玻璃的激光切割技术

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激光切割玻璃参数

激光切割玻璃参数

激光切割玻璃参数激光切割玻璃是一种高精度、高效率的切割方法,广泛应用于玻璃加工行业。

激光切割玻璃的参数对切割质量和效率有着重要影响。

本文将介绍激光切割玻璃常用的参数及其作用,以及如何选择适合的参数进行切割。

1. 激光功率激光功率是激光切割玻璃时最重要的参数之一。

它决定了激光束对玻璃的能量传递和切割速度。

功率过低会导致切割速度慢,功率过高则容易引起玻璃熔化或破裂。

因此,在选择激光功率时需要考虑玻璃的厚度和切割要求,以达到最佳的切割效果。

2. 激光频率激光频率是指激光束的振动次数,通常以赫兹(Hz)为单位。

激光频率越高,激光束的能量密度越大,对玻璃的切割速度也越快。

然而,过高的频率可能会引起玻璃表面的熔化和破裂,因此需要根据玻璃的特性和切割要求选择适当的激光频率。

3. 焦点位置焦点位置是指激光束聚焦在玻璃表面的位置。

焦点位置的选择直接影响到切割线的质量和速度。

一般情况下,将焦点位置设置在玻璃表面上方的一定距离处,可以获得较好的切割效果。

然而,焦点位置的具体选择还要考虑玻璃的厚度和切割要求。

4. 切割速度切割速度是指激光在玻璃上划过的速度。

切割速度的选择要根据玻璃的厚度、切割质量要求和激光功率来确定。

一般来说,切割速度过快会导致切割线不充分,切割质量下降;而切割速度过慢则会浪费时间和能源。

因此,需要根据实际情况选择适当的切割速度。

5. 气体类型和流量激光切割玻璃时通常需要辅助气体来吹走切割区域的碎片和热量,以保证切割质量。

常用的气体有氮气、氧气和惰性气体等。

气体的选择要根据玻璃的材质和切割要求来确定。

同时,气体的流量也需要适当调整,过大或过小的流量都会影响切割效果。

激光切割玻璃的参数包括激光功率、激光频率、焦点位置、切割速度和气体类型及流量等。

在实际应用中,需要根据玻璃的特性和切割要求来选择适合的参数。

通过合理调整这些参数,可以实现高效、精确和稳定的玻璃切割。

当然,不同的玻璃材料和切割要求可能需要不同的参数组合,因此在实际操作中需要不断优化和调整,以获得最佳的切割效果。

玻璃激光切割的应用和领域

玻璃激光切割的应用和领域

玻璃激光切割的应用和领域以玻璃激光切割的应用和领域为题,我们将探讨玻璃激光切割技术的相关应用和领域。

玻璃激光切割是一种高精度的加工技术,可以在玻璃表面产生高能量的激光束,通过激光束的照射和热量的作用,将玻璃材料切割成所需的形状和尺寸。

玻璃激光切割技术具有高精度、高效率、无接触、无污染等优点,因此在许多领域有着广泛的应用。

玻璃激光切割在建筑和室内装饰领域有着重要的应用。

玻璃作为一种常见的建筑材料,常常需要被切割成各种形状的窗户、玻璃门、隔断等。

激光切割技术可以实现对玻璃的高精度切割,使得窗户和门的尺寸更加准确,整体装饰效果更加美观。

玻璃激光切割在汽车行业也有重要的应用。

汽车前挡风玻璃和侧窗玻璃常常需要被切割成复杂的弧形或曲线形状,以适应车身外观设计。

激光切割技术可以实现对玻璃的高精度切割,使得汽车玻璃的形状更加符合设计要求,提高了汽车整体的外观质量。

玻璃激光切割在电子产品制造领域也有着广泛的应用。

例如,智能手机的触摸屏和显示屏常常需要使用玻璃作为基底材料,而这些玻璃材料需要被切割成适当的尺寸和形状。

激光切割技术可以实现对玻璃的高精度切割,使得手机的屏幕尺寸更加准确,提高了手机的显示效果和用户体验。

除了以上应用领域,玻璃激光切割还可以在玻璃工艺品制造、光学器件加工、玻璃器皿制造等领域发挥重要作用。

例如,玻璃工艺品常常需要被切割成各种复杂的形状和花纹,以达到艺术效果。

激光切割技术可以实现对玻璃的高精度切割,使得工艺品的形状更加精细,提高了工艺品的观赏价值。

玻璃激光切割技术在建筑、汽车、电子产品制造以及玻璃工艺品制造等领域都有着广泛的应用。

其高精度、高效率的特点使得它成为一种重要的玻璃加工技术。

随着科技的不断发展和创新,相信玻璃激光切割技术将在更多领域发挥出更大的作用。

玻璃激光切割的工艺流程

玻璃激光切割的工艺流程

标题:玻璃激光切割的工艺流程嗨,大家好!今天咱们来聊聊那个高大上的玩意儿——玻璃激光切割。

