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激光切割加工玻璃制品原理

2019-05-22

玻璃種類繁復(fù),常見的為鈉鈣玻璃,也稱為堿性玻璃,主要用于汽車業(yè)、建筑業(yè)及家用器具領(lǐng)域,一般厚度為1.6~10mm。厚度為1mm或缺乏1mm的玻璃稱為硼硅玻璃或許非堿性玻璃,主要用于平板顯示器與電子產(chǎn)品領(lǐng)域。我們知道玻璃切開技能一直是加工玻璃中很重要的一個,玻璃因為具有硬脆性因而加工比較困難。但是怎么能難倒我們的激光切割呢?

傳統(tǒng)的玻璃切開選用硬質(zhì)合金或金剛石刀具,其切開流程一般為:先用金剛石刀尖或硬質(zhì)合金砂輪或高硬度金屬輪,在玻璃的外表劃出一條刻痕,再選用機械手段將玻璃沿著刻痕線分割開。用砂輪或機械輪在玻璃上進行刻劃的過程中,發(fā)生沿著切開方向的切向張力,然后可使玻璃沿著劃痕裂開。這種辦法切開的成果是:邊際不滑潤、有細小裂痕,資料上殘存不對稱邊際應(yīng)力及殘留碎屑等。關(guān)于許多應(yīng)用,碎屑和部分應(yīng)力所造成的細小裂痕將造成器材的失靈,所以必須進行切后邊際的打磨與拋光,以強化邊際。另外,機械輪加工中還需要輔佐劑輔佐切開,輔佐劑也有可能粘在成品邊際,需要過水清洗或超聲波清洗等處理。后續(xù)處理工序以及低成品率(發(fā)作不確定的裂痕)等都將增加成品玻璃制品的造價。

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當(dāng)今,關(guān)于玻璃制品的質(zhì)量要求越來越高,須完成更為精密、詳盡的加工成果,因為傳統(tǒng)工藝現(xiàn)已很難到達無微裂紋及邊際質(zhì)量方面的要求,所以迫切需要玻璃切開的技能創(chuàng)新。東莞激光切割技能現(xiàn)已成熟,在金屬板材與管材、有機板材與管材等資料的切開方面,獲得了成功的應(yīng)用,使傳統(tǒng)的制造技能得到了很大程度的改造與提升。而玻璃是無機資料,熱傳導(dǎo)率很低,從理論上講用激光加工應(yīng)該有較好的成果。這也就使得激光切開玻璃的技能發(fā)展起來。

激光切割玻璃的原理:激光切開玻璃的辦法從原理上能夠分為兩種:一種是熔融(蒸騰)切開法,另一種是裂紋控制法。

(1)熔融切開法

使用玻璃處在軟化的溫度下具有較好的塑性和延展性,用聚焦的CO2激光或許紫外激光照射到軟化的玻璃外表,激光具有的較高的能量密度會導(dǎo)致玻璃融化,然后用氣流吹走熔融的玻璃,發(fā)生溝槽,然后完成玻璃的熔融切開。

(2)裂紋控制法

激光切割常用的辦法。一,對玻璃外表進行激光加熱,較高的能量會使該處的溫度急劇升高,外表發(fā)生較大的壓應(yīng)力,但該壓應(yīng)力不會使玻璃發(fā)生決裂;二,對該區(qū)域進行急劇的冷卻,一般選用冷卻氣體或許冷卻液,急劇的降溫會使玻璃外表發(fā)生較大的溫度梯度和較大的拉應(yīng)力,這個拉應(yīng)力會使玻璃外表沿著預(yù)訂劃線的方向開始決裂,完成玻璃的切開。


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