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从玻璃管分离中空玻璃体的方法以及用于制造容器的方法和系统

摘要

通过激光切割处理玻璃管(40),以从玻璃管(40)分离中空玻璃体。用于激光切割的激光束(34)聚焦在玻璃管(40)的壁(43)上。

著录项

  • 公开/公告号CN112930327A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2021-06-08

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 尼普洛株式会社;

    申请/专利号CN201980071227.6

  • 发明设计人 迈克尔·德罗斯勒;

    申请日2019-08-29

  • 分类号C03B33/095(20060101);A61J1/06(20060101);B23K26/53(20060101);

  • 代理机构11332 北京品源专利代理有限公司;

  • 代理人刘明海;胡彬

  • 地址 日本大阪府大阪市

  • 入库时间 2023-06-19 11:17:41

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于从玻璃管分离中空玻璃体,特别是用于制造医用容器,例如注射器或医用筒(cartridges),或用于制造其他容器的方法和系统。本发明特别涉及这样的方法和系统,其中通过使用激光辐射从玻璃管分离中空玻璃体。

背景技术

中空玻璃体用于制造诸如注射器或药筒的医用容器,或者用于制造非医用容器。

激光辐射可用于使中空玻璃体再成形。DE 10 2010 045 094 A1、DE 10 2012 101948 A1和DE 10 2016 114 104 A1描述了用于激光辅助玻璃体再成形的示例性方法和系统。

激光辐射还可用于分离中空玻璃体。DE 10 2011 006 738 A1描述了一种分离中空玻璃的方法,其中通过刮划引入初始划痕,将中空玻璃通过激光辐射加热,随后冷却并通过激光辐射再加热。

从玻璃管分离中空玻璃体的常规方法可导致中空玻璃体的端部处的内径的不期望的大幅减小,在所述端部处中空玻璃体例如通过刮划和随后的激光辅助加热以引入机械应力而被分离。使用激光辐射从玻璃管分离中空玻璃体的常规方法可导致在生产期间的不期望的高废品率,这使制造方法更加复杂和昂贵,和/或可导致再现性降低。

发明内容

本发明要解决的问题是提供用于从玻璃管分离中空玻璃体的改进的方法和系统。特别地,期望提供这样的方法和系统,其可用于制造中空玻璃体,所述中空玻璃体再成形为医用或非医用容器。期望提供这样的方法和系统,与其中将划痕机械地引入玻璃管并且随后通过激光辅助加热结合冷却而产生机械应力的方法相比,所述方法和系统具有在生产期间改善的再现性和较低的废品率。期望提供这样的方法和系统,与其中将划痕机械地引入玻璃管并且随后通过激光辅助加热结合冷却而产生机械应力的方法相比,通过所述方法和系统,可以防止中空玻璃体的端部内径显著减小。

根据本发明,提供了具有独立权利要求中记载的特征的方法和系统。从属权利要求限定实施方案。

根据一个实施方案,从玻璃管分离中空玻璃体的方法包括激光切割玻璃管以分离中空玻璃体。用于激光切割操作的激光束可以聚焦在玻璃管的壁上。

在所述方法中,中空玻璃体可以从玻璃管分离以制造医用容器或非医用容器。

通过将激光束聚焦在玻璃管的壁上,可以获得甚至在不需要机械引入划痕的情况下也能够使中空玻璃体分离的能量密度。在分离期间暴露于激光束的中空玻璃体的端部的内径可以比中空玻璃体的圆柱形主要部分的内径仅轻微减小。

可以聚焦激光束,使得激光束的焦点在玻璃管的壁内。

可以聚焦激光束,使得在玻璃管的第一侧上,激光束的焦点在玻璃管的壁内,而在玻璃管的相对侧上,激光强度不再足以切割玻璃管。可以通过玻璃管和激光束之间的相对运动来产生圆周激光切割。

激光切割操作可以包括激光升华切割。可以以这样的方式进行激光切割操作,所述方式使得激光升华切割在位于玻璃管壁内部的第一区域中进行,并且在任何情况下,熔化过程也可以在玻璃管壁中的第二区域中进行,所述第二区域围绕第一区域。