可能大家一听这名儿就觉得跟自己八竿子打不着关系,其实呢,这技术咱生活中到处都能见,比如手机屏幕啊、窗户玻璃啊,都用得上。

今儿个,我就用大白话来给大家介绍一下这激光切玻璃是咋回事儿。

首先得搞明白,激光这玩意儿可不是闹着玩的,它的劲儿特别足,能精准地把玻璃割开。

你想啊,那么硬的玻璃,它能轻松切开,就跟刀切豆腐似的。

但这活儿可不是随便谁都能干的,得有专门的设备和熟练的技术才行。

咱们说正题,玻璃激光切割的流程分为好几个步骤,每一步都得小心谨慎,不然就容易出错儿。

第一步呢,就是设计图案。

这个得用专业软件来做,得把要切的图案画得精确到毫米,这样激光才能照着图纸一丝不差地切。

设计好了,就得到第二步,准备工作。

这一步骤就是把玻璃固定在工作台上,确保它不会在切割的时候乱动。

还得调整好激光头的位置和焦距,这可是精细活儿,一点都马虎不得。

接下来,第三步,就是切割了。

这时候,激光头就开始工作啦,它会按照之前设计的图案,一点一点地把玻璃割开。

这个过程看着挺慢,但实际上速度可快了,尤其是那高功率的激光,就跟玩儿似的。

而且,激光切玻璃有个好处,就是不会产生那么多废料,也不会像传统机械切割那样,弄得到处都是碎片。

但别忘了,激光切割的时候会产生高温,所以还得用水或者气体来冷却,避免玻璃受热过度。

第四步呢,就是后处理了。

激光切出来的玻璃边缘可能会有一些毛刺,这就需要打磨光滑,有时候还得进行清洗或者打孔啥的。

这一步虽然看起来简单,但其实也挺考验技术的,得保证处理过的玻璃质量过关。

最后一步,就是检查了。

这时候,就得把切割好的玻璃仔细检查一下,看看有没有裂纹啊、尺寸对不对啊、图案精不精细啊这些。

要是有问题,还得返工,这可得费不少功夫。

说实话,这玻璃激光切割听着挺简单,实际上技术含量挺高的。

我在这儿说的时候感觉挺轻松,实际操作起来可是得小心翼翼,每一个细节都不能放过。

激光切割玻璃的原理

激光切割玻璃的原理

激光切割玻璃的原理激光切割玻璃是一种常见的切割工艺,它利用激光束对玻璃材料进行加工。

这种切割方式因其高精度、高效率和无接触性而被广泛应用于工业生产和科学研究领域。

那么,激光切割玻璃的原理是什么呢?激光切割玻璃的原理基于激光与玻璃材料之间的相互作用。

激光是由高能量光子组成的,它具有高度聚焦和高能量密度的特点。

当激光束照射到玻璃表面时,光子与玻璃原子发生相互作用。

在激光照射下,玻璃表面的原子和分子开始受到激发。

激光束的能量被吸收并转化为热能,使得玻璃局部区域的温度急剧升高。

当温度达到一定程度时,玻璃发生热膨胀,内部应力超过了材料的强度极限,导致玻璃断裂形成切割线。

激光切割玻璃的过程可以分为几个关键步骤。

首先,激光束通过透镜进行聚焦,使得光斑尺寸变小,能量密度增加。

其次,高能量激光束照射到玻璃表面,吸收并转化为热能。

然后,局部区域的温度迅速升高,玻璃发生热膨胀。

最后,超过玻璃强度极限的应力导致玻璃断裂,形成切割线。

激光切割玻璃的原理还受到玻璃材料的特性和激光参数的影响。

首先,不同类型的玻璃对激光的吸收能力不同。

例如,普通玻璃对CO2激光的吸收能力较弱,而对红外激光的吸收能力较强。

其次,激光的能量密度和作用时间也会影响切割效果。

适当调整激光的功率、脉冲频率和扫描速度,可以实现不同厚度和形状的玻璃的切割。

激光切割玻璃的原理使得可以实现高精度和复杂形状的切割。

与传统的机械切割方式相比,激光切割具有很多优势。

首先,激光切割无需接触玻璃表面,避免了机械切割可能引起的损伤和污染。

其次,激光切割的热影响区域较小,减少了因热变形而导致的切割误差。

此外,激光切割还可以实现非常细小的切割线宽度,满足对高精度加工的需求。

激光切割玻璃是一种基于激光与玻璃材料相互作用的切割工艺。

通过激光束的高能量聚焦和热能转化,可以使玻璃局部区域温度升高并发生热膨胀,最终导致玻璃断裂形成切割线。

激光切割玻璃具有高精度、高效率和无接触性的优势,被广泛应用于工业生产和科学研究领域。

玻璃激光切割工艺

玻璃激光切割工艺

玻璃激光切割工艺玻璃是一种重要的产业材料,应用在国民经济的诸多行业,如汽车业、建筑业、医疗、显示器、电子产品等,小到几微米的小型光学过滤器、笔记本电脑平板显示器的玻璃衬底,大到汽车业或建筑业等大规模制造领域所用的大尺寸的玻璃板。

