CN102513707B - 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 (4)
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,所述的非透明吸附层为碳颗粒与水的混合溶液,所述的碳颗粒浓度范围为20%~60%;
S3.沿所述的切割部位移动激光束进行切割;
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;
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。
2.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。
3.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。
4.根据权利要求1所述的激光切割陶瓷方法,其特征在于,所述的激光束可X轴、Y轴、Z轴三个方向上运动。
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