深挖CO2激光切割“琉璃”,你知道的不知道的都在这

04, 2019

by 欧锐激光

玻璃的起源可以追溯到古埃及,它以小玻璃珠的形式首次出现在大众面前。玻璃自出现开始到现在已经有4000多年的历史,玻璃在人类发展历史长河中有着极为重要的观赏实用性。一直到现在,玻璃的应用依然不可或缺,并且玻璃种类也随着科技发展所衍生出的众多应用领域而增加。

玻璃可以分为两大类:平板玻璃和特种玻璃。平板玻璃主要成分是钠钙硅酸盐类,具有透光、保暖、隔音、耐候等性能;特种玻璃是相对于平板玻璃而言的,主要指应用于激光防护、电焊防护、耐压耐高温等卓殊领域的玻璃。

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由于玻璃用途范围广泛,相应的玻璃本身就需要产生多种形状以期与不同领域应用相契合,故而就有了传统的玻璃刀(刀口嵌有金刚石或其他质地坚硬的石材)划缝后采用钳夹等工具将玻璃掰裂的简单粗暴切割方法,这种方法不紧费时费力并且成品质量不高,极易出现毛刺和细小的裂痕,需要二遍打磨,效率极低。玻璃凭借现代CO2激光切割工艺可以有不同形状的变化,加工速度快,一遍处理即可,无需二次加工。

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但是注意,并非所有的玻璃材料都可以使用CO2激光切割,需要根据玻璃加工制造过程中被赋予的特点、激光切割原理为这两大块综合判断,或者在切割前进行试样切割。比如,钢化玻璃这种在已经完成后期钢化处理步骤的特种安全玻璃一般不能使用激光切割处理,那么这种特殊玻璃如何处理呢?对,就是你所想的在钢化处理前进行裁割。

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承接玻璃切割我们了解到:CO2激光切割为主流切割方式,基本是两种原理:熔融法切割(融化后吹走熔渣产生裂缝)与裂纹断裂法切割。裂纹控制法切割,利用玻璃内部的热应力(由于温差变化而产生的应力)致使玻璃沿纹路断裂,从而达到切割目的。CO2激光切割进而可以分为:单束CO2激光热应力裁切(单束CO2激光热应力裁切又有聚焦与非聚焦的区分)和双束CO2激光切割。

这两大类切割方法可以行的通的根本原因在于玻璃可吸收近乎90%以上的由CO2激光器所发出波长为10.6微米的激光,故而可以使玻璃局部温度骤升,产生熔化现象或热应力效果。

单束CO2激光非聚焦热力切割过程:激光在玻璃表面,以恰当速度划过,主要是利用热应力断裂玻璃。其长处是切割断裂面(切面)光滑但是细细比较被切割下来的子材料与母料间的裂纹就能发现,切割线并不整齐,即裂纹的延展方向不规则。而(单束)聚焦CO2 激光与非聚焦CO2激光相较有以下不同,请见下表:

 

切割方式

断裂面质量

(以粗糙度计)

切割线规整度

(以裂纹是否规则计)

单束非聚焦CO2激光热应力切割

断裂面光滑、无毛刺

切线不规整、裂纹在路径上无规则扩展

单束聚焦CO2激光热应力切割

断裂面粗糙、毛刺多

切线规则、沿既定方向断裂

 

故而,使其有效结合成为双束CO2激光切割,这种切割是指先利用小功率(功率小于10瓦即可)的聚焦CO2激光在玻璃表面揦划出一条纹路(划痕处理),之所以选择小功率是因为要保证划痕对玻璃质量影响做到最小,而后再利用非聚焦CO2激光(光斑直径大于3毫米)进行扫描(注意要延首次划线方向切割),利用冷却期间产生的热应力进行切割。


注:山东欧锐激光科技有限公司隶属于山东欧亚德集团

文章来源:https://www.oreelaser.cn/blog/216.html

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