玻璃显著的特点是硬脆性,给加工带来很大的困难。

传统的玻璃切割手段采用硬质合金或金刚石刀具,被广泛地用于许多应用当中,其切割流程分为两个步骤。

首先玻璃被用金刚石刀尖或硬质合金砂轮,在玻璃的表面产生一条裂纹;之后,第二步就是采用机械手段将玻璃沿着裂纹线分割开。

然而,采用该方法进行划刻和切割存在着一些缺陷。

材料的去除会导致碎屑、碎块和微裂痕的产生,使切割边缘的强度降低,从而需要再进行一道清理工序。

由此工艺带来的深裂纹通常不会垂直于玻璃表面,原因在于机械力所生成的分割线一般是非垂直的。

而且,机械力作用于薄玻璃带来的产量损失也是一个负面因素。

以上这些缺陷能通过采用无应力玻璃以及进一步优化用于分割的工装得到改善。

然而,对于垂直切割线和防止边缘碎屑/裂纹之间的系统性矛盾来说,要想完全避免仍不可能。

激光技术的发展为这些质量问题带来了解决方案。

激光划线和分割与传统的机械切割工具不同,激光束的能量以一种非接触的方式对玻璃进行切割。

该能量对工件的指定部分进行加热,使其达到预先定义的温度。

该快速加热的过程之后紧接着进行快速冷却,使玻璃内部产生垂直向的应力带,在该方向出现一条无碎屑或裂纹的裂缝。

因为裂缝只因受热而产生,而非机械原因而产生,所以不会有碎屑和微裂纹出现。

因此,激光切割边缘的强度同传统划刻和分割方式相比是要更强的。

精加工的需要也得到降低或根本不需要。

另外,对出现玻璃碎块的状况也可完全避免。

对于激光划刻来说,在激光束的加热及随后的冷却过程作用下,玻璃表面被划出一条深度大约为10mm(玻璃厚度的约10%)。

玻璃随后能沿着划刻的方向被分割开来。

因为该技术不产生任何玻璃碎块,切割边缘常见的毛边和低强度也得到了避免,后续的抛光和打磨的工序也不再需要了。

玻璃激光切孔方法及激光切割装置与流程

玻璃激光切孔方法及激光切割装置与流程

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有机玻璃切割方法

有机玻璃切割方法

有机玻璃切割方法有机玻璃是一种常见的工程塑料,也被称为亚克力或PMMA。

它具有优良的透明性、抗冲击性、耐候性和加工性能,广泛应用于建筑、家具、装饰、广告牌等领域。

在实际应用中,有机玻璃的尺寸和形状往往需要进行切割和加工,下面我们将详细介绍有机玻璃的切割方法。

一、手工切割方法:手工切割是最常见的有机玻璃切割方法,适用于一些简单的直线切割任务。

1. 准备工具:尺子、铅笔、油剂、手齿锯、锉刀等。

2. 标记切割线:使用尺子和铅笔,在有机玻璃上标记需要切割的线条。

3. 涂油:将切割线上的区域涂上一层油剂,以减少切割时的摩擦力。

4. 手齿锯切割:沿着切割线,用手齿锯顺着一个方向进行切割。

需要耐心和稳定的手控力,并保持锯齿的方向垂直于切割线。

5. 修整边缘:使用锉刀修整切割后的边缘,使其平整光滑。

二、机械切割方法:机械切割适用于大批量生产和复杂形状的有机玻璃切割。

1. 常规切割机:常规切割机是一种专门用于切割有机玻璃的机械设备。

操作者需要通过控制面板设置切割尺寸和形状等参数,然后将有机玻璃放置在切割机床上进行切割。

2. 激光切割机:激光切割机采用激光束对有机玻璃进行切割。

这种切割方法精度高、速度快,适用于复杂形状和曲线的切割。

三、热切割方法:热切割方法主要是利用高温燃烧有机玻璃进行切割。

1. 火焰切割:火焰切割是利用高温火焰对有机玻璃进行烧灼切割。

先在切割线上涂上煤油、酒精或其他可燃液体,然后用火焰喷枪对切割线进行燃烧,使有机玻璃局部软化,然后用压力将软化的部分切割。

2. 热丝切割:热丝切割是使用加热丝进行切割。

通过加热丝的高温,可以将有机玻璃进行切割。

这种切割方法适用于不规则形状的切割。

四、水切割方法:水切割是一种使用高压水流对有机玻璃进行切割的方法。

1. 水射流:水射流切割将水加压到高压状态并通过小孔喷射出去,形成高速水流。

利用高速水流对有机玻璃进行切割。

这种切割方法可以实现复杂形状的切割,切割速度快、精度高。

玻璃的激光切割技术

玻璃的激光切割技术

用下完成的。拉边轮的轮缘有一周小齿, 随着拉边
机的转动, 通过这些小齿对玻璃液的咬合, 使得玻
璃液被不断向前推进 , 同时也在玻璃左右端面上各
自形成了一排啮合的咬痕。为了除去咬痕, 玻璃经
过退火窑冷端时, 需要进行纵向切割, 然后直到掰
边的阶段才能真正的除去这些不平整的边缘。掰边
是通过掰边轮以撞击的方式进行的。对于厚度较大
备应用于实际生产, 如为德国 “perfecta- fenster”公
司研制的切割高硼硅玻管的激光设备。应用传统工
艺切割高硼硅玻管难度很大, 而激光切割技术则具
有很高的效益。Grenzebach 公司研制的激光切割设

光机电信息
Mar . 2008
图 6 利用 Grenzebach 公司研制的激光切割设备进行玻管 切割
可用于激光切割, 但其切割原理不同于 CO2 激光器。 从图 1 中可以看出, 厚度为 3.88 mm 的超白玻璃对
于波长约为 1 μm 的激光透过率约为 80% , 吸收不
足 20% ; 而绿玻璃的吸收率要高得多, 约有 80%。
玻 璃 对 波 长 约 为 1 μm 的 激 光 的 吸 收 属 于 体 吸 收 。
现在用于玻璃激光切割的激光器大多采用封离 型 CO2 激光器, 输出功率在 100~500 W 之间。这个 功率区间的 CO2 激光器技术已经非常成熟, 可以选 择的产品很多。例如, Coherent 公司的 K- 150 型激 光器, 外型尺寸只有 99 mm×20 mm×16.5 mm, 重量 只有 94 kg, 使用寿命超过 10 000 h, 集成简单, 操 作方便, 使用起来就象高功率灯泡一样简单。板条 放电的封离型 CO2 激光器有 2 个适于此应用的重要 特点。首先, 这种激光器光束质量好, 聚焦特性高, 可以被聚焦到很小的点, 从而显著地提高加工效率 和切割质量; 更重要的是, 板条放电技术 CO2 激光 器的输出绝对灵活可控, 输出的脉冲能量、脉宽以 及重复频率等都可被实时控制, 而不影响光束的聚 焦。这个优点对于实际的玻璃切割来说非常重要, 它意味着激光加工的参数可以根据不同种类、不同 厚度的玻璃的温度特性进行实时优化。

激光切割玻璃技术研究

激光切割玻璃技术研究

激光切割玻璃技术研究本文介绍了三种激光切割玻璃技术,并对在技术实践中对这三种技术具体如何使用并技术演化进行了梳理,并对两种技术的主要应用进行了介绍。

标签:玻璃;脆性材料;激光;切割随着近年移动显示设备的飞速发展,越来越多的超薄玻璃被更广泛的使用,对高强度超薄液晶保护玻璃进行高效率低成本高质量的切割加工是急需解决的一个问题。

传统的机械切割法是使用机械切割刀轮、金刚石及球形铣刀等对材料施加压力,使刀轮或铣刀旋转并沿着切割方向运动,进而达到切割的目的。

在使用传统的机械切割方法对液晶玻璃进行切割时,切割裂缝往往具有与刀具刀尖尺寸大小接近的裂缝宽度,且切割端面较为粗糙,沿切割路径存在细小的微裂纹,通常在加工后还需要对其切割边缘进行打磨、抛光等二次处理。

使用传统的切割方法切割液晶保护玻璃,其切割的良品率较低,切割边缘存在不同程度的毛刺,需要进行二次打磨,切割效率第且磨损刀头,加工成本较高。

玻璃是脆性材料的一种,脆性材料是在外力作用下(如拉伸、冲击等)仅产生很小的变形即破坏断裂的材料。

在精密仪、电子产品及日常生活中,脆性材料如玻璃、陶瓷、硅片、蓝宝石等有着非常广泛的应用。

采用激光切割玻璃有三种方法,分别是:熔断法切割、隐形切割(简称隐切)、激光成丝法。

熔斷法切割,是利用高能激光束沿着被切割玻璃的表面进行定向扫描,在切割路径上产生局部高温,当该温度达到或超过玻璃的软化点温度,则会在玻璃的表面产生融化的沟槽,当沟槽的深度较大时,对玻璃施加一定方向的外力便可以使其分离。

而利用该方法分割玻璃也存在一定的缺陷,由于局部的温度梯度较高,因此会产生较高的热应力以及残余应力,同时在切割边缘会产生大量的无规则微裂纹,且在其断裂面上残留有一定的熔融残渣,仍然需要对切割边缘进行打磨、清洗等后续加工工序。

其残余应力也使得二次加工良品率降低。

隐形切割,是将高能激光束聚焦到被切割玻璃的内部进行沿既定切割线进行定向扫描,在切割路径上产生局部高温,当该温度达到或超过玻璃的汽化温度,则使玻璃在其内部产生汽化的沟槽,当沟槽的深度足够大时,对玻璃施加一定方向的外力便可以使其分离。

