二主動線輥302、第三線輥307、第四線輥308設置在工作臺2的另一側(cè)，所述第二主動線輥302設置在第三線輥307的外側(cè)，所述第一無頭鋼線303依次繞過第一主動線輥301、第一線輥305、第二線輥306、第一主動線輥301反復循環(huán)移動形成豎直的第一切割線，所述第二無頭鋼線304依次繞過第二主動線輥302、第三線輥307、第四線輥308、第二主動線輥302反復循環(huán)移動形成豎直的第二切割線，所述第一切割線、第二切割線互相平行，所述工作臺2的上表面的設置有滑槽44，所述滑槽44的方向與鋼線的移動方向互相垂直，所述滑槽44內(nèi)設置有硅棒夾持裝置，所述硅棒夾持裝置包括設置在滑槽44內(nèi)的第一滑塊5與第二滑塊6，所述第一滑塊5、第二滑塊6分別設置在鋼線的兩側(cè)，所述第一滑塊5上連接有用于使第一滑塊5沿滑槽44滑動的驅(qū)動裝置7，所述第一滑塊5上固定有第一夾臂8，所述第一夾臂8的上端固定有第一水平頂桿9，所述第二滑塊6上固定有第二夾臂10，所述第二夾臂10的上端固定有第二水平頂桿11，所述第一水平頂桿9與第二水平頂桿11的軸心線相互重合，且第一水平頂桿9的軸心線與鋼線互相垂直，所述第一水平頂桿9與第二水平頂桿11分別頂在硅棒的兩個端面中央，所述第一水平頂桿9、第二水平頂桿11的橫截面積均為硅棒橫截面積的1/3-1/2，所述第一滑塊5上固定有絲桿12，所述第二滑塊6上設置有與絲桿12相匹配的通孔，所述絲桿12的末端穿過通孔，所述絲桿12的末端設置有調(diào)節(jié)螺母13。該用于將圓形硅棒切割成方形硅棒的切割裝置在使用時，只需將需要切割的圓形硅棒放置在第一水平頂桿9與第二水平頂桿11之間，然后擰動調(diào)節(jié)螺母13，使第二滑塊6逐漸向第一滑塊5靠近，第二滑塊6在靠近第一滑塊5的過程中，第二水平頂桿11逐漸頂緊圓形硅棒從而將圓形硅棒夾緊，接著使主動線輥301轉(zhuǎn)動進而帶動鋼線高速移動，此時，通過驅(qū)動裝置7驅(qū)動第一滑塊5向兩個互相平行的切割線靠近并接觸，當圓形硅棒的端面與兩個互相平行的切割線接觸后，兩個切割線對圓形硅棒的左部和右部進行切割，第一滑塊5繼續(xù)移動直到圓形硅棒被完全切完，此時圓形硅棒被切出方形硅棒的兩個表面，接著使主動線輥301停止轉(zhuǎn)動，并將圓形硅棒轉(zhuǎn)動90度，使切割好的兩個表面位于上下兩側(cè)，接著重復上述步驟將方形硅棒的剩余兩個表面切割出來，整個過程操作非常方便，而且采用鋼線切割圓形硅棒，由于鋼線較細，造成的單晶損失非常小，可以大大節(jié)約成本，同時，鋼線切割出的方形硅棒表面非常光滑，無需對切割面進行處理即可使用，減少了截面處理工序，進一步降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。
[0017]為了避免鋼線在高速移動的過程發(fā)生躥位，所述第一主動線輥301、第二主動線輥302、第一無頭鋼線303、第二無頭鋼線304、第一線輥305、第二線輥306、第三線輥307、第四線輥308的表面均設置有線槽，將鋼線限制在線槽內(nèi)，由于鋼線處于緊繃狀態(tài)，因為無法從線槽內(nèi)滑出，可以保證鋼線穩(wěn)定的快速移動。
[0018]所述驅(qū)動裝置7可以采用電機驅(qū)動，為了避免圓形硅棒移動過快將鋼線扯斷，作為優(yōu)選的方式是:所述驅(qū)動裝置7為氣缸，氣缸在拉動第一滑塊5時，可以根據(jù)圓形硅棒受到的作用力自適應調(diào)整，可以有效避免鋼線被拉斷的情況發(fā)生。