激光束可以是包括具有脉冲长度和重复率的脉冲序列的脉冲激光束。所述方法可以进一步包括:使用开环控制或使用闭环控制来控制脉冲长度和重复率,以通过激光升华切割来切割玻璃管的壁的至少一个区域。

可以以激光束的瑞利长度等于或小于玻璃管的壁厚wt,优选等于或小于0.8×wt,优选等于或小于0.6×wt,更优选等于或小于0.5×wt的方式聚焦激光束。

可以从玻璃管分离中空玻璃体,而不机械地引入划痕。

中空玻璃体可以在分离区域处从玻璃管分离,而没有任何机械力施加到玻璃管上。

所述方法可以包括在激光切割操作期间引起激光束和玻璃管之间的相对旋转。

玻璃管和激光束之间的相对旋转可以通过多种方式实现:

(1)玻璃管在激光切割期间旋转,并且激光束的光束轴在激光切割期间不移动;

(2)激光束的光束轴在激光切割期间移动,例如在垂直于玻璃管中心轴的平面内旋转,并且玻璃管在激光切割期间不移动;

(3)激光束的光束轴在激光切割期间移动,例如在垂直于玻璃管中心轴的平面内旋转,并且玻璃管在激光切割期间旋转。

玻璃管的外径可以小于30mm,优选小于15mm,优选小于13mm,更优选小于11mm。

玻璃管的内径可以小于28mm,优选小于12mm,优选小于8mm,更优选小于7mm。

玻璃管的壁厚可以小于1.5mm,优选小于1mm。

通过激光切割可以在少于1s内,优选在少于0.9s内从玻璃管分离中空玻璃体。

玻璃管可以由根据DIN 12111(ISO 719)的1级水解玻璃组成。

激光辐射可以包括具有3kHz至30kHz,优选地4kHz至12kHz的重复率的脉冲。

激光辐射可以是脉冲的并且可以具有在5%和35%之间,优选地在8%和17%之间的脉冲占空比。

可以使用CO

激光束在激光束焦点处的光束直径可以为50至250微米,优选为100至200微米。

在激光切割操作期间,玻璃管可以以大于100rpm,优选在150rpm与700rpm之间的速度旋转。

激光束可以从激光喷嘴输出,气体从喷嘴中以正压射出。所述正压可以大于0.1巴,优选地大于0.3巴。

在激光切割操作期间,玻璃管可以在轴向和周向上均在两端上准确地对准。

激光束可以沿着横向于玻璃管的中心轴,特别是垂直于玻璃管的中心轴的方向照射在玻璃管的壁上。

从玻璃管分离的中空玻璃体可以具有沿着中空玻璃体的纵轴延伸并且内径小于28mm,优选小于12mm,优选小于8mm,更优选小于7mm的主要部分。

从玻璃管分离的中空玻璃体可以具有沿着中空玻璃体的纵轴延伸并且外径小于30mm,优选小于15mm,优选小于13mm,更优选小于11mm的主要部分。

根据一个实施方案的制造容器的方法可以包括:通过根据一个实施方案的方法从玻璃管分离中空玻璃体,以及任选地再成形所分离的中空玻璃体的至少一个区域。

所述方法可以是制造医用容器或非医用容器的方法。

所述医用容器可以是注射器、药筒、其他医用筒、小瓶或其他医用容器。

所述方法可以进一步包括用制剂填充医用容器。所述制剂可以包含至少一种药物活性物质或药物载体物质。药物载体物质可以是WFI(注射用水)。

所述方法可以进一步包括将塞子、注射器柱塞或另一封闭元件插入医用容器的端部,在所述端部处中空玻璃体已通过激光切割从玻璃管分离。

一种用于制造容器的系统,其包括激光器单元,所述激光器单元具有聚焦装置,所述聚焦装置用于将激光束聚焦在玻璃管的壁上,以对玻璃管进行激光切割,从而从玻璃管分离中空玻璃体。所述系统可以包括用于在激光切割操作期间引起玻璃管和激光束之间相对旋转的装置。

所述系统可以是用于制造医用容器或非医用容器的系统。

所述系统可以被配置为使得:

(1)用于引起相对旋转,玻璃管在激光切割操作期间旋转,并且激光束的光束轴在激光切割操作期间不移动;

