CN111439924A - 一种大幅面玻璃超快皮秒激光切割机的使用方法 - Google Patents

一种大幅面玻璃超快皮秒激光切割机的使用方法 Download PDF

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黄凯鑫
许德政
黄静
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Shenzhen East Winner Laser Equipment Co ltd
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
    • Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates

Abstract

一种大幅面玻璃超快皮秒激光切割机的使用方法，包括以下具体步骤：S1、驱动组件带动待切割玻璃朝向激光器的发射端移动；S2、激光器通电运行在待切割玻璃产生众多丝孔；众多丝孔在待切割玻璃上形成微裂纹；其中，激光器的脉宽不大于10ps；S3、在待切割玻璃上微裂纹两侧施加外力，使待切割玻璃沿微裂纹切断。本发明提供的激光切割机对玻璃工件进行切割后，得到的玻璃工件切割端面平整，且无需二次CNC研磨，大大提高加工效率；在玻璃切割时的切割线宽极窄，另外，在对玻璃工件加工过程中无污水产生更加环保，切割速度快大大提高玻璃制品的生产效率。

Description

一种大幅面玻璃超快皮秒激光切割机的使用方法
技术领域
本发明涉及激光切割技术领域，尤其涉及一种大幅面玻璃超快皮秒激光切割机的使用方法。
背景技术
大幅面玻璃加工方式主要有水刀切割以及玻璃刀划裂；采用水刀切割的方式对大幅面玻璃进行加工能将大幅面玻璃切割出各种图形的产品，但是由于水刀切割大幅面玻璃时受制于水刀的切割线宽，无法加工较为精细的图案；采用玻璃刀对大幅面玻璃进行加工时切割速度快，加工效率高，但受限制于工作方式，主要应用于玻璃的直线切割，现有的大幅面玻璃加工方式无法满足对大幅面玻璃加工更高要求的需要；为此，本申请中提出一种大幅面玻璃超快皮秒激光切割机的使用方法。
发明内容
(一)发明目的
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种大幅面玻璃超快皮秒激光切割机的使用方法，本发明提供的激光切割机对玻璃工件进行切割后，得到的玻璃工件切割端面平整，且无需二次CNC研磨，大大提高加工效率；在玻璃切割时的切割线宽极窄，另外，在对玻璃工件加工过程中无污水产生更加环保，切割速度快大大提高玻璃制品的生产效率。
(二)技术方案
为解决上述问题，本发明提供了一种大幅面玻璃超快皮秒激光切割机的使用方法，包括以下具体步骤：
S1、驱动组件带动待切割玻璃朝向激光器的发射端移动；
S2、激光器发出的激光在待切割玻璃表面聚焦，激光器通电运行以在待切割玻璃表面产生众多丝孔；众多丝孔在待切割玻璃上形成微裂纹；其中，激光器的脉宽不大于10ps；
S3、在待切割玻璃上微裂纹两侧施加外力，使待切割玻璃沿微裂纹切断。
优选的，激光器选用皮秒激光器。
优选的，激光器的波长为1064nm，工作频率为50～200kHz。
本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
本发明中采用激光对玻璃工件进行切割，激光切割时发出的激光与材料对波长的吸收深度有关系，根据吸光深度分为表面吸收和体吸收；普通的硅酸盐玻璃对1064nm波长的光透过率大于92.1％，普通的硅酸盐玻璃对峰值功率为兆瓦级别的激光具有较强的透射作用，但玻璃属于宽带隙电介质材料，因此本方法通过采用脉宽在10ps量级以下的激光器效诱导待切割玻璃自身进行多光子吸收的能力，以对待切割玻璃进行切割；使用时，通过驱动组件带动待切割玻璃朝向激光器的发射端移动，将待切割玻璃沿需要进行切断处从激光器的发射端经过，激光器辐射光子，待切割玻璃进行多光子吸收产生导带电子，处在高能级的电子在待切割玻璃运动中发射声子，并把所吸收能量转移至晶格，晶格经历能量沉积造成材料熔化或机械破坏；当激光器发出是激光束通过待切割玻璃传播时，同时存在克尔自聚焦和等离子体散焦，在待切割玻璃上形成微米级的丝孔；每个丝孔均在待切割玻璃中延展几毫米的深度，多组丝孔在待切割玻璃表面形成微裂纹，对待切割玻璃进行施加外力，即可将待切割玻璃沿裂纹切断，操作简单使用方便；
