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玻璃激光切割的原理和选择
- 2018-05-16 -

玻璃激光切割的原理
      玻璃激光切割的方法从原理上可以分为两种:一种是熔融(蒸发)切割法,另一种是裂纹控制法。
(1)熔融切割法
       利用玻璃处在软化的温度下具有较好的塑性和延展性,用聚焦的CO2激光或者紫外激光照射到软化的玻璃表面,激光具有的较高的能量密度会导致玻璃融化,然后用气流吹走熔融的玻璃,产生沟槽,从而实现玻璃的熔融切割。
2)裂纹控制法
       这是一种常用的激光切割方法。1、对玻璃表面进行激光加热,较高的能量会使该处的温度急剧升高,表面产生较大的压应力,但该压应力不会使玻璃产生破裂;2、对该区域进行急剧的冷却,一般采用冷却气体或者冷却液,急剧的降温会使玻璃表面产生较大的温度梯度和较大的拉应力,这个拉应力会使玻璃表面沿着预定划线的方向开始破裂,实现玻璃的切割。
   用于玻璃激光切割的选择
       现在切割玻璃加工工艺一般都是选用CO2激光器。选择适宜的激光器,考虑的因素包括波长、输出功率、光束模式、灵活性、费用、可靠性以及是否利于系统集成等。CO激光器发射的激光波长为10.6μm,而玻璃能强烈地吸收波长10.6μm的激光,几乎所有的激光能量都被玻璃表面15μm吸收层所吸收,所以玻璃激光切割系统都配置CO2激光器。关于激光功率正如前述,不需要很高,平均功率为100~500W(取决于玻璃的厚度)的CO2激光器都适用于玻璃切割应用。具体的器件可根据不同的情况,选择封离型玻璃管CO2激光器或CO2射频激光器。封离型玻璃管CO2激光器技术成熟,完全封离,不需要气体补充,不需要维修和定期维护,能满足玻璃切割的基本要求,且成本低,经济而实用;射频激光器的光束模式好,外型尺寸较小,集成简单,操作方便,激光器的输出灵活可控,输出的脉冲能量、脉宽以及重复频率等都可被实时控制,而不影响光束的聚焦,因而激光加工的参数可以根据不同种类、不同厚度的玻璃的特性进行实时优化。

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