(2)激光束的光束轴在激光切割操作期间移动,例如在垂直于玻璃管中心轴的平面内旋转,并且玻璃管在激光切割操作期间不移动;和

(3)激光束的光束轴在激光切割操作期间移动,例如在垂直于玻璃管中心轴的平面内旋转,并且玻璃管在激光切割操作期间旋转。

所述系统可以被配置为使得激光束的焦点在玻璃管的壁内。

所述系统可以被配置为使得在玻璃管的第一侧上,激光束的焦点在玻璃管的壁内,而在玻璃管的相对侧上,激光强度不再足以切割玻璃管。可以通过玻璃管和激光束之间的相对运动来产生圆周切割。

所述系统可以具有用于控制激光器单元的控制装置。控制装置可以被配置为控制激光器单元,使得通过激光升华切割来切割玻璃管的壁的至少一个区域。可以以这样的方式进行激光切割操作,所述方式使得激光升华切割在位于玻璃管壁内部的第一区域中进行,并且在任何情况下,熔化过程也可以在玻璃管壁中的第二区域中进行,所述第二区域围绕第一区域。

控制装置可以被配置为控制激光器单元以产生包括具有脉冲长度和重复率的脉冲序列的脉冲激光束。控制装置可以被配置为使用开环控制或使用闭环控制来控制脉冲长度和重复率,以通过激光升华切割来切割玻璃管的壁的至少一个区域。

聚焦装置可以被配置为使得激光束的瑞利长度等于或小于玻璃管的壁厚wt,优选等于或小于0.8×wt,优选等于或小于0.6×wt,更优选等于或小于0.5×wt。

激光器单元可以被配置为产生激光辐射,使得其包括具有3kHz至30kHz,优选地4kHz至12kHz的重复率的脉冲。

激光器单元可以被配置为产生激光辐射,使得其具有在5%至35%之间,优选地在8%至17%之间的脉冲占空比。

激光器单元可以包括CO

所述系统可以被配置为使得在激光束焦点处的光束直径为50至250微米,优选为100至200微米。

所述系统可以被配置为使得在激光切割操作期间,玻璃管以大于100rpm,优选在150rpm与700rpm之间的速度旋转。

所述系统可以包括激光喷嘴,气体从喷嘴中以正压射出。所述正压可以大于0.1巴,优选地大于0.3巴。

该系统可以包括卡盘,以在轴向和圆周方向上将玻璃管在两端精确地对准。

所述系统可以被配置为在不机械引入划痕的情况下从玻璃管分离中空玻璃体。

所述系统可以被配置为在不在分离区域施加任何机械力的情况下从玻璃管分离中空玻璃体。

所述系统可以被配置为使得激光束沿着横向于玻璃管的中心轴,特别是垂直于玻璃管的中心轴的方向照射在玻璃管的壁上。

所述系统可以包括至少第一驱动单元,用于在激光切割操作期间旋转地驱动玻璃管。

所述系统可以包括用于各自保持和旋转玻璃管的多个装置。系统可以包括输送机装置,在该输送机装置上布置有用于保持和旋转的所述多个装置。

所述系统可以进一步包括第二驱动单元,用于旋转地驱动输送机装置。

所述系统可以包括光学部件,所述光学部件用于将激光束分成多个子光束,以切割保持在用于保持和旋转的多个装置上的玻璃管。

所述系统可以包括光学部件,所述光学部件用于使激光束偏转,以切割保持在用于保持和旋转的多个装置上的玻璃管。

所述系统可以包括用于使从玻璃管分离的中空玻璃体再成形为医用容器的装置。

用于使中空玻璃体再成形的装置可以被配置为使中空玻璃体再成形为注射器、药筒、其他医用筒、小瓶或其他医用容器。

用于使中空玻璃体再成形的装置可以被配置为使中空玻璃体再成形为非医用容器。

所述系统可以包括用于用制剂填充医用容器的装置。用于填充的装置可以被配置为用包含至少一种药物活性物质或药物载体物质的制剂填充医用容器。药物载体物质可以是WFI(注射用水)。

