CN111421238A - 激光开槽方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种激光开槽方法，该方法包括以下步骤：提供防爆片及防爆片上预加工槽的尺寸及轨迹；根据预加工槽的尺寸及轨迹制作打标图档；依照打标图档在防爆片上激光加工形成泄压槽，激光加工设备不会因持续加工而降低加工精度，以保证泄压槽的加工精度，以此提升了生产加工的良品率，节省了生产成本。

Description

激光开槽方法

技术领域

本发明涉及激光开槽技术领域，尤其涉及一种激光开槽方法。

背景技术

传统电池防爆片采用机械冲压工艺进行加工，通过冲压设备的冲压头在防爆片上冲压形成T形或Y形的泄压槽，当电池内部超压时，该泄压槽断裂排放内部介质，以此来防止电池爆炸。

但是传统的机械冲压工艺，一般情况下需要采用固定模具对防爆片进行固定，采用冲压模具对防爆片进行冲压加工，加工中，固定模具和冲压模具会因为冲压磨损而降低冲压工艺的加工境精度，降低了生产加工的良品率。

发明内容

本发明的目的在于提出了一种激光开槽方法，旨在解决现有机械冲压工艺加工泄压槽，加工精度较差、良品率较差的问题。

一种激光开槽方法，包括以下步骤：

提供防爆片及所述防爆片上预加工槽的尺寸及轨迹；

根据所述预加工槽的尺寸及轨迹制作打标图档；

依照所述打标图档在所述防爆片上激光加工形成泄压槽。

在其中一种实施例中，步骤提供防爆片及所述防爆片上预加工槽的尺寸及轨迹中，还包括：

提供压盖装置，采用所述压盖装置固定所述防爆片。

在其中一种实施例中，所述压盖装置包括上盖和下盖，所述上盖覆盖在所述防爆片的待加工表面上，所述上盖上开设有轨迹槽，所述轨迹槽与所述预加工槽的轨迹相同，所述下盖上设有散热孔，并与所述上盖连接。

在其中一种实施例中，在步骤依照所述打标图档在所述防爆片上激光加工形成泄压槽中，采用皮秒激光器对所述防爆片激光加工。

在其中一种实施例中，所述皮秒激光器为1064nm的红外皮秒激光器。

在其中一种实施例中，在步骤依照所述打标图档在所述防爆片上激光加工形成泄压槽中，提供激光聚焦镜，所述激光聚焦镜为远心镜头。

在其中一种实施例中，步骤根据所述预加工槽的尺寸及轨迹制作打标图档中，具体包括以下步骤：

提供预加工时间、所述预加工槽的尺寸及轨迹；

根据所述预加工时间、所述预加工槽的尺寸及轨迹，选取激光加工轨迹的线宽；

根据所述预加工时间、所述激光加工轨迹的线宽、所述预加工槽的尺寸及轨迹制作所述打标图档。

在其中一种实施例中，在步骤提供防爆片及所述防爆片上预加工槽的尺寸及轨迹中，所述防爆片为厚度0.04mm-0.15mm的金属片。

在其中一种实施例中，步骤依照所述打标图档在所述防爆片上激光加工形成泄压槽中，激光加工参数为：

打标速度：500mm/s-2000mm/s；

频率：100KHz-1000KHz；

脉宽：5ps-30ps。

在其中一种实施例中，电池上安装有电池壳，电池壳包括所述防爆片。

采用本发明实施例，具有如下有益效果：

采用本发明的激光开槽方法，依照打标图档在防爆片上激光加工形成泄压槽，激光加工设备不会因持续加工而降低加工精度，以保证泄压槽的加工精度，以此提升了生产加工的良品率，节省了生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

其中：

图1为一实施方式中激光开槽方法的流程图。

图2为图1所示激光开槽方法中打标图档制作的流程图。

图3为一实施方式中压盖装置的俯视图。

图4为图3所示压盖装置的仰视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一实施方式的激光开槽方法主要用于在电池防爆片上加工泄压槽，具体包括以下步骤：