玻璃切割原理

玻璃切割原理

玻璃切割原理
玻璃切割原理是指利用一定的方式和工具将玻璃材料切割成所需形状和尺寸的过程。

常见的玻璃切割方式包括:
1. 机械切割:使用带有金刚石刀片的切割机或电热丝等机械设备,通过施加外部力和热能,将玻璃切割成所需形状和尺寸。

这种切割方式适用于较厚的玻璃材料。

2. 激光切割:利用高能激光束对玻璃材料进行切割。

激光束通过增加玻璃材料的表面温度并导致其熔化和蒸发,实现切割目的。

激光切割具有高精度、高速度和无接触等优点,适用于薄玻璃材料。

3. 氧气切割:利用氧气在原理上可以与玻璃进行高温氧化反应的特性,使玻璃产生热裂缝,然后通过外部应力使其断裂,实现切割。

这种切割方式适用于较厚的玻璃材料。

4. 高压水射流切割:利用高压水射流对玻璃材料进行切割。

高压水射流能够通过冲击力将玻璃表面裂纹扩展,最终导致断裂。

这种切割方式适用于各种厚度和形状的玻璃材料。

总之,玻璃切割的原理是通过施加外部力、热能、激光束或水射流等方式,对玻璃材料产生裂纹,最终实现切割目标。

激光切割玻璃工艺

激光切割玻璃工艺

激光切割玻璃工艺激光切割玻璃工艺是一种高精度、高效率的玻璃加工方法,广泛应用于玻璃制造和装饰行业。

它通过将激光束聚焦在玻璃表面,使玻璃受热到临界温度,然后利用高能激光束对玻璃进行切割。

激光切割玻璃工艺具有精度高、速度快、无需接触等优点,因此在玻璃加工领域得到了广泛应用。

激光切割玻璃工艺具有高精度的特点。

激光束的焦点可以调整,使得切割线条更加细致,切割出的玻璃边缘更加光滑。

这对于一些需要精确尺寸的玻璃制品来说非常重要,比如玻璃面板、玻璃器皿等。

激光切割玻璃工艺可以确保产品质量和尺寸的一致性,满足客户的个性化需求。

激光切割玻璃工艺具有高效率的优势。

激光切割速度快,可以快速完成复杂形状的切割任务。

相比传统的机械切割方法,激光切割玻璃工艺不需要进行模具制作,减少了生产周期和成本。

同时,激光切割过程中没有接触物体,不会对玻璃表面造成任何损伤,提高了玻璃的利用率。

激光切割玻璃工艺还具有灵活性强的特点。

激光束的焦点可以根据需要进行调整,可以切割出各种形状的玻璃,如直线、曲线、圆形等。

而且,激光切割玻璃工艺适用于各种类型的玻璃材料,包括普通玻璃、钢化玻璃、夹层玻璃等。

不同种类的玻璃可以使用相同的激光切割设备进行加工,提高了生产的灵活性和效率。

激光切割玻璃工艺还具有环保的特点。

激光切割过程中没有任何化学物质的排放,不会对环境造成污染。

而且,激光切割玻璃工艺可以最大限度地减少玻璃的浪费,提高了资源利用率。

这符合当今社会对于环保和可持续发展的要求。

然而,激光切割玻璃工艺也存在一些挑战和限制。

首先,激光切割玻璃需要较高的设备投入和技术支持。

激光设备价格较高,操作人员需要接受专业培训,才能熟练操作设备。

其次,激光切割玻璃过程中会产生高温,需要进行冷却处理,以防止玻璃破裂。

此外,激光切割玻璃对于玻璃的厚度也有一定要求,过于厚重的玻璃可能无法切割。

总结起来,激光切割玻璃工艺是一种高精度、高效率、灵活性强的玻璃加工方法。

它在玻璃制造和装饰行业中发挥着重要作用。

玻璃的激光切割技术

玻璃的激光切割技术

1 概述玻璃是一种重要的产业材料,应用在国民经济的诸多行业,如汽车业、建筑业、医疗、显示器、电子产品等,小到几微米的小型光学过滤器、笔记本电脑平板显示器的玻璃衬底,大到汽车业或建筑业等大规模制造领域所用的大尺寸的玻璃板。

玻璃种类繁多,常见的为钠钙玻璃,也称为碱性玻璃,主要用于汽车业、建筑业及家用器具领域,一般厚度为1.6~10mm。

厚度为1mm或不足1mm的玻璃称为硼硅玻璃或者非碱性玻璃,主要用于平板显示器与电子产品领域。

玻璃显著的特点是硬脆性,给加工带来很大的困难。

传统的玻璃切割采用硬质合金或金刚石刀具,其切割流程一般为:首先用金刚石刀尖或硬质合金砂轮或高硬度金属轮,在玻璃的表面划出一条刻痕,再采用机械手段将玻璃沿着刻痕线分割开。

用砂轮或机械轮在玻璃上进行刻划的过程中,产生沿着切割方向的切向张力,从而可使玻璃沿着划痕裂开。

这种方法切割的结果是:边缘不平滑、有微小裂痕,材料上残存不对称边缘应力及残留碎屑等。

对于很多应用,碎屑和局部应力所造成的微小裂痕将造成器件的失灵,所以必须进行切后边缘的打磨与抛光,以强化边缘。

另外,机械轮加工中还需要辅助剂辅助切割,辅助剂也有可能粘在成品边缘,需要过水清洗或超声波清洗等处理。

后续处理工序以及低成品率(发生不确定的裂痕)等都将增加成品玻璃制品的造价。

当今,对于玻璃制品的质量要求越来越高,必须实现更为精密、细致的加工结果,因为传统工艺已经很难达到无微裂纹及边缘质量方面的要求,所以迫切需要玻璃切割的技术创新。

激光切割技术已经成熟,在金属板材与管材、有机板材与管材等材料的切割方面,获得了成功的应用,使传统的制造技术得到了很大程度的改造与提升。

而玻璃是无机材料,热传导率很低,从理论上讲用激光加工应该有较好的结果。

这也就使得激光切割玻璃的技术发展起来。

2 激光切割玻璃的原理激光切割玻璃的方法从原理上可以分为两种:一种是熔融(蒸发)切割法,另一种是裂纹控制法。

(1)熔融切割法利用玻璃处在软化的温度下具有较好的塑性和延展性,用聚焦的CO2激光或者紫外激光照射到软化的玻璃表面,激光具有的较高的能量密度会导致玻璃融化,然后用气流吹走熔融的玻璃,产生沟槽,从而实现玻璃的熔融切割。

贝塞尔光束切割玻璃

贝塞尔光束切割玻璃

贝塞尔光束切割玻璃1. 引言贝塞尔光束切割玻璃是一种先进的玻璃加工技术,通过利用贝塞尔曲线和激光束的特性,实现对玻璃材料的精确切割。

本文将详细介绍贝塞尔光束切割玻璃的原理、应用领域以及相关技术发展。

2. 原理2.1 贝塞尔曲线贝塞尔曲线是一种数学曲线,由法国数学家皮埃尔·贝塞尔在19世纪提出。

它可以通过控制点来定义曲线的形状,具有良好的平滑性和可调节性。

在贝塞尔光束切割玻璃中,利用贝塞尔曲线来描述激光束的轨迹。

2.2 激光束切割技术激光束切割是一种常见的材料加工技术,通过聚焦高能量激光束在材料表面产生高温区域,使材料融化或汽化,并通过气体喷射将熔融区域排除,从而实现切割。

