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玻璃激光切割技术

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编辑时间 : 2020-06-03

玻璃是一种重要的材料,广泛用于国民经济的许多行业,例如汽车工业,建筑业,医疗,显示器和电子产品等,以及用于大型制造文件(例如汽车)的大型玻璃面板工业或建筑业,小至几微米的小型光学滤光片,用于笔记本电脑平板显示器的玻璃基板。有各种类型的玻璃。最常见的类型是钠钙玻璃,也称为碱性玻璃,主要用于汽车工业,建筑业和家用电器领域。厚度通常为1.6到10mm。厚度小于等于1mm的玻璃被称为硼硅酸盐玻璃或非碱性玻璃,主要用于平板显示器和电子产品领域。

玻璃的特征是坚硬的脆性,这给加工带来很大困难。传统的玻璃切割使用硬质合金或金刚石切割工具。切割过程通常如下:首先使用金刚石尖端或硬质合金砂轮或高硬度金属轮在玻璃表面上划刻,然后使用机械方法沿刻痕线切割玻璃。在用砂轮或机械轮对玻璃进行划刻时,会产生沿切割方向的切线张力,从而使玻璃沿划痕破裂。这种切割方法的结果是边缘不光滑,因此是微小的裂纹,残留的不对称边缘应力和材料上的残留碎屑等。在许多应用中,由碎屑和局部应力引起的微小裂纹会导致设备故障,因此必须对边缘进行抛光和抛光以增强边缘强度。此外,在机械轮的加工中还需要辅助剂来辅助切割,并且辅助剂也可以粘附在成品的边缘上,并且需要通过水清洗或超声清洗等处理来处理。后续的加工操作和低产量(不确定的裂纹)将增加玻璃成品的成本。

如今,对玻璃产品的质量要求越来越高,必须实现更精确,更详细的加工结果。由于传统工艺难以满足微裂纹和边缘质量的要求,因此迫切需要玻璃切割的技术创新。激光切割技术已经成熟,已成功应用于金属板材,管材,有机板材,管材等材料的切割,极大地改变了传统的制造工艺。玻璃是无机材料,并且其导热率非常低。从理论上讲,激光加工应该有更好的效果,这也带动了激光切割玻璃技术的发展。

激光切割玻璃的方法原则上可以分为两种:一种是熔融(蒸发)切割方法,另一种是裂缝控制方法。

(1)熔体切割法,在软化温度下使用具有良好可塑性和延展性的玻璃,在软化的玻璃表面上聚焦的CO2激光或紫外线激光照射下,较高的激光能量密度导致玻璃熔化然后吹走带有空气流的熔融玻璃,形成一个凹槽以实现玻璃的熔融切割。

(2)裂纹控制方法,这是一种常见的激光切割方法。第一步,玻璃表面被激光加热,较高的能量将导致温度急剧上升,玻璃表面将产生很大的压应力。但是压应力不会导致玻璃破裂。在第二步中,通常使用冷却气体或冷却液对区域进行快速冷却。急剧的温度下降会在玻璃表面产生较大的温度梯度并产生较大的拉应力,这种拉应力会导致玻璃表面沿预定的划痕线开始破裂,从而实现切割玻璃的目的。


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