所述系统可以进一步被配置为将塞子、注射器柱塞或另一封闭元件插入医用容器的端部,在所述端部处中空玻璃体已通过激光切割从玻璃管分离。

所述系统可以被配置为执行根据实施方案的方法。

根据本发明的方法和系统可以用于制造中空玻璃体,所述中空玻璃体再成形为医用容器。与其中将划痕机械地引入玻璃管并且随后通过激光辅助加热结合冷却而产生机械应力的方法相比,获得了改善的再现性且降低了生产期间的废品率。可以防止在通过激光切割而分离的端部处中空玻璃体内径的不期望的大幅减小。

附图说明

参照附图详细描述本发明的示例性实施方案,在附图中,相似或相同的附图标记表示相似或相同的元件。

[图1]图1是用根据一个实施方案的方法和系统生产的医用容器的截面图。

[图2]图2是图1的医用容器的细节图。

[图3]图3是在根据一个实施方案的方法和系统中从玻璃管分离中空玻璃体的激光切割操作的示意图。

[图4]图4示出了根据一个实施方案的方法和系统中用于激光切割的激光束的光束轮廓。

[图5]图5示出了根据一个实施方案的方法和系统中用于激光切割的激光束的随时间变化的输出功率。

[图6]图6示出了根据一个实施方案的方法和系统中的激光切割操作期间的玻璃管的截面图。

[图7]图7是图6的细节A的放大图。

[图8]图8是根据一个实施方案的系统的示意图。

[图9]图9是根据一个实施方案的系统的示意图。

[图10]图10是图8和图9的系统的部件的局部放大图。

[图11]图11示出了对于通过根据本发明的方法分离的试样和对于通过常规方法分离的试样,在分离的中空玻璃体的端部处的内径减小。

[图12]图12示出了在分离的中空玻璃体的端部处的内径减小与中空玻璃体的圆柱形主要部分的内径的比率,其中示出了通过根据本发明的方法分离的试样的数据和通过常规方法分离的试样的数据。

具体实施方式

下面参考附图描述用于从玻璃管分离中空玻璃体以制造容器的方法和系统。尽管在诸如注射器或药筒的特定医用容器的背景下或在特定激光装置的背景下描述了一些示例性实施方案,但是实施方案不限于此。根据本发明的方法和系统还可以用于制造非医用容器或其他物体。

根据实施方案的方法和系统使得中空玻璃体能够通过激光辐射从玻璃管分离。分离可以被执行为使得不必在用于分离中空玻璃体的玻璃管的分离区域上施加机械力。可以通过在玻璃管壁的至少一个区域中进行激光升华切割来实现分离。除了升华之外或代替升华,在相邻区域中,玻璃可任选地被熔化。

所述方法和系统可以包括对分离的中空玻璃体的任选的进一步处理。例如,分离的中空玻璃体可以再成形为注射器、药筒或其他医用筒。中空玻璃体可以再成形为非医用容器。

图1是用根据一个实施方案的方法和系统制造的容器10的截面图。图2是图1的容器10的细节图。容器10可以是医用容器或非医用容器。

容器10可以由中空玻璃体制成。容器10可以由根据DIN 12111(ISO 719)的1级水解玻璃组成或包含这样的玻璃。

容器10具有第一端部12,在第一端部12处中空玻璃体已通过激光切割从玻璃管分离。容器10具有与第一端部12间隔开的第二端部11。例如,第二端部11可以形成为领口(collar)形状,其中容器10的外径具有收缩部29。

容器10具有布置在第一端部12和第二端部11之间的圆柱形主要部分13。容器10可以至少在圆柱形主要部分13中并且有利地沿着其整个长度绕中心轴19对称地旋转延伸。

容器在其圆柱形主要部分13中可以具有内径21、外径22和壁厚23。外径22可以小于30mm,优选小于15mm,优选小于13mm,更优选小于11mm。内径21可以小于28mm,优选小于12mm,优选小于8mm,更优选小于7mm。壁厚23可以小于1.5mm,优选小于1mm。

容器的第一端部12可以具有在中空玻璃体的分离期间由激光切割操作限定的形状。特别地,容器10可以由从玻璃管分离的中空玻璃体成形,使得在中空玻璃体从玻璃管分离之后,仅将第二端部11而不是第一端部12进一步再成形。因此,容器的第一端部12可具有激光切口14,所述激光切口14在中空玻璃体从玻璃管分离时产生,并且随后不再进行再成形。

