CN102513707A - 一种激光切割陶瓷的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种激光切割陶瓷方法，包括：S1.选择陶瓷体上需要切割的部位；S2.将所述的切割的部位涂附无挥发性的非透明吸附层；S3.沿所述的切割部位移动激光束进行切割。实施本发明的激光切割陶瓷方法采用吸附层吸附激光能量，提高切割效率。
Description
技术领域
本发明涉及激光应用领域，具体涉及一种激光切割陶瓷方法。
背景技术
现有的陶瓷无裂纹切割方法基本上采用(CO2或Nd:YAG)激光，在单脉冲能量不变的前提下，压缩脉宽至ns级，脉冲频率提高至10～20KHz级。其显著缺点是设备能力要求高，往往要求多道重复切割或预加工，实用切割效率低，随着切割速度的增加，熔渣从平面形态向有方向性的波纹形态转变；低速到高速切割时单个脉冲的叠加程度的降低，使熔渣从平面状态转变成为断续状态。切断方式也从气化和融化转化为附加部分热振而引起的断裂，部分热振引起的断裂。当切割速度相同时，复合高速气流断口的熔渣方向性更明显。同时高速气流具有比同轴气流更明显的去除渣层作用，促进了熔渣脱落，熔渣脱落后，亚层呈现的重铸层形貌，由于热振在切口深度方向形成的重铸层是一致的。
激光切割陶瓷由于具有非接触、柔性化、自动化及可实现精密切割和曲线切割、切缝窄、速度快等特点，同传统的切割方法如金刚石砂轮切割法相比，是一种有巨大应用价值和发展潜力的理想陶瓷加工方法。但是，陶瓷属硬、脆材料，热稳定性较差，切割时易形成重铸层和裂纹，降低了基体原有的优良性能，且，陶瓷具有反光性，使激光的能量不能有效聚集。
发明内容
为了解决以上的技术问题，本发明提供一种激光切割陶瓷方法。
本发明公开一种激光切割陶瓷方法，包括：
S1.选择陶瓷板上需要切割的部位；
S2.将所述的切割的部位涂附无挥发性的不易燃的非透明状吸附层；
S3.沿所述的切割部位移动激光束进行切割；
在本发明所述的激光切割陶瓷方法中，还包括步骤S4，在所述的切割部位吹入压缩空气，吹走汽化的和/或切割下来的材料。
在本发明所述的激光切割陶瓷方法中，还包括步骤S5，随着切割加工面的下降，继续注入所述的无挥发性的非透明状吸附层，移动激光束进行切割。
在本发明所述的激光切割陶瓷方法中，所述的切割部位至少低于所述的吸附层1～2mm。
在本发明所述的激光切割陶瓷方法中，所述的吸附层为碳颗粒与水的混合溶液。
在本发明所述的激光切割陶瓷方法中，所述的碳颗粒浓度范围为20％～60％。
在本发明所述的激光切割陶瓷方法中，所述的陶瓷体厚度为：0.1mm～2.0mm。
在本发明所述的激光切割陶瓷方法中，所述的陶瓷厚度为：0.1mm～2.0mm。
在本发明所述的激光切割陶瓷方法中，所述的激光束可X轴、Y轴、Z轴三个方向上运动。
实施本发明的一种激光切割陶瓷方法，具有以下有益的技术效果：
1.采用吸附剂吸附激光能量，提高切割效率；
2.激光束及吸附层不断下移，始终保持最大的切割能量，获得良好的切割效果。
附图说明
图1是本发明实施例一种激光切割陶瓷方法流程图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性对材料(包括金属与非金属)进行切割、焊接、表面处理、打孔、微加工以及做为光源，识别物体等的一门技术，传统应用最大的领域为激光加工技术，激光加工系统包括激光器、导光系统、加工机床、控制系统及检测系统。
请参阅图1，一种激光切割陶瓷方法，包括：
S1.选择陶瓷体上需要切割的部位；
陶瓷体厚度为：0.1mm～2.0mm。
S2.将所述的切割的部位涂附无挥发性的不易燃的非透明状吸附层；
陶瓷对紫外激光或縁激光吸引率较低，具有反光性，故在其表面附上吸附层，以吸收激光能量，吸附层可为红、橙、绿、灰、蓝、黄等色彩的无挥发性的不易燃的非透明的溶液，较佳地，经实践证实，非透明吸附层为碳颗粒与水的混合溶液，碳颗粒浓度范围为20％～60％，吸附的效果较好，浓度太低，吸附激光的作用不明显，浓度太高，混合溶液的粘稠性太大，切割时容易固化结痂，容易切割工序的完成。
由于激光切割过程中，会产生较高的能量，不可用挥发性强的酒精、已烷等溶剂。且，较佳地，切割部位至少低于所述的吸附层1～2mm，可选用墨水作为吸附剂，很经济，容易清洗，不会影响加工效果。
S3.沿所述的切割部位移动激光束进行切割；
为了切割方便，激光束可X轴、Y轴、Z轴三个方向上运动。
S4.在所述的切割部位吹入压缩空气，吹走汽化的和/或切割下来的材料。
高速气流对激光与陶瓷相互作用区有一定的冷却作用，使激光与陶瓷互相作用产生的热量向基体内部的传导深度降低，从而使由于受热融化快速冷却而产生的重铸层厚度下降，激光束射向陶瓷样品，激光束焦点处的能量密度超过陶瓷的破坏阀值，使得切割处的陶瓷汽化成陶瓷颗粒，通过吹入压缩空气将汽化状态的陶瓷颗粒迅速去除，以免影响下面的加工。
S5.随着切割加工面的下降，继续注入所述的无挥发性的非透明状吸附层，移动激光束进行切割。
由于吸附层不断注入，吸附层具有冷却作用，陶瓷样品不会因温度过高过快，引起陶瓷样品不规则的开裂。
本领域的技术人员应知道，以上的发明方法视实际情况，既可以人工的方法实现或可以以软件的方式实现。
实施本发明的一种激光切割陶瓷方法，具有以下有益的技术效果：
1.采用吸附剂吸附激光能量，提高切割效率；
2.激光束及吸附层不断下移，始终保持最大的切割能量，获得良好的切割效果。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述 的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种激光切割陶瓷方法，其特征在于，包括：
S1.选择陶瓷体上需要切割的部位；
S2.将所述的切割的部位涂附无挥发性的不易燃的非透明吸附层；
S3.沿所述的切割部位移动激光束进行切割；
2.根据权利要求1所述的激光切割陶瓷方法，其特征在于，还包括步骤S4，在所述的切割部位吹入压缩空气，吹走汽化的和/或切割下来的材料。
3.根据权利要求2所述的激光切割陶瓷方法，其特征在于，还包括步骤S5，随着切割加工面的下降，继续注入所述的无挥发性的非透明状吸附层，移动激光束进行切割。
4.根据权利要求1所述的激光切割陶瓷方法，其特征在于，所述的切割部位至少低于所述的吸附层1～2mm。
5.根据权利要求1所述的激光切割陶瓷方法，其特征在于，所述的吸附层为碳颗粒与水的混合溶液。
6.根据权利要求5所述的激光切割陶瓷方法，其特征在于，所述的碳颗粒浓度范围为20％～60％。
7.根据权利要求1所述的激光切割陶瓷方法，其特征在于，所述的陶瓷体厚度为：0.1mm～2.0mm。
8.根据权利要求1所述的激光切割陶瓷方法，其特征在于，所述的激光束可X轴、Y轴、Z轴三个方向上运动。
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