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玻璃激光切割的应用分析

01、玻璃材料和激光切割


玻璃是汽车、建筑业、医疗、显示器、电子产品等行业越来越广泛使用的重要产业材料。如今,各行业对玻璃切割的要求越来越精细、精密、严格,传统的玻璃切割技术已经不能满足生产的要求,激光切割技术对传统制造技术进行了重大改造和改进,在玻璃制造中起到了非常重要的作用。


激光切割是一种高级加工技术,目前正在大规模应用于工业生产。激光束具有高亮度、高方向性、单色性和高相关性,利用激光切割玻璃具有传统方法无法比拟的优势,因此激光切割技术已成为玻璃加工行业的重要工具。
玻璃的突出特点是坚硬脆,会对加工造成很大困难,因此在切割工艺和方法上与其他材料有很大的差异。


02、激光切割玻璃的应用分析


首先,我们来了解一下传统的机器切割有什么缺陷。
传统的玻璃切割手段使用硬质合金或金刚石工具,用这种方法雕刻和切割有一些缺陷。去除材料会产生碎屑、碎片、微细裂纹,降低切割边缘的强度,需要额外的整理工艺。此外,机械力用于薄玻璃也会带来产量损失。
与传统方式不同,激光束的能量以非接触方式切割玻璃。这种能量加热工件的指定部分,使其达到预定义的温度。在快速加热过程后立即进行快速冷却,使玻璃内部产生垂直应力带。不是机械原因,而是热量引起的,因此不会出现碎屑和微裂纹。因此,激光切割边缘的强度也比传统的笔划和分割方式强。


激光切割玻璃的主要工艺有两种。一种是熔融切割方法,另一种是裂纹控制方法。


1)熔融切割方法


使用玻璃在柔软的温度下,用塑料和延展性好、聚焦的CO2激光或紫外线激光照射柔软的玻璃表面,激光的能量密度高会使玻璃融化。然后,吹走被气流溶解的玻璃,制作凹槽,实现玻璃的熔融切割。

玻璃激光切割的应用分析


2)裂缝控制法


这是常用的激光切割方法。1.用激光加热玻璃表面,能量越高,温度急剧升高,表面产生较大的压应力,但这种压应力不会使玻璃破裂。2.该区域的急剧冷却通常使用冷却气体或冷却液,急剧冷却会导致玻璃表面出现较大的温度梯度和较大的拉伸应力。该拉伸应力使玻璃表面朝预定下划线方向破裂,允许玻璃切割。

玻璃激光切割的应用分析


选择合适的激光,包括波长、输出功率、光束模式、灵活性、成本、可靠性、是否集成系统等。一般来说,切割玻璃通常使用CO2激光或皮秒激光等。


CO2激光发射的激光波长为10.6μm,玻璃能强吸收波长10.6μm的激光,几乎所有激光能量都被玻璃表面15μm吸收层吸收,因此玻璃激光切割系统几乎全部构成CO2激光。


皮秒级超高速激光以非常窄的脉冲宽度显示出很大的优势,利用低热扩散的特点,在热传导传递到周围材料之前完成材料中断,对切削脆材料有很好的效果。


03、应用实例


1、玻璃激光切割样品的展示


国玉激光科技玻璃切割机使用高性能紫外线/绿光激光器,焦点光斑小,切口窄,切口平整,边缘小,加工速度快。适用于手机盖子、光学玻璃、蓝宝石底座、全板玻璃材料微孔钻头及微细切割、钟表行业微孔、异形孔加工及形状切割。

玻璃激光切割的应用分析


2、国玉激光科技


国玉激光科技3D激光切割机,具有高良率、高效率、低成本、异形切割、微细切、薄料切割,最小加工孔径0.2mm,可应用于各类玻璃OGS、CoverLens上的听孔、按键孔等异形孔切削成形。

玻璃激光切割的应用分析

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