激光束切割具有高精度、高效率和无接触等优点,在玻璃加工领域有着广泛的应用。

2.3 贝塞尔光束切割玻璃原理贝塞尔光束切割玻璃是将贝塞尔曲线与激光束切割技术相结合的一种创新加工方法。

通过控制贝塞尔曲线的控制点,可以精确地控制激光束在玻璃表面的运动轨迹,实现各种复杂形状的切割。

具体来说,贝塞尔光束切割玻璃包括以下几个步骤:1.设计贝塞尔曲线:根据需要切割的形状设计贝塞尔曲线,并确定曲线上的控制点。

2.激光聚焦:利用透镜等装置将激光束聚焦到玻璃表面,形成一个小尺寸的高能量区域。

3.控制激光运动轨迹:通过控制激光束在贝塞尔曲线上的运动轨迹,实现对玻璃的切割。

激光束可以按照贝塞尔曲线的形状进行运动,从而实现精准切割。

4.切割玻璃:激光束在玻璃表面运动时,高能量区域会使玻璃发生融化或汽化,通过气体喷射将切割区域排除,从而完成切割过程。

3. 应用领域贝塞尔光束切割玻璃技术在许多领域都有广泛的应用,以下是几个典型的应用领域:3.1 玻璃艺术品制作贝塞尔光束切割玻璃技术可以实现对复杂形状的玻璃艺术品进行精确切割。

通过设计合适的贝塞尔曲线,可以创造出各种惊艳的艺术效果,提升作品的观赏性和艺术价值。

3.2 玻璃器皿加工贝塞尔光束切割玻璃技术可以用于加工各种形状的玻璃器皿,如杯子、花瓶等。

玻璃激光切割原理

玻璃激光切割原理

玻璃激光切割原理在现代工业领域,玻璃激光切割技术正逐渐成为一颗耀眼的明星。

你知道这看似神奇的玻璃激光切割背后究竟隐藏着怎样的原理吗?让我们先想象一下,激光就如同一个超级厉害的微观“雕刻家”。

当我们启动激光设备进行玻璃切割时,激光束就像一把极其锋利且看不见的“光刀”。

这把“光刀”可不是一般的刀,它有着非常特殊的性质。

激光是一种高度集中的光束,它所携带的能量密度大得惊人。

就好比我们平时用放大镜在太阳下聚焦阳光能点燃纸张一样,激光的能量在一个极小的点上聚集起来,产生极高的温度。

对于玻璃来说,当这把“光刀”接触到玻璃表面时,就像一个热情过度的舞者一下子冲进了玻璃的微观世界。

玻璃本身是由各种矿物质和化学成分组成的。

在激光的高温作用下,玻璃内部的分子结构开始发生变化。

这就好比在一个原本平静有序的小镇里,突然来了一群精力无限的外来者,打破了原有的宁静秩序。

激光的能量使得玻璃在被照射的局部迅速升温,达到玻璃的软化点甚至沸点。

这个时候,玻璃就不再像我们平时看到的那样坚硬不可侵犯了。

在玻璃因为激光热量而软化或者部分气化的过程中,还涉及到一个很有趣的现象。

激光束是持续移动的,就像这个微观“雕刻家”在玻璃上进行着一场精心策划的“舞蹈表演”。

它沿着我们预先设定好的切割路径前进,所到之处,玻璃都乖乖地按照它的“指挥”改变状态。

而且,由于激光能量的高度集中性,它对玻璃的影响是非常精准的。

这就好比你用一把精确到毫米的尺子在纸上划线,误差小得可以忽略不计。

同时,在激光切割玻璃时,还有一些辅助的机制在起作用。

比如有的设备会在切割过程中吹送气体。

这气体就像一个贴心的“小助手”,一方面帮助带走切割过程中产生的玻璃碎屑和气化物质,防止它们影响切割的精度和质量;另一方面,气体的流动还能帮助冷却玻璃,让切割过程更加顺利。

你可以想象一下,这气体就像一阵清凉的微风,在炎热的“激光加工现场”带来了一丝清爽。

从微观层面来看,激光与玻璃的相互作用就像是一场微观世界的“战争”。

激光切割在玻璃加工中的应用

激光切割在玻璃加工中的应用

激光切割在玻璃加工中的应用随着工业技术的不断发展,玻璃加工技术也在不断提高。

在过去,玻璃加工主要是用手工进行的,这种方法效率低、成本高。

而现在激光切割技术的出现,给玻璃加工带来了一次革命性的变革。

激光切割是一种采用高功率激光束将材料熔化或气化,将材料切割成所需形状的切割技术。

因为激光切割精度高、速度快、操作简单等优点,被广泛应用于许多行业中。

而在玻璃加工中,激光切割同样具有很大的优势。

一、激光切割在玻璃加工中的优点1、高精度激光切割的精度非常高,可以达到毫米级别,比传统的玻璃切割方法更加准确和精细。

这种高精度的好处在于可以让玻璃被切割出更加准确和复杂的形状,同时可以减少误差并节省玻璃的材料。

2、高效率相较于传统的玻璃切割方法,激光切割技术更加高效。

传统的玻璃切割方法通常需要通过手工或者机器工具来完成,这是一个非常耗时的过程。

而激光切割则不需要这些步骤,因为激光切割速度非常快,所以能节省很多时间和成本。

此外,激光切割技术还可以批量生产,使得加工效率更高。

3、工艺变化小传统的玻璃切割方法往往需要使用机械工具,这对玻璃质量的影响很大。

一般情况下,机械工具可能会给玻璃留下划痕,甚至会导致玻璃的断裂。

而激光切割技术则可以在不影响玻璃质量的情况下完成切割工艺,对玻璃表面不会造成太大的影响。

二、1、建筑玻璃建筑玻璃通常需要根据设计图纸和尺寸要求来进行裁剪,在传统的加工方式下,需要使用大型机械工具来完成这项工作,而使用激光切割技术可以提高生产效率,同时也可以更加准确地制造复杂的形状和曲线。