[0019]另外，為了避免圓形硅棒在切割過程中受到鋼線的摩擦力轉(zhuǎn)動，所述第一水平頂桿9朝向第二水平頂桿11的端面、第二水平頂桿11朝向第一水平頂桿9的端面均設置有多個鋸齒，由于鋸齒的存在，圓形硅棒在轉(zhuǎn)動時受到的摩擦力較大，能夠保證圓形硅棒在切割過程中不發(fā)生轉(zhuǎn)動，保證切割出的表面平整。
【權(quán)利要求】
1.用于將圓形硅棒切割成方形硅棒的切割裝置，其特征在于:包括支架(1)、工作臺(2)，所述工作臺(2)上方設置有多個鋼線切割裝置(3)，所述鋼線切割裝置(3)包括第一主動線輥(301)、第二主動線輥(302)、第一無頭鋼線(303)、第二無頭鋼線(304)、第一線輥(305)、第二線輥(306)、第三線輥(307)、第四線輥(308)，所述第一主動線輥(301)、第一線輥(305)、第二線輥(306)設置在工作臺(2)的一側(cè)且第一線輥(305)設置在第二線輥(306)的上方，所述第一主動線輥(301)設置在第一線輥(305)的外側(cè)，所述第二主動線輥(302)、第三線輥(307)、第四線輥(308)設置在工作臺(2)的另一側(cè)，所述第二主動線輥(302)設置在第三線輥(307)的外側(cè)，所述第一無頭鋼線(303)依次繞過第一主動線輥(301)、第一線輥(305)、第二線輥(306)、第一主動線輥(301)反復循環(huán)移動形成豎直的第一切割線，所述第二無頭鋼線(304)依次繞過第二主動線輥(302)、第三線輥(307)、第四線輥(308)、第二主動線輥(302)反復循環(huán)移動形成豎直的第二切割線，所述第一切割線、第二切割線互相平行，所述工作臺(2)的上表面的設置有滑槽(4)，所述滑槽(4)的方向與鋼線的移動方向互相垂直，所述滑槽(4)內(nèi)設置有硅棒夾持裝置，所述硅棒夾持裝置包括設置在滑槽(4)內(nèi)的第一滑塊(5)與第二滑塊￠)，所述第一滑塊(5)、第二滑塊(6)分別設置在鋼線的兩側(cè)，所述第一滑塊(5)上連接有用于使第一滑塊(5)沿滑槽(4)滑動的驅(qū)動裝置(7)，所述第一滑塊(5)上固定有第一夾臂(8)，所述第一夾臂(8)的上端固定有第一水平頂桿(9)，所述第二滑塊(6)上固定有第二夾臂(10)，所述第二夾臂(10)的上端固定有第二水平頂桿(11)，所述第一水平頂桿(9)與第二水平頂桿(11)的軸心線相互重合，且第一水平頂桿(9)的軸心線與鋼線互相垂直，所述第一水平頂桿(9)與第二水平頂桿(11)分別頂在硅棒的兩個端面中央，所述第一水平頂桿(9)、第二水平頂桿(11)的橫截面積均為硅棒橫截面積的1/3-1/2，所述第一滑塊(5)上固定有絲桿(12)，所述第二滑塊(6)上設置有與絲桿(12)相匹配的通孔，所述絲桿(12)的末端穿過通孔，所述絲桿(12)的末端設置有調(diào)節(jié)螺母(13)。
2.如權(quán)利要求1所述的用于將圓形硅棒切割成方形硅棒的切割裝置，其特征在于:所述第一主動線輥(301)、第二主動線輥(302)、第一無頭鋼線(303)、第二無頭鋼線(304)、第一線輥(305)、第二線輥(306)、第三線輥(307)、第四線輥(308)的表面均設置有線槽。
3.如權(quán)利要求2所述的用于將圓形硅棒切割成方形硅棒的切割裝置，其特征在于:所述驅(qū)動裝置(7)為氣缸。
4.如權(quán)利要求3所述的用于將圓形硅棒切割成方形硅棒的切割裝置，其特征在于:所述第一水平頂桿(9)朝向第二水平頂桿(11)的端面、第二水平頂桿(11)朝向第一水平頂桿(9)的端面均設置有多個鋸齒。
【文檔編號】B28D7/00GK204249122SQ201420733468
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月27日
【發(fā)明者】陳五奎, 李軍, 耿榮軍, 馮加保, 徐文州 申請人:樂山新天源太陽能科技有限公司