S100、提供防爆片及防爆片上预加工槽的尺寸及轨迹，完成待加工防爆片的准备，以及预加工槽的尺寸及轨迹设计。

S200、根据预加工槽的尺寸及轨迹制作打标图档，完成打标图档的制作。

S300、依照打标图档在防爆片上激光加工形成泄压槽，获得具有泄压槽的防爆片。

采用激光加工形成泄压槽，激光加工设备不会因持续加工而降低加工精度，以保证泄压槽的加工精度，以此提升了生产加工的良品率，节省了生产成本。

在本实施方式中，步骤S100中还包括：提供压盖装置，采用压盖装置固定防爆片，以保证在激光加工过程中，可以采用该压盖装置将防爆片压盖固定在加工平台上，防爆片不会窜动，以保证加工过程的精准度，以加工出高精度的泄压槽，以保证该泄压槽在受到超压时的断裂泄压效果。

该压盖装置为耐刮性良好及导热性良好的材料制成，利于对防爆片的压盖重复利用，保证其压盖精度及散热性，优选的，压盖装置为铜、铁等金属治具，其散热性能良好。

如图3和图4所示，压盖装置包括上盖10和下盖20，上盖10覆盖在防爆片的待加工表面上，上盖10上开设有轨迹槽11，轨迹槽11与预加工槽的轨迹相同，将防爆片的上表面采用上盖10盖住，并且上盖10的形状与防爆片的形状相对应，只预留出预加工槽的轨迹相同的开口，即轨迹槽11，在进行激光加工时，保证了防爆片的平整度，避免了防爆片在加工过程中的变形。下盖20上设有散热孔21，并与上盖10连接，散热孔21的设置，可以使激光加工过程，防爆片的受热从底部的散热孔21加快散热，以减轻激光加工过程的热影响，提升排热效果，以降低防爆片的受热变形能力，以使加工成型的防爆片具有优良的加工精度，良品率高。特别是当该防爆片为较薄的金属片，该压盖装置可以较好的实现防爆片的压盖，保证激光开槽过程中的限位，更进一步降低受热变形能力。优选的，该散热孔可以设有多个，并均布在下盖20上，以提供较高的散热能力。

在本实施方式中，在步骤S100中，防爆片为厚度0.04mm-0.15mm的金属片，采用激光加工该较薄金属片，可以获得成型完好的泄压槽，且防爆片的加工良品率高，与传统采用机械冲压工艺相比，采用激光加工不会导致该防爆片变形严重，且产生较重背痕，另外，采用激光加工可以简单的进行打标图档的制作，并在激光设备上调整或输入激光加工的参数，以对激光加工的槽口参数进行调整，解决了传统机械冲压工艺冲压模具尺寸不易更改，需要加工的槽口深度、宽度等尺寸不易更改的缺点。

在本实施方式中，在步骤S300中，采用皮秒激光器对防爆片激光加工，皮秒激光器的脉宽为皮秒级，激光加工轨迹的线宽较窄，在激光加工泄压槽时，与普通的纳秒激光器相比，不会在激光加工防爆片时产生较大的热影响区，不会因为激光加工产生的热量而使较薄的防爆片翘起而影响整体防爆片的平面度，不会因产生的边缘毛刺容易堵塞在泄压槽中造成槽的深度不均匀，加工出的泄压槽的底纹不均匀呈现凹凸蜂窝状的问题，特别是在厚度低于0.15mm的金属片加工时，采用皮秒激光器的窄脉宽，在对金属片加工中热影响区域小、边缘毛刺少、背痕轻，因此，可以极大解决金属片在加工时出现边缘热影响大且背痕严重的现象。并且在与压盖装置配合加工使用时，压盖装置底部的散热孔21结构，可以进一步提升防爆片的排热能力，从而在一定程度上降低了激光开槽的背痕效果。