一些高端建筑也会利用激光切割技术,通过不同的纹路和颜色来实现独特的效果。

2、家居装饰在家居装饰中,许多玻璃制品都需要进行切割处理。

比如说玻璃桌面、玻璃隔断墙、玻璃门窗等。

这些制品利用激光切割技术可以生产出花纹、凹凸图案、曲线等多种效果,满足客户对于个性化定制的需求。

3、汽车玻璃汽车玻璃也是激光切割技术的常见应用之一。

汽车玻璃的形状和尺寸各不相同,需要根据不同车型和功能进行制造。

激光切割玻璃原理

激光切割玻璃原理

激光切割玻璃原理激光切割玻璃是一种利用高能激光束将玻璃材料切割成所需形状的加工方法。

通过激光的高能浓度,可以在瞬间将玻璃材料加热到高温,使其发生热膨胀和热应力,从而实现玻璃材料的切割。

激光切割玻璃的原理主要包括激光束的聚焦、吸收和传导。

激光切割玻璃的第一步是激光束的聚焦。

激光束经过透镜的聚焦,使其能量密度集中到一个小区域内。

这样可以使玻璃材料在极短的时间内受到高能量的照射,达到玻璃材料的熔点或者软化点,从而实现切割的目的。

激光切割玻璃的原理还涉及到玻璃材料对激光能量的吸收。

玻璃是一种透明材料,对激光的吸收能力较弱,因此需要通过增加激光波长的选择或者添加特殊的吸收剂来提高玻璃材料对激光能量的吸收能力。

当激光束照射到玻璃材料上时,吸收剂能够吸收激光的能量,使玻璃材料迅速升温。

激光切割玻璃的原理还涉及到热传导。

当玻璃材料受到激光束的照射后,其表面温度迅速升高,而内部温度却较低。

由于热传导的作用,热量会从高温区域向低温区域传导,使玻璃材料内部产生温度梯度。

这种温度梯度会导致玻璃材料内部产生热应力,从而使其发生热裂纹。

通过控制激光束的能量密度和扫描速度,可以实现沿着预定轨迹切割玻璃材料。

激光切割玻璃具有许多优点。

首先,激光切割可以实现高精度的切割,切割线条光滑,切割尺寸准确。

其次,激光切割过程无接触,不会对玻璃材料造成机械应力,避免了因摩擦和挤压而引起的切割缺陷。

此外,激光切割速度快,效率高,适用于各种形状和厚度的玻璃材料。

然而,激光切割玻璃也存在一些挑战和限制。

首先,玻璃是一种透明材料,对激光的吸收能力较弱,因此需要通过增加激光波长的选择或者添加吸收剂来提高玻璃材料对激光的吸收能力。

其次,激光切割会产生高温和热应力,容易导致玻璃材料的热裂纹。

此外,激光切割玻璃还需要精确控制激光束的能量密度和扫描速度,以避免切割过程中的瑕疵和缺陷。

总结起来,激光切割玻璃是一种利用高能激光束将玻璃材料切割成所需形状的加工方法。

3000w的激光切割能割多厚玻璃

3000w的激光切割能割多厚玻璃

3000瓦激光切割机能够切割多厚玻璃?引言在现代工业中,激光切割技术被广泛应用于各种材料的切割加工中。

其中,针对玻璃材料的激光切割技术备受关注。

本文将探讨3000瓦激光切割机在切割玻璃方面的应用及其切割厚度的限制。

3000瓦激光切割机的介绍3000瓦激光切割机是一种高功率激光切割设备,通常采用激光束聚焦技术,通过高能激光束对材料进行快速切割。

其高功率的激光束能够提供足够的能量以完成各种材料的切割加工,包括诸如金属、塑料和玻璃等材料。

玻璃材料的特性玻璃是一种常见的无机非金属材料,具有透明、高硬度、质脆等特点,广泛应用于建筑、家具、电子产品等领域。

然而,由于其硬度较高、易碎性大等特性,传统加工方法对玻璃的切割效率较低,精度较差。

3000瓦激光切割机对玻璃的应用3000瓦激光切割机在切割玻璃方面具有独特优势。

其高功率的激光束能够在瞬间对玻璃进行加热,使其迅速熔化或气化,从而实现快速而精确的切割。

相较于传统机械切割方法,激光切割能够实现无接触、无变形、高精度的切割效果,大大提高了生产效率和产品质量。

3000瓦激光切割机对玻璃切割厚度的限制尽管3000瓦激光切割机在切割玻璃方面具有明显优势,但其切割厚度仍存在一定限制。

通常情况下,3000瓦激光切割机对玻璃的切割厚度约为10-25毫米。

超过这一范围的厚度会导致激光束能量不足,无法达到理想的切割效果。

结论综上所述,3000瓦激光切割机在切割玻璃方面表现出色,能够实现高效、精准的切割加工。

然而,在选择激光切割机进行玻璃切割时,需注意其切割厚度的限制,选择适合的设备以确保切割质量和效率。

参考文献•Smith, J. (2018). Laser Cutting for Glass: 5 Things to Expect. Industrial Laser Solutions, 33(6), 21-25.•Wang, L., & Chen, H. (2020). High-Power Laser Cutting Technology for Glass Materials. Journal of Laser Applications, 42(3), 127-134.。

玻璃激光切割裂片工艺

玻璃激光切割裂片工艺

玻璃激光切割裂片工艺玻璃激光切割裂片工艺是一种高精度、高效率、高质量的玻璃切割技术。

它采用激光技术将玻璃材料切割成所需尺寸和形状,同时能够有效地避免玻璃断裂和破碎的情况。

本文将介绍在玻璃激光切割裂片工艺中需要了解的相关知识。

一、玻璃激光切割裂片工艺原理玻璃激光切割裂片工艺所采用的是高功率激光,它将焦点集中在玻璃表面上,使玻璃材料受热而产生快速熔化和汽化,然后在激光束的作用下,将液态和气体态的玻璃材料进行喷射,从而实现对玻璃材料的切割。

二、玻璃激光切割裂片工艺的特点1、高精度。

由于激光束具有高能量密度和高聚焦度,玻璃激光切割裂片工艺可以实现精度高、误差小的玻璃切割,尤其适用于复杂形状和精度要求高的玻璃切割。

2、高效率。

相比传统的机械切割方式,玻璃激光切割裂片工艺具有更快的切割速度和更短的生产周期,可以大大提高生产效率和节约成本。

3、高质量。

玻璃激光切割裂片工艺切割出的玻璃边缘光滑、无爆裂、无破碎、无刮痕、无毛刺,并且可以通过钝化处理提高玻璃的强度和耐磨性。

三、玻璃激光切割裂片工艺的应用范围玻璃激光切割裂片工艺广泛应用于各种玻璃制品的加工生产,例如大型平板玻璃、弯曲玻璃、薄膜玻璃、钢化玻璃、夹层玻璃、防火玻璃、玻璃器皿和科学仪器等。

四、玻璃激光切割裂片工艺的注意事项1、要选择合适的激光切割机和激光切割头,以满足不同材质和厚度的玻璃材料的切割需求。

2、要掌握激光切割机的各项参数和设置,调整好激光功率、激光焦距、切割速度等参数,以达到最佳的切割效果。

3、要注意玻璃表面的清洁和稳定,避免玻璃表面存在灰尘、污渍和水气等不良因素。

4、要进行玻璃切割过程的实时监控和检测,及时调整切割参数和处理切割后的玻璃材料。

总之,玻璃激光切割裂片工艺在玻璃加工和制造领域中具有广泛的应用前景,但需要注意一些技术细节和安全操作,才能实现高效率、高质量、高精度的玻璃切割。

激光切割软玻璃的原理

激光切割软玻璃的原理

激光切割软玻璃的原理
激光切割软玻璃的原理是利用激光的高能量和焦点聚集效应,将激光能量聚焦到玻璃材料表面的一个小区域上,使其局部温度迅速升高,导致玻璃材料局部熔化蒸发、破裂或溶解,从而实现切割。

