CN109759727A - 一种毛玻璃的激光切割方法及系统 - Google Patents

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陈蔚
郭鹏峰
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Abstract

本发明提供了一种毛玻璃的激光切割方法及系统,通过在毛玻璃的两侧涂透明液体,再在毛玻璃的两侧贴透明玻璃,得到待加工玻璃,对待加工玻璃进行切割及裂片处理,得到成品。本发明的有益效果在于:该方法在待加工玻璃上下表面涂一层透明液体,然后用两片透明玻璃压紧,去除内部气泡,这样透光性很差的毛化玻璃就变透明,激光很容易穿透,再用Bessel光束对玻璃进行切割,在玻璃表面形成有一定间距直径约2um的孔洞,孔洞与孔洞之间生成裂纹,再通过扫描振镜将CO2激光射到切割位置,使孔洞与孔洞之间的裂纹受热开裂,最后获得所需产品,该方法可以解决现有激光切割方法表面散射以及切割质量较差的问题,同时具备很高的加工效率。

Description

一种毛玻璃的激光切割方法及系统
技术领域
本发明涉及玻璃切割技术领域,尤其是指一种毛玻璃的激光切割方法及系统。
背景技术
玻璃是工业和生活中常见的材料,在玻璃生产中,切割是最常见的一种加工应用,在某些行业如3C,对玻璃切割的要求越来越高。
传统激光切割玻璃方式一是用波长10.6um的CO2激光器,玻璃对该波段光有强烈吸收,高功率的激光使得玻璃在激光的焦点位置受热发生断裂,裂缝向玻璃的上下表面延伸从而完成切割。在受热切割的过程中,通常需要使用淬火嘴将冷水或冷气喷射到切割道上,使玻璃裂开。这种方法切割精度较低,同时难以加工复杂图形。二是使用波长为532nm的纳秒短脉宽绿光激光器,输出的绿光经扫描振镜后由聚焦透镜聚焦到透明玻璃的待加工位置,使玻璃发生微米量级的爆破,通过扫描振镜移动焦点的位置,使爆破点在所需加工的区域叠加从而实现加工。但这两种切割方法得到的边缘质量较差,无法满足3C行业越来越高的要求。
通常情况,激光适用于切割表面平滑、透光性好的玻璃,如果材料上表面有花纹、凹坑等微结构,激光照射在上表面时发生散射、衍射、或不同方向的折射后,光束在材料内的传播出现弥散现象,有效能量密度将严重下降,以致无法实现加工。
因此,需要对现有技术进行革新。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:提供一种高效率切割毛化表面玻璃的工艺方法及系统,以克服现有激光切割方法表面散射以及切割质量较差的问题。
为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:一种毛玻璃的激光切割方法,包括:
S1、在毛玻璃的两侧涂透明液体;
S2、在毛玻璃的两侧贴透明玻璃,得到待加工玻璃;
S3、对待加工玻璃进行切割处理,得到预切割玻璃;
S4、对待加工玻璃进行裂片处理。
进一步的,在步骤S2之中,还包括压紧毛玻璃与透明玻璃,除去毛玻璃与透明玻璃之间的气泡的步骤。
进一步的,在步骤S3中,采用波长为1030-1090nm的激光对待加工玻璃进行切割处理。
进一步的,在步骤S3中,采用脉宽为5-15ps的激光对待加工玻璃进行切割处理。
进一步的,在步骤S4中,采用波长为10.6um的激光对预切割玻璃进行裂片处理。
本发明还涉及一种毛玻璃的激光切割系统,包括切割装置和裂片装置,所述切割装置包括超快激光器、切割头和X-Y平台,所述超快激光器、切割头依次沿光轴设置,所述X-Y平台设置于所述切割头的下方;所述裂片装置包括激光器、扫描振镜和聚焦透镜,所述激光器、扫描振镜和聚焦透镜依次沿光轴设置,聚焦透镜的下方设有工作台。
进一步的,所述切割装置的超快激光器为皮秒激光器,所述皮秒激光器的工作波长为1030-1090nm。
进一步的,所述皮秒激光器的工作脉宽为5-15ps。
进一步的,所述裂片装置的激光器为CO2激光器,所述CO2激光器的工作波长为10.6um。
进一步的,所述切割头用于将切割激光器发出的高斯光束整形为Bessel光束。
本发明的有益效果在于:提供了一种毛玻璃的激光切割方法及系统,该方法在待加工玻璃上下表面涂一层透明液体,然后用两片透明玻璃压紧,去除内部气泡,这样透光性很差的毛化玻璃就变透明,激光很容易穿透,再用Bessel光束对玻璃进行切割,在玻璃表面形成有一定间距直径约2um的孔洞,孔洞与孔洞之间生成裂纹,再通过扫描振镜将CO2激光射到切割位置,使孔洞与孔洞之间的裂纹受热开裂,最后获得所需产品,该方法可以解决现有激光切割方法表面散射以及切割质量较差的问题,同时具备很高的加工效率。
附图说明
下面结合附图详述本发明的具体流程及结构:
图1为本发明的毛玻璃的激光切割方法流程示意图;
图2为本发明的切割装置的结构示意图;
图3为本发明的裂片装置的结构示意图;
11-超快激光器;12-反射镜;13-切割头;14-X-Y平台;15-待切割玻璃;
21-CO2激光器;22-反射镜;23-扫描振镜;24-聚焦透镜;25-工作台;26-已切割玻璃。
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。
实施例