需要注意的是，在步骤S300中，需要提供激光设备，该激光设备至少包括皮秒激光器、激光聚焦镜及高速振镜，激光聚焦镜采用远心镜头，与普通的镜头相比，采用远心镜头把激光聚集，产生的光斑的效果更好，并且需要根据打标图档的信息进行选取，以选取适当大小的镜头，与打标图档的信息相对应，不会出现激光聚焦镜过大，导致激光束过大，或激光聚焦镜过小，导致激光束过小的问题。并进行调节以将激光焦距到防爆片上的指定位置，将打标图档输入到激光设备所应用的软件上，并对激光设备上的激光加工参数进行设置，以保证在防爆片上的精密开槽。

激光开槽加工时，激光设备产生的激光在调试好的焦点处与防爆片发生作用，在此过程中，采用高速振镜调整控制该激光点的位置，依照打标图档的指示对该防爆片进行激光加工，并在该防爆片上指定位置加工出指定规格的泄压槽。

在本实施方式中，皮秒激光器为1064nm的红外皮秒激光器，采用1064nm的红外皮秒激光器，在加工较薄的防爆片时，该超快激光加工形成的泄压槽的边缘热影响区域减小，且毛刺产生量大幅度减少，即使用无尘布擦拭槽边缘，也不会产生因毛刺进入槽内部而造成槽深度测量起伏过大的情况；并且减轻了激光加工泄压槽的背痕，较薄的防爆片，特别是金属片加工过程中不会翘起变形，保证平面度测量在允许范围内；加工形成泄压槽的槽底部底纹平整，整体测量泄压槽的深度宽度波动性小。当然，在其他实施方式中，皮秒激光器还可以为355nm紫外皮秒激光器或其他，其激光加工中，防爆片上呈现较少的热影响区，可以保证防爆片较佳的平整度，且毛刺和背痕影响较小。

如图2所示，步骤S200中，具体包括以下步骤：

S210、提供预加工时间、预加工槽的尺寸及轨迹。

S220、根据预加工时间、预加工槽的尺寸及轨迹，选取激光加工轨迹的线宽，可以采用线宽控制加工的时间，在预加工槽的宽度及长度恒定，增加加工轨迹的线宽，可以减少加工轨迹的次数，以降低预加工时间。选取合适加工轨迹的线宽后，可以在保证激光加工泄压槽的质量的前提下，适当缩小加工时间，以保证加工生产的产出率。

在此步骤中，激光加工轨迹的线宽选择，需要兼顾加工效率和加工质量、效果，并进行多次测试模拟，以获得最优的激光加工轨迹线宽值。

S230、根据预加工时间、激光加工轨迹的线宽、预加工槽的尺寸及轨迹制作打标图档，将此打标图档输入激光设备中作为后续激光加工的打标依据。

优选的，防爆片上预加工槽的宽度为35um-150um，深度为30um-100um，以此槽的参数下，经过测试，可以选择等长度的双线图档进行打标。当然，在其他实施方式中，根据预加工时间的不同选择，还可以采用三线图档或其他，其目的为选取加工图档，以得到较好的加工效果和加工效率。并且也解决了传统机械冲压工艺，不能冲压加工微型槽的问题。

在本实施方式中，步骤依S300之后，还包括以下步骤：

S400、检测防爆片上泄压槽的尺寸参数及泄压性能，将加工完成的防爆片进行质量检测，筛选出合格品与不合格品，并分别放置。具体的，在防爆片的尺寸参数检测时，依次对加工完成防爆片上的泄压槽进行测量，将测得槽深、槽宽尺寸超出合格范围的防爆片判定为不合格品，再进行随机的泄压性能检测，最终筛选出合格的防爆片。

随机的泄压性能检测中，检测多个防爆片的性能都合格，而激光开槽不会因持续加工导致加工精度降低，可以实现其他防爆片的性能也是合格的，比传统机械冲压工艺中，需要分阶段持续检测冲压精度，而加工出的泄压槽尺寸精度持续发生变化要优异很多。