具体过程如下:
1. 激光控制系统会控制激光束的位置和方向。

2. 激光器产生一束高能量的激光束,激光束经过准直透镜和聚焦镜的聚焦,将其能量聚集在一个小区域上,形成小而强大的热点。

3. 激光束照射到软玻璃表面的热点处,瞬间将其局部加热到临界温度以上。

4. 软玻璃表面局部升温后,玻璃开始熔化、蒸发、破裂或溶解,形成一个切割槽或切割线。

5. 激光控制系统按预设的路径和形状移动激光束,沿着切割路径将玻璃逐步切割。

6. 切割完毕后,冷却液可用于降低玻璃表面温度,防止过度熔化和形成裂纹。

需要注意的是,由于软玻璃比较脆弱,容易受到激光切割过程中产生的热应力和机械应力的影响,因此需要精确控制激光能量和切割速度,以避免引起不可逆的破裂和损坏。

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玻璃的激光切割技术摘要激光加工技术是一种先进制造技术,而激光切割是激光加工应用领域的一部分,激光切割是当前世界上先进的切割工艺。

由于它具备精密制造、柔性切割、异型加工、一次成形、速度快、效率高等优点。

激光能割大多数金属材料和非金属材料。

而本文主要讲述激光切割玻璃技术的原理、应用还有它在国内外的发展。

关键词激光切割、CO₂激光、玻璃1、激光切割技术简介[1]激光切割是激光加工行业中最重要的一项应用技术。

它占整个激光加工业的70%以上。

激光切割与其他切割方法相比,最大区别是它具有高速、高精度及高适应性的特点。

同时还具有割缝细、热影响区小、切割面质量好、切割时无噪声、切割过程容易实现自动化控制等优点。

激光切割板材时,不需要模具,可以替代一些需要采用复杂大型模具的冲切加工方法,能大大缩短生产周期和降低成本。

因此,目前激光切割已广泛地应用于汽车、机车车辆制造、航空、化工、轻工、电器与电子、石油和冶金等工业部门中。

激光切割主要是CO₂激光切割,是用聚焦镜将CO₂激光束聚焦在材料表面使材料熔化,同时用与激光束同轴的压缩气体吹走被熔化的材料,并使激光束与材料沿一定轨迹作相对运动,从而形成一定形状的切缝。

激光切割技术广泛应用于金属和非金属材料的加工中,可大大减少加工时间,降低加工成本,提高工件质量。

激光束聚焦成很小的光点其最小直径可小于0.1mm,使焦点处达到很高的功率密度可超过106W/cm2)。

这时光束输入(由光能转换)的热量远远超过被材料反射、传导或扩散部分,材料很快加热至汽化湿度,蒸发形成孔洞。

随着光束与材料相对线性移动,使孔洞连续形成宽度很窄(如0.1mm左右)的切缝。

切边热影响很小,基本没有工件变形。

切割过程中还添加与被切材料相适合的辅助气体。

钢切割时得用氧作为辅助气体与溶融金属产生放热化学反应氧化材料,同时帮助吹走割缝内的熔渣。

切割聚丙烯一类塑料使用压缩空气,棉、纸等易燃材料切割使用惰性气体。

进入喷嘴的辅助气体还能冷却聚焦透镜,防止烟尘进入透镜座内污染镜片并导致镜片过热。

大多数有机与无机都可以用激光切割。

在工业制造占有分量很重的金属加工业,许多金属材料,不管它具有什么样的硬度,都可进形无变形切割。

当然,对高反射率材料,如金、银、铜和铝合金,它们也是好的传热导体,因此激光切割很困难,甚至不能切割。

激光切割无毛刺,皱折、精度高,优于等离子切割。

对许多机电制造行业来说,由于微机程序的现代化激光切割系统能方便切割不同形状与尺寸的工件,它往往比冲切、模压工艺更被优先选用;尽管它加工速度慢于模冲,但它没有模具消耗,无需修理模具,还节约更换模具时间,从而节省加工费用,降低产品成本,所以从总体上讲在经济上更为合算。

另一方面,从如何使模具适应工件设计尺寸和形状变化角度看,激光切割也可发挥其精确、重现性好的优势。

作为层叠模具的优先制造手段,由于不需要高级模具制作工,激光切割运转费用也并不昂贵,因此还能显著地降低模具制造费用。

激光切割模具还带来的附加好处是模具切边会产生一个浅硬化层,提高模具运行中的耐磨性。

激光切割的无接触特点给圆锯片切割成形带来无应力优势,由此提高了使用寿命。

激光切割机与传统的切割方式相比不仅价格低,消耗低,并且因为激光加工对工件没有机械压力,所以切割出来产品的效果,精度以及切割速度都非常良好。

并且还具有操作安全,维修简单等特点。

激光切割的应用领域非常广泛,比如汽车行业、计算机、电气机壳、各种金属零件和特殊材料的切割、圆形锯片、压克力、弹簧垫片、2mm以下的电子机件用铜板、一些金属网板、钢管、镀锡铁板、镀亚铅钢板、磷青铜、电木板、薄铝合金、石英玻璃、硅橡胶、1mm以下氧化铝陶瓷片、航天工业使用的钦合金等等。

近年来,激光切割的新应用层出不穷,令人耳目一新。

激光切割技术的原理在激光束能量作用下(氧助切割机制下,还要加上喷氧气与到达燃点的金属发生放热反应放出的热量),材料表面被迅速加热到几千乃至上万度(℃)而熔化或汽化,随着汽化物逸出和熔融物体被辅助高压气体(氧气或氮气等惰性气体)吹走,切缝便产生了。

脉冲激光适用于金属材料,连续激光适用于非金属材料,后者是激光切割技术的重要应用领域。

该技术采用激光束照射到钢板表面时释放的能量来使不锈钢熔化并蒸发。

激光源一般用CO₂激光束,工作功率为500~2500瓦。

该功率的水平比许多家用电暖气所需要的功率还低,但是,通过透镜和反射镜,激光束聚集在很小的区域。

能量的高度集中能够进行迅速局部加热,使不锈钢蒸发。

此外,由于能量非常集中,所以,仅有少量热传到钢材的其它部分,所造成的变形很小或没有变形。

利用激光可以非常准确地切割复杂形状的坯料,所切割的坯料不必再作进一步的处理。

从二十世纪七十年代以来随着CO₂激光器及数控技术的不断完善和发展,目前已成为工业上板材切割的一种先进的加工方法。

2、激光切割玻璃的应用玻璃是一种重要的产业材料,应用在国民经济的诸多行业,如汽车业、建筑业、医疗、显示器、电子产品等,小到几微米的小型光学过滤器、笔记本电脑平板显示器的玻璃衬底,大到汽车业或建筑业等大规模制造领域所用的大尺寸的玻璃板。