由于分离操作,第一端部12可具有内径24。内径24可以是第一端部12的净宽度。根据本发明的方法和系统允许与常规方法相比减小在第一端部12处的内径24与圆柱形部分13的内径21之间的差Δ,所述常规方法除了使用激光辐射之外,还需要引入初始划痕以从玻璃管分离中空玻璃体。由于根据本发明的方法和系统,可以保持端部12处的内径的减小小于常规方法和系统。

例如,差Δ可以小于0.1mm,优选地小于0.05mm。已经通过激光辐射分离的容器10的端部12处的净宽度的这样的小幅减小带来了许多优点,例如在医用容器10的进一步机械处理中,用于填充和/或封闭容器10。

参考图3至图10,详细描述了允许从玻璃管分离中空玻璃体的方法和系统,其中中空玻璃体随后可以再成形为医用或非医用容器10。

图3示出了用于通过激光切割从玻璃管40分离中空玻璃体的系统30的部件。可以在不对分离区域施加机械力的情况下进行分离,特别是在玻璃管40的分离区域不引入初始划痕的情况下。激光切割操作可以包括在玻璃管40的至少一个区域中的激光升华切割。

玻璃管40可以由根据DIN 12111(ISO 719)的1级水解玻璃组成。玻璃管40可以由硼硅玻璃组成。

激光束34通过激光喷嘴31中的透镜33聚焦在玻璃管40的壁上。尽管在图3中仅示出一个透镜33,但是可以使用可包含多个透镜的透镜系统来聚焦激光束34。

激光喷嘴31可包括气体通道32。加压气体可以沿着与由透镜33准直的激光束34相同的开口离开激光喷嘴31。例如,激光切割过程中产生的烟气可以通过加压气体清除。可以保护聚焦装置在激光切割过程中面对玻璃管的一侧,例如前透镜33在激光切割期间面向玻璃管的一侧。

玻璃管40包括壁43。壁43可以绕玻璃管40的中心轴圆柱形地延伸。玻璃管40可以在激光切割操作期间绕其中心轴旋转,以产生圆周激光切口42。玻璃管40的旋转41的旋转轴可以垂直于激光束34的中心轴。

可以通过聚焦装置33将激光束34聚焦在玻璃管40上,使得激光束34的焦点布置在玻璃管40的面向聚焦装置33的侧面46上的表面上或壁厚内。玻璃管40的相对侧47上的壁可以与激光束34的焦点间隔开。通过玻璃管40的旋转41,壁43可以沿着玻璃管40的圆周跨越激光束的焦点逐渐移位,以产生圆周切口。

为了良好的激光切割操作,特别是对于包括在壁43的至少一个区域中进行激光升华切割的激光切割操作,可以将由聚焦装置33聚焦的激光束34的光束轮廓调整为玻璃管40的壁厚。可以通过对聚焦装置33进行适当的选择和/或定位和/或设置来实现将光束轮廓调整为玻璃管40的壁厚。

图4示出了由聚焦装置33聚焦的激光束34的光束轮廓以及与从中分离出中空玻璃体的玻璃管40的壁43的壁厚44。

将光束轮廓调整至壁厚44,使得瑞利长度38等于或小于壁厚44(以下称为wt)。瑞利长度38可以有利地等于或小于0.8×wt,特别地等于或小于0.6×wt,特别地等于或小于0.5×wt。

瑞利长度38可以被定义为光束腰部(在光束腰部处,激光束具有沿光束轴35的最小光束直径)与激光束43的半径37为光束腰部处半径36的√2倍的位置之间的沿光束轴35的距离。

为了良好的激光切割操作,特别是对于包括在壁43的至少一个区域中进行激光升华切割的激光切割操作,激光束34的激光源可以产生脉冲激光束。可以设置脉冲激光束的重复率和/或脉冲占空比,使得在至少壁43的一个区域中进行激光升华切割。