本发明提供的激光切割机对玻璃工件进行切割后，得到的玻璃工件切割端面平整，且无需二次CNC研磨，大大提高加工效率；在玻璃切割时的切割线宽极窄，另外，在对玻璃工件加工过程中无污水产生更加环保，切割速度快大大提高玻璃制品的生产效率。
附图说明
图1为本发明提出的一种大幅面玻璃超快皮秒激光切割机的使用方法的方法流程图。
图2为本发明提出的一种大幅面玻璃超快皮秒激光切割机的使用方法中激光器和驱动组件的位置示意图。
附图标记：101、激光器；102、玻璃；103、驱动组件。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
如图1-2所示，本发明提出的一种大幅面玻璃超快皮秒激光切割机的使用方法，包括以下具体步骤：
S1、驱动组件103带动待切割玻璃102朝向激光器101的发射端移动；
进一步的，驱动组件103选用直线电机装置；图中的箭头指的是驱动组件103带动待切割玻璃102的移动方向；需要指出的是，激光器101和驱动组件103均设置在机床上，其中，机床采用位置环反馈控制以实现待切割玻璃102表面的等间距激光触发功能，并配置相应的软件这一般为现有技术对此并不详细说明；
S2、激光器101发出的激光在待切割玻璃102表面聚焦，激光器101通电运行以在待切割玻璃102表面产生众多丝孔；众多丝孔在待切割玻璃102上形成微裂纹；其中，激光器101的脉宽不大于10ps；
S3、在待切割玻璃102上微裂纹两侧施加外力，使待切割玻璃102沿微裂纹切断。
本发明中采用激光对玻璃工件进行切割，激光切割时发出的激光与材料对波长的吸收深度有关系，根据吸光深度分为表面吸收和体吸收；普通的硅酸盐玻璃对1064nm波长的光透过率大于92.1％，普通的硅酸盐玻璃对峰值功率为兆瓦级别的激光具有较强的透射作用，但玻璃属于宽带隙电介质材料，因此本方法通过采用脉宽在10ps量级以下的激光器101效诱导待切割玻璃102自身进行多光子吸收的能力，以对待切割玻璃102进行切割；使用时，通过驱动组件103带动待切割玻璃102朝向激光器101的发射端移动，将待切割玻璃102沿需要进行切断处从激光器101的发射端经过，激光器101辐射光子，待切割玻璃102进行多光子吸收产生导带电子，处在高能级的电子在待切割玻璃102运动中发射声子，并把所吸收能量转移至晶格，晶格经历能量沉积造成材料熔化或机械破坏；当激光器101发出是激光束通过待切割玻璃102传播时，同时存在克尔自聚焦和等离子体散焦，在待切割玻璃102上形成微米级的丝孔；每个丝孔均在待切割玻璃102中延展几毫米的深度，多组丝孔在待切割玻璃102表面形成微裂纹，对待切割玻璃102进行施加外力，即可将待切割玻璃102沿裂纹切断，操作简单使用方便。
在一个可选的实施例中，激光器101选用皮秒激光器，激光器101的波长为1064nm，工作频率为50～200kHz；
在一个可选的实施例中，S2中在激光器101发射的激光入射到玻璃102当中，利用光学原件，在待切割玻璃102上表面形成多点聚焦，可有效进一步提高激光的功率密度，改善切割效果。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (3)

1.一种大幅面玻璃超快皮秒激光切割机的使用方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
S1、驱动组件(103)带动待切割玻璃(102)朝向激光器(101)的发射端移动；
S2、激光器(101)发出的激光在待切割玻璃(102)表面聚焦，激光器(101)通电运行以在待切割玻璃(102)表面产生众多丝孔；众多丝孔在待切割玻璃(102)上形成微裂纹；其中，激光器(101)的脉宽不大于10ps；
S3、在待切割玻璃(102)上微裂纹两侧施加外力，使待切割玻璃(102)沿微裂纹切断。
2.根据权利要求1所述的一种大幅面玻璃超快皮秒激光切割机的使用方法，其特征在于，激光器(101)选用皮秒激光器。
3.根据权利要求2所述的一种大幅面玻璃超快皮秒激光切割机的使用方法，其特征在于，激光器(101)的波长为1064nm，工作频率为50～200kHz。
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