资源描述：
《玻璃的激光切割技术.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、激光技术与应用LaserTechnology&Applications玻璃的激光切割技术●付国柱光切割技术已经研究得很透彻,激光切割的优越性1引言也逐渐为人们所认识。近年来已经出现了一些用于激光切割技术现已成为一种成熟的工业加工技工业生产的玻璃切割设备,如德国Grenzebach公司术。金属是激光切割的主要对象,其它可以进行激的浮法玻璃在线激光切割设备;德国H2B公司的平光切割的材料还有塑料、陶瓷、硅片以及玻璃等。板玻璃切割设备;美国FononDSS公司用于平板显目前全球用于切割金属材料的激光切割设备约有几
2、示方面的玻璃激光切割设备等。玻璃的激光切割技十万台,而用于玻璃切割的激光设备包括实验室设备术与传统的切割技术相比具有很多的优越性,激光在内也不过只有几十台。实际上,早在20世纪70切割出来的玻璃边缘光滑、无横向微裂、无碎片,年代,关于激光切割玻璃的研究就已经展开。从原避免了在板材上出现划伤并且将玻璃破碎的可能性理上讲,玻璃对红外激光的吸收远比金属好,而且玻减小到最低程度。当激光技术用于浮法玻璃生产线璃是热的不良导体,玻璃切割所需要的激光功率比的在线切割时,由于不需要二次掰边,所以原板玻金属要低得多,所以玻璃
3、的激光切割技术应该比金璃的利用率得到了明显提高。运用激光技术切裁1~属更早应用于工业生产。但玻璃的激光切割市场却25mm厚的玻璃不会产生任何应力问题,也没有任一直没有发展起来。究其原因可能是因为玻璃的切何调节误差。此外,由于通过激光切割的玻璃耐断割比较容易,传统的金刚石刀轮或硬质合金刀轮玻裂的强度较高,所以,在许多情况下不再需要对玻璃切割技术已经发展得很成熟,工艺简便且成本低璃进行钢化处理。从应用的情况看,玻璃的激光切廉,足以满足通常的玻璃切割的要求。时至今日,割技术可能会在平板显示、汽车玻璃和浮法玻璃生玻
4、璃的应用日益广泛,某些方面的应用对切割质量产等领域率先得到推广。和切割成品率的要求非常严格,传统的玻璃切割技2玻璃的激光切割原理术已逐渐不能满足生产的要求。如作为TFT-LCD基板的耐高温、高硬度硼硅玻璃和用于汽车方面的钢2.1玻璃对激光的吸收化玻璃等。从玻璃厚度方面而言,浮法玻璃的厚度一种材料能否进行激光加工很大程度上取决于已经达到了20mm以上,而用于平板显示方面的玻材料对该波长激光的吸收。图1是厚度为3.88mm璃最薄已经达到0.4mm,有些应用于电子产品的玻的2种玻璃的吸收光谱。璃甚至达到0.05m
5、m。过薄或过厚的玻璃采用机械从图1中可以看出,当波长在5μm以上时,玻切割都会影响切割的成品率。现在人们对玻璃的激璃对光有非常高的吸收效率,所以波长为10.6μm的www.omeinfo.com.cn5Mar.2008激光技术与应用LaserTechnology&Applications0.96!m10.6!m由于玻璃的高吸收效率,其进入玻璃表面的深度不二极管激光CO2激光足几十微米,在玻璃表面就被完全吸收。100玻璃的激光切割技术在原理上不同于金属的激80超白浮法玻璃光切割。玻璃的激光切割是一种应力切割方
6、式通过玻璃厚度:3.82mm/%60玻璃对激光的吸收,局部急剧升温产生应力,应力率过变化产生裂纹从而导致玻璃沿着激光扫描方向开裂。透40绿玻璃光在切割过程中要严格控制温度的上升不能达到玻璃20的软化点。而金属的激光切割则采用的是熔融切割0方式。在玻璃激光切割研究的早期采取的也是熔融2001000180026003400420010000切割方式,但切割效果并不好,切割后的边缘还需激光波长/nm要进行后处理。所以现在玻璃的激光切割方式都是图1超白玻璃和绿玻璃的吸收光谱。采用应力切割。CO2激光器非常适用于玻璃
7、的激光切割。事实上,1.2CO2激光器的玻璃切割工艺当今世界上绝大多数的玻璃激光切割设备都是采用现在用于玻璃激光切割的激光器大多采用封离功率在100～500W之间的封离型CO2激光器。波长型CO2激光器,输出功率在100～500W之间。这个在1μm左右的半导体激光器和Nd∶YAG激光器也功率区间的CO2激光器技术已经非常成熟,可以选可用于激光切割,但其切割原理不同于CO2激光器。择的产品很多。例如,Coherent公司的K-150型激从图1中可以看出,厚度为3.88mm的超白玻璃对光器,外型尺寸只有99mm
8、×20mm×16.5mm,重量于波长约为1μm的激光透过率约为80%,吸收不只有94kg,使用寿命超过10000h,集成简单,操足20%;而绿玻璃的吸收率要高得多,约有80%。作方便,使用起来就象高功率灯泡一样简单。板条玻璃对波长约为1μm的激光的吸收属于体吸收。放电的封离型CO2激光器有2个适于此应用的重要而对于CO2激光器发出的波长为10.6μm的激光,特点。首先,这种激光器光束质量好,聚焦特性高,(a)二极