图5示出了由激光源产生的并且可以用于通过激光切割从玻璃管40分离中空玻璃体的强度脉冲的脉冲群50。脉冲群50包括多个脉冲,每个脉冲具有长度51。连续脉冲被间隔53隔开,而不发射激光。脉冲群50的连续脉冲的连续上升边缘之间的时间间隔52是重复率的倒数。脉冲占空比定义为脉冲的持续时间51除以在连续的上升脉冲边缘之间出现的并定义重复率的倒数的时间间隔52。

可以执行以下步骤来确定重复率、脉冲占空比和任选的其他参数(例如激光频率和/或激光功率)的合适参数:

(a)首先,可以定义一个参数域,其范围为多个参数。所述多个参数可以包括重复率、脉冲占空比和激光功率。在一个示例性实施方案中,参数域可以由1kHz至200kHz的重复率、7%至50%的脉冲占空比和0.2kW至1kW的激光功率定义。

(b)参数域可以通过选择参数域沿不同参数轴具有步长的点进行测试。

(c)使用相应的参数执行激光切割。

(d)通过定量质量标准对激光切割进行评估,例如通过激光切割处理的中空玻璃体端部处的内径变化Δ和/或切割边缘的圆度。

(e)以较小的步长在围绕参数域区域重复步骤(b)至(d),这在先前的迭代中被确定为特别合适。

在示例性实施方案中,可以控制激光源,使得具有3kHz至30kHz,优选地4kHz至12kHz的重复率,以及在5%至35%之间,优选地在8%与17%之间的脉冲占空比的脉冲群产生并用于激光切割。

在有利的实施方案中,激光切割操作包括激光升华切割。激光升华切割不必延伸整个壁厚,但可以与其他可能包括熔化的激光切割工艺结合。

图6示出了用激光辐射切割的玻璃管40的截面图。图7示出了图6中标记的细节A的放大图。

在激光切割期间,激光束可以聚焦在壁43上,使得激光束在其中心具有与光束轮廓同心地对准的升华区61。在升华区61中,发生通过升华的分离。在围绕升华区61的混合区62中,玻璃管40的玻璃升华并熔化。混合区62被熔化区63围绕,该熔化区在分离的中空玻璃体上以及在玻璃管的其余部分上在壁43的内表面和外表面上产生半径,所述半径在图7中最清楚可见。在包括玻璃管40的中心轴的每个截面中,该半径形成从玻璃管40的内侧延伸到外侧的弧。弧的切线可以切向或近似切向过渡到玻璃圆柱体的内侧和外侧。

根据实施方案的方法和系统可以被配置为通过激光切割在少于1s内,优选在少于0.9s内从玻璃管40分离中空玻璃体。

可以以合适的方式将根据实施方案的方法和系统集成到工业制造方法中,从而可以有效地处理多个玻璃管。

图8是用于制造医用或非医用容器的系统70的示意图。系统70可以被配置为通过激光切割从玻璃管分离中空玻璃体。系统70可以任选地被配置为使从玻璃管分离的中空玻璃体进一步再成形和/或填充和/或封闭再成形的中空玻璃体。

系统70包括激光源71和控制装置78。激光源71可以被配置为发射脉冲激光束。如上所述,控制装置78可以被配置为使用开环控制或使用闭环控制来控制脉冲群的重复率和/或脉冲占空比。

系统70可以任选地包括激光偏振器72和/或激光开关73。控制装置78可以被配置为使用开环控制或使用闭环控制来控制激光偏振器72和/或激光开关73,例如以便选择性地向多个激光头74a、74b中的一个提供激光辐射79。

系统70可以包括多个装置77,每个装置被配置为保持并且任选地旋转玻璃管,并且在图8中仅示出了其中一些。当激光头74a、74b之一执行激光切割操作的同时,装置77可以旋转它们所保持的玻璃管。

用于保持玻璃管并且任选地用于旋转玻璃管的多个装置77可以布置在输送机装置77a上。装置77可各自可旋转地安装在输送机装置77a上。系统70可以包括用于旋转地驱动装置77的驱动装置。装置77可以被布置为沿着输送机装置77a的圆周彼此间隔开。

输送装置77a本身可以可旋转地安装。系统70可以包括用于旋转地驱动输送机装置77a的另一个驱动装置。驱动装置可以由控制装置78或单独的控制装置控制。输送机装置77a和装置77的驱动器可以彼此独立地致动。