请参阅图1,一种毛玻璃的激光切割方法,包括:
S1、在毛玻璃的两侧涂透明液体,所述透明液体的折射率与待加工玻璃的折射率相近;
S2、在毛玻璃的两侧贴透明玻璃,压紧毛玻璃与透明玻璃,除去毛玻璃与透明玻璃之间的气泡,得到待加工玻璃,这样可以使透光性差的毛化玻璃变为透明,让激光容易穿透;
S3、采用波长为1030-1090nm,脉宽为5-15ps的激光对待加工玻璃进行切割处理,通过切割头的光束整形作用,激光的高斯光束被整形为Bessel光束,所述Bessel光束是一种聚焦光斑小且焦深长的光束,焦深范围内的能量基本一致,在焦深厚度内的玻璃可以被一次切透,切完后玻璃表面形成有一定间距的孔洞,孔洞的直径约为2um,孔洞与孔洞之间形成有裂纹,由此得到预切割玻璃;
S4、采用波长为10.6um的CO2激光对预切割玻璃进行裂片处理,通过扫描振镜将CO2激光沿切割路径扫描,使得孔洞与孔洞之间的裂纹受热开裂,从而完成玻璃的切割,得到成品。
从上述描述可知,本发明的有益效果在于:提供了一种毛玻璃的激光切割方法及系统,该方法在待加工玻璃上下表面涂一层透明液体,然后用两片透明玻璃压紧,去除内部气泡,这样透光性很差的毛化玻璃就变透明,激光很容易穿透,再用Bessel光束对玻璃进行切割,在玻璃表面形成有一定间距直径约2um的孔洞,孔洞与孔洞之间生成裂纹,再通过扫描振镜将CO2激光射到切割位置,使孔洞与孔洞之间的裂纹受热开裂,最后获得所需产品,该方法可以解决现有激光切割方法表面散射以及切割质量较差的问题,同时具备很高的加工效率。
请参阅图2至图3,本发明还涉及一种毛玻璃的激光切割系统,包括切割装置和裂片装置,切割装置和裂片装置之间设置有输送装置,切割装置将待切割玻璃切割完毕后,通过输送装置将已切割玻璃输送至裂片装置,再由裂片装置对已切割玻璃进行裂片处理,实现流水生产作业,从而提高生产效率。
所述切割装置包括超快激光器11、反射镜12、切割头13和X-Y平台14,所述超快激光器11、反射镜12和切割头13依次沿光轴设置,所述X-Y平台14设置于所述切割头的下方,待切割玻璃15放置于所述X-Y平台14上,其中,X-Y平台14可沿X轴、Y轴方向移动,切割头可沿Z轴方向移动,X轴、Y轴和Z轴之间相互垂直,所述切割装置的超快激光器11为皮秒激光器,所述皮秒激光器的工作波长为1030-1090nm,工作脉宽为5-15ps,所述切割头13用于将超快激光器11发出的高斯光束整形为Bessel光束;
所述裂片装置包括激光器、反射镜22、扫描振镜23和聚焦透镜24,所述激光器、反射镜22、扫描振镜23和聚焦透镜24依次沿光轴设置,聚焦透镜24的下方设有工作台25,已切割玻璃26放置于所述工作台25上,所述聚焦透镜24和所述工作台25之间具有沿Z轴方向相对运动的自由度,CO2激光的焦点位置通过处于Z轴的聚焦透镜24调整,所述扫描振镜23可改变CO2激光的出射方向,实现CO2激光沿切割路线对已切割玻璃26进行扫描,所述裂片装置的激光器为CO2激光器21,所述CO2激光器21的工作波长为10.6um,玻璃材质对该波段的激光有强烈吸收,可保证很好的裂片效果。
上述中,上、下、左、右、前、后只代表其相对位置而不表示其绝对位置。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种毛玻璃的激光切割方法,包括:
S1、在毛玻璃的两侧涂透明液体;
S2、在毛玻璃的两侧贴透明玻璃,得到待加工玻璃;
S3、对待加工玻璃进行切割处理,得到预切割玻璃;
S4、对预切割玻璃进行裂片处理。
2.如权利要求1所述的毛玻璃的激光切割方法,其特征在于:在步骤S2之中,还包括压紧毛玻璃与透明玻璃,除去毛玻璃与透明玻璃之间的气泡的步骤。
3.如权利要求2所述的毛玻璃的激光切割方法,其特征在于:在步骤S3中,采用波长为1030-1090nm的激光对待加工玻璃进行切割处理。
4.如权利要求3所述的毛玻璃的激光切割方法,其特征在于:在步骤S3中,采用脉宽为5-15ps的激光对待加工玻璃进行切割处理。
5.如权利要求4所述的毛玻璃的激光切割方法,其特征在于:在步骤S4中,采用波长为10.6um的激光对预切割玻璃进行裂片处理。
6.一种毛玻璃的激光切割系统,其特征在于:包括切割装置和裂片装置,所述切割装置包括超快激光器、切割头和X-Y平台,所述超快激光器、切割头依次沿光轴设置,所述X-Y平台设置于所述切割头的下方;所述裂片装置包括激光器、扫描振镜和聚焦透镜,所述激光器、扫描振镜和聚焦透镜依次沿光轴设置,聚焦透镜的下方设有工作台。
7.如权利要求6所述的毛玻璃的激光切割系统,其特征在于:所述切割装置的超快激光器为皮秒激光器,所述皮秒激光器的工作波长为1030-1090nm。
8.如权利要求7所述的毛玻璃的激光切割系统,其特征在于:所述皮秒激光器的工作脉宽为5-15ps。
9.如权利要求8所述的毛玻璃的激光切割系统,其特征在于:所述裂片装置的激光器为CO2激光器,所述CO2激光器的工作波长为10.6um。
10.如权利要求6-9任意一项所述的毛玻璃的激光切割系统,其特征在于:所述切割头用于将切割激光器发出的高斯光束整形为Bessel光束。
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