S500、将检测合格的防爆片与收集，完成防爆片的加工生产。

优选的，电池上安装有电池壳，电池壳包括防爆片，可以将该防爆片作为电池防爆片应用。可以将加工形成具有泄压槽的防爆片进行检测，并将检测合格产品进行应用，安装在电池上作为电池防爆片，当该防爆片为手机电池防爆片时，较薄的金属防爆片可以满足手机电池壳的放置需求，并且该防爆片的平整度好，安装方便，不会因防爆片平整度较差而导致安装困难，其次，激光加工而成的泄压槽，满足手机防爆片泄压槽的槽宽及槽深较小，精准度高的要求，能在电池内部超压时，准确完成泄压槽的断裂，而完成泄压，避免电池的爆炸。

在本实施方式中，步骤S300中，激光加工参数为：打标速度：500mm/s-2000mm/s；频率：100KHz-1000KHz；脉宽：5ps-30ps，焦点位置为偏焦设置，以该加工参数下，可根据激光加工效果适当调整配比，激光器的最大功率为20W，激光镜头的标记范围为50mm×50mm，通过激光器产生的激光多次重复作用在防爆片指定位置，以此来得到相应的泄压槽。在此过程中激光的焦点、光斑的大小、聚焦镜的规格类型以及激光加工的参数对激光开槽效果都有重要的影响，在一定范围内调整焦点的位置可以得到不同的槽宽。

对于存在一定爆炸危险的手机电池来说，采用防爆片可以形成安全防护，而防爆片的质量，特别是防爆片上泄压槽的质量显得尤为重要，采用本发明的激光开槽方法加工而成的防爆片，防爆片的泄压槽具有较高的尺寸精度，可以保证其优良的泄压性能。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种激光开槽方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供防爆片及所述防爆片上预加工槽的尺寸及轨迹；

根据所述预加工槽的尺寸及轨迹制作打标图档；

依照所述打标图档在所述防爆片上激光加工形成泄压槽。

2.根据权利要求1所述的激光开槽方法，其特征在于，步骤提供防爆片及所述防爆片上预加工槽的尺寸及轨迹中，还包括：

提供压盖装置，采用所述压盖装置固定所述防爆片。

3.根据权利要求2所述的激光开槽方法，其特征在于，所述压盖装置包括上盖和下盖，所述上盖覆盖在所述防爆片的待加工表面上，所述上盖上开设有轨迹槽，所述轨迹槽与所述预加工槽的轨迹相同，所述下盖上设有散热孔，并与所述上盖连接。

4.根据权利要求1所述的激光开槽方法，其特征在于，在步骤依照所述打标图档在所述防爆片上激光加工形成泄压槽中，采用皮秒激光器对所述防爆片激光加工。

5.根据权利要求4所述的激光开槽方法，其特征在于，所述皮秒激光器为1064nm的红外皮秒激光器。

6.根据权利要求1所述的激光开槽方法，其特征在于，在步骤依照所述打标图档在所述防爆片上激光加工形成泄压槽中，提供激光聚焦镜，所述激光聚焦镜为远心镜头。

7.根据权利要求1所述的激光开槽方法，其特征在于，步骤根据所述预加工槽的尺寸及轨迹制作打标图档中，具体包括以下步骤：

提供预加工时间、所述预加工槽的尺寸及轨迹；

根据所述预加工时间、所述预加工槽的尺寸及轨迹，选取激光加工轨迹的线宽；

根据所述预加工时间、所述激光加工轨迹的线宽、所述预加工槽的尺寸及轨迹制作所述打标图档。

8.根据权利要求1所述的激光开槽方法，其特征在于，在步骤提供防爆片及所述防爆片上预加工槽的尺寸及轨迹中，所述防爆片为厚度0.04mm-0.15mm的金属片。

9.根据权利要求1所述的激光开槽方法，其特征在于，

步骤依照所述打标图档在所述防爆片上激光加工形成泄压槽中，激光加工参数为：

打标速度：500mm/s-2000mm/s；

频率：100KHz-1000KHz；

脉宽：5ps-30ps。

10.根据权利要求1所述的激光开槽方法，其特征在于，电池上安装有电池壳，电池壳包括所述防爆片。

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