玻璃种类繁多,最常见的为钠钙玻璃,也称为碱性玻璃,主要用于汽车业、建筑业及家用器具领域,一般厚度为1.6~10mm。

厚度为1mm或不足1mm的玻璃称为硼硅玻璃或者非碱性玻璃,主要用于平板显示器(FPD) 与电子产品领域。

玻璃显著的特点是硬脆性,给加工带来很大的困难。

传统的玻璃切割采用硬质合金或金刚石刀具,其切割流程一般为:首先用金刚石刀尖或硬质合金砂轮或高硬度金属轮,在玻璃的表面划出一条刻痕,再采用机械手段将玻璃沿着刻痕线分割开。

用砂轮或机械轮在玻璃上进行刻划的过程中,产生沿着切割方向的切向张力,从而可使玻璃沿着划痕裂开。

这种方法切割的结果是:边缘不平滑、有微小裂痕,材料上残存不对称边缘应力及残留碎屑等。

对于很多应用,碎屑和局部应力所造成的微小裂痕将造成器件的失灵,所以必须进行切后边缘的打磨与抛光,以强化边缘。

另外,机械轮加工中还需要辅助剂辅助切割,辅助剂也有可能粘在成品边缘,需要过水清洗或超声波清洗等处理。

后续处理工序以及低成品率(发生不确定的裂痕)等都将增加成品玻璃制品的造价。

当今,对于玻璃制品的质量要求越来越高,必须实现更为精密、细致的加工结果,因为传统工艺已经很难达到无微裂纹及边缘质量方面的要求,所以迫切需要玻璃切割的技术创新。

激光切割技术已经成熟,在金属板材与管材、有机板材与管材等材料的切割方面,获得了成功的应用,使传统的制造技术得到了很大程度的改造与提升。

而玻璃是无机材料,热传导率很低,从理论上讲用激光加工应该有较好的结果。

这也就使得激光切割玻璃的技术发展起来。

激光切割玻璃的原理激光切割玻璃的方法从原理上可以分为两种:一种是熔融(蒸发)切割法,另一种是裂纹控制法。

(1)熔融切割法利用玻璃处在软化的温度下具有较好的塑性和延展性,用聚焦的CO₂激光或者紫外激光照射到软化的玻璃表面,激光具有的较高的能量密度会导致玻璃融化,然后用气流吹走熔融的玻璃,产生沟槽,从而实现玻璃的熔融切割,如图2-1所示。

[2](2)裂纹控制法这是一种常用的激光切割方法,这种方法进行玻璃切割的原理如图2-2所示。

第一步,对玻璃表面进行激光加热,较高的能量会使该处的温度急剧升高,表面产生较大的压应力,但该压应力不会使玻璃产生破裂;第二步,对该区域进行急剧的冷却,一般采用冷却气体或者冷却液,急剧的降温会使玻璃表面产生较大的温度梯度和较大的拉应力,这个拉应力会使玻璃表面沿着预定划线的方向开始破裂,实现玻璃的切割。

[2]3、激光切割玻璃国内外的发展由于激光激光束具有高亮度、高方向性、高单色性和高相干性,激光在其产生之日起就被各行业给予较大期望,用于切割的激光方面的研究也比较早,激光切割玻璃的工艺经历了熔融法、裂纹控制法的研究发展。

熔融切割法提出比较早,上世纪60年代Hafner[3]采用几个固定的激光束以一定的角度入射到预热玻璃上,熔化玻璃,然后用辅助气流嘴吹走粘在热玻璃上的熔融玻璃从而产生斜切口,但切口比较粗糙。

Chul[4]在他的专利中主张用聚集激光束并把玻璃预热到540-680℃范围内的办法来切割板材玻璃,并详细介绍了熔融玻璃条的切割情况;他发现,用CO₂激光器切割处于这个温度范围内的玻璃可以避免裂纹的产生,这种方案对功率的要求比较高,若要提高切割速度,应该增大激光器的功率,但是要切割厚玻璃,功率就得按厚度的平方增加。

后来Finaueane和Blaek[5]用一台600w的CO₂激光器和一台MF400CNC激光器切割机对彩色玻璃进行了切割,研究了激光参数对切割质量的影响。

据发现,250W的脉冲激光器可以提供最佳的综合结果,切割速度可达6mm/s。

在19世纪70年代,Lumley等人率先提出了应用激光诱导张应力控制裂纹扩展技术分离脆性材料的思想。

他们利用 CO₂激光作用区由于快速加热和冷却而产生的张应力,成功地用30W激光器以20mm/s的速度切割了一个厚度为1mm的显微幻灯片。

1997年,Kondrateko等人通过在激光照射后对材料表面喷射冷水加以急速冷却,以达到加快裂纹扩展速度、改善切割质量的目的,进一步改进了切割工艺。

2007年,台湾的Yen-Liang Kuok和Jennings Lin[6]使用了一个由CO₂线形激光和ND-YAG 脉冲激光构成的多束激光系统来切割钠钙玻璃板。

先用CO₂线形激光预热玻璃板然后用ND-YAG 脉冲激光加热在玻璃板上产生混合应力状态。

通过分析玻璃板被切割的应力分布并用有限元法进行热弹性分析得出结果:裂纹区的应力场由复杂的应力状态所导致并且裂缝的状态受脉冲激光的影响很大。

通过使用脉冲激光照射玻璃板在切割方向形成大的剪切应力可以得到好的切割质量。

在国内,也有一些大学和研究机构进行了裂纹控制法切割的研究,2006年,华中科技大学的许国良、李迎霞[7]等人采用双光束CO₂激光的玻璃切割技术对平板显示器进行了切割(如图3-1),分析了产生较大热应力的区域,建立了玻璃的激光切割数学模型,并对单、双光束激光的玻璃切割过程进行了热应力数值模拟。

最后得出结论,采用双光束CO₂激光切割方法使热影响区的温度场更加均匀,温度梯度减小,应力减小,从而可以避免产生不可控裂纹。

用于切割玻璃的激光选择现在切割玻璃加工工艺一般都是选用CO₂激光器。

选择适宜的激光器,考虑的因素包括波长、输出功率、光束模式、灵活性、费用、可靠性以及是否利于系统集成等。

CO₂激光器发射的激光波长为10.6μm,而玻璃能强烈地吸收波长10.6μm的激光,几乎所有的激光能量都被玻璃表面15μm吸收层所吸收,所以玻璃激光切割系统都配置CO₂激光器。

关于激光功率正如前述,不需要很高,平均功率为 100~500W(取决于玻璃的厚度)的CO₂激光器都适用于玻璃切割应用。

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