由激光源71产生的激光束可以经由光学部件76,例如镜子,被引导到一个或多个激光头74a、74b。每个激光头74a、74b可以具有如参照图3至图7描述的聚焦装置。每个激光头74a、74b可以包括如参照图3描述的激光喷嘴31。

多个激光头74a、74b可以沿着输送机装置77a的圆周布置在不同的位置处。激光头74a、74b可以固定地安装在系统70中,但是也可以包括机械可移动的部件,例如用于激光束跟踪。可以配置激光头74a、74b和/或装置77,使得每次相应的装置77移动经过激光头74a、74b时,由激光头74a、74b发射的用于激光切割的激光束机械地跟踪或跟随相应的装置77。

激光头74a、74b可以分别安装在安全壳体75a、75b中。

系统70可以被配置为制造药筒或其他医用筒。可以沿着输送机装置77a的圆周布置其他加工站。例如,可以提供用于在中空玻璃体已经从玻璃管分离之后使中空玻璃体再成形的加工站。可以提供用于填充和/或封闭再成形的中空玻璃体的加工站。

尽管图8示意性地示出了沿着输送机装置77a的圆周的两个激光头74a、74b,但是也可能仅设置一个激光头。也有可能沿着输送机装置77a的圆周定位多于两个激光头。

系统70可以是索引机,其中输送机装置77a被重复地停止以进行激光切割。激光头74a、74b可以以固定的方式安装。

系统70还可以被配置为使得在玻璃管连续移动通过激光头的同时在激光切割期间执行激光束跟踪。将参照图10更详细地描述这样的配置。

图9是用于制造医用或非医用容器的系统80的示意图。系统80可以被配置为通过激光切割从玻璃管分离中空玻璃体。系统80可以任选地被配置为使从玻璃管分离的中空玻璃体进一步再成形和/或填充和/或封闭再成形的中空玻璃体。

系统80包括激光源71和控制装置78,其可以如参考图8所述进行配置和设计。激光偏振器72、激光开关73和光学部件76也可以如参考图8所描述的那样配置。

系统80包括输送机装置81,所述输送机装置81具有定位在其上的多个装置82,用于保持和任选地旋转玻璃管。输送机装置81可以是可旋转驱动的。每个装置82可以相对于输送机装置81可旋转驱动。装置82可以旋转由它们保持的玻璃管,同时激光头74a执行激光切割操作。可以配置激光头74a和/或装置82,使得每次相应的装置82移动经过激光头74a时,由激光头74a发射的用于激光切割的激光束机械地跟踪或跟随相应的装置82。

系统80包括另外的输送机装置85,所述另外的输送机装置85具有定位在其上的多个另外的装置86,用于保持和任选地旋转玻璃管。所述另外的输送机装置85可以是可旋转驱动的。每个另外的装置86可以相对于输送机装置85可旋转驱动。另外的装置86可以旋转由它们保持的玻璃管,同时另外的激光头74b执行激光切割操作。可以配置另外的激光头74b和/或另外的装置86,使得每次相应的另外的装置86移动经过所述另外的激光头74b时,由所述另外的激光头74b发射的用于激光切割的激光束机械地跟踪或跟随相应的另外的装置86。

输送机装置81和/或另外的输送机装置85可各自形成用于制造注射器的装置。系统80可以包括另外的站,所述另外的站可以定位在输送机装置81和/或另外的输送机装置85上,以在中空玻璃体已经从玻璃管分离之后使中空玻璃体再成形,以填充再成形的中空玻璃体和/或封闭再成形的中空玻璃体。

系统80可以是索引机,其中输送机装置81、85被重复地停止以进行激光切割。激光头74a、74b可以以固定的方式安装。

系统80还可以被配置为使得在玻璃管连续移动通过激光头的同时在激光切割期间执行激光束跟踪。将参照图10更详细地描述这样的配置。

图10是系统70、80的部件的放大透视图。系统70、80包括多个可旋转地安装的装置82a、82b、82c,其可各自布置在可独立于可旋转地安装的装置82a、82b、82c而被驱动的输送机装置上。装置82a、82b、82c中每一个可以被配置为保持并旋转玻璃管40a、40b、40c。

可以安装激光头74a,使得当相应的装置82a、82b、82c被引导经过激光头74a时,使激光束34机械地跟踪相应的装置82a、82b、82c。激光头74a可以由弹簧弹性元件88朝向装置82a、82b、82c偏置。可设置滚轴89、摇杆或其他跟踪元件以在装置82a、82b、82c之一移动经过激光头74a时机械地移动激光头。

利用根据示例性实施方案的方法和系统,可以消除或减轻与常规方法和系统相关的各种缺点。例如,可以制造中空玻璃体和医用或非医用容器,其在用激光辐射处理的端部处的内径与圆柱形主要部分中的内径相比仅稍微减小。

图11示出了在大量试样中测得的内径偏差Δ的数据。内径偏差Δ可以定义为中空玻璃体的经激光切割处理的端部处的内径与中空玻璃体的圆柱形主要部分的内径之间的差,如参考图2对于医用容器所描述的。在图11中,根据试样编号绘制了内径偏差。

第一数据91是在中空玻璃体中测量的,该中空玻璃体已经通过根据本发明的方法和系统从玻璃管分离。第二数据92是在中空玻璃体中测量的,该中空玻璃体通过常规方法和系统与从相同的玻璃管分离,其中在常规方法和系统中,机械地引入起始划痕,随后通过激光辐射加热玻璃管,并再次冷却。

确定中空玻璃体第一数据91和第二数据92,各自的第一内径为6.85±0.15mm,在圆柱形主要部分中的外径为8.65±0.15mm。从中分离出中空玻璃体的玻璃管的壁厚wt和分离出的中空玻璃体的主要部分的壁厚wt为0.9±0.1mm。从中分离出中空玻璃体的玻璃管和中空玻璃体均由1级水解玻璃组成。

当使用具有10.6微米波长的CO

对于按照本发明的方法制造的中空玻璃体和常规的中空玻璃体,按照递增的内径偏差的顺序对试样的测得的内径偏差进行分类。随后以连续的方式对试样进行编号。因此,数据91和数据92示出了内径偏差的单调增加,这反映了已经根据内径偏差对试样进行了分类和编号的事实。重要的是,通过根据本发明的方法制造的中空玻璃体具有的内径偏差91明显小于常规试样的内径偏差92。

从图11可以得出,用本发明的方法和系统制造的中空玻璃体在用激光辐射处理的末端处具有的内径偏差明显小于用常规方法和系统制造的中空玻璃体。特别地,在通过根据本发明的方法和系统制造的中空玻璃体中,可以实现小于0.1mm,并且平均甚至小于0.05mm的内径偏差。

对于由第一数据91表示的中空玻璃体,内径偏差除以第一内径小于0.016,平均甚至小于0.008。

对于由第一数据91表示的中空玻璃体,内径偏差除以圆柱形主要部分中的壁厚小于0.12,平均甚至小于0.06。

根据示例性实施方案的方法和装置可用于制造中空玻璃体,其中

-内径偏差Δ至多为100mm,和/或

-内径偏差Δ除以圆柱形主体的内径小于0.02,优选小于0.01,优选小于0.007,更优选小于0.005,和/或

-内径偏差Δ除以壁厚小于0.2,优选小于0.1,优选小于0.07,更优选地小于0.05,

而方法和装置不限于此。

图12以示例性方式示出了对于其内径偏差在图11中示出的中空玻璃体,内径偏差Δ除以相应中空玻璃体的圆柱形主体的内径。数据93表示通过根据本发明的方法制造的试样的内径偏差Δ与圆柱形主体的内径之比。数据94表示通过上述常规方法制造的试样的内径偏差Δ与圆柱形主体的内径之比。通过根据本发明的方法生产的试样的内径偏差Δ与圆柱形主体的内径之比93小于0.02。通过根据本发明的方法,可以显著减小内径偏差Δ与圆柱形主体的内径之比。

类似地,通过根据本发明的方法,可以显著减小内径偏差Δ与中空玻璃体的圆柱形主要部分的壁厚之比。

根据示例性实施方案的方法和装置可用于制造注射器或药筒,但不限于此。

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