激光雕刻切割機加工傳統玻璃與有機玻璃的新技術工藝

　　【中國幕墻網】最新激光機研究人員發現了使玻璃分離的低功率的激光器，解決了激光打標機在玻璃切割中對玻璃造成融化等熱影響的新工藝技術。用co2激光雕刻切割機加工傳統玻璃與有機玻璃的新技術工藝使加工速度提高2至3倍。

　　一、co2激光打標雕刻機加工傳統玻璃

　　新技術使利用使用平均輸出功率為150W的封離式CO2激光器直接在玻璃上打出輪廓鮮明的高質量的標記成為可能，這是一種可以取代昂貴的固體激光器和傳統玻璃打標方法的技術(25W CO２激光器即可滿足大多數在玻璃上打標的要求)。CO２激光器通過破壞玻璃表面在玻璃上打標，因而在玻璃上出現一定數量的裂紋是允許的，但過量的裂紋會導致標記不清晰、材料強度潛在變弱，更嚴重的是使基片變得疏松。

　　1.在激光打標過程中通過聚焦光路在玻璃表面形成橢圓型的聚焦點，橢圓的聚焦焦點保證了激光能量在切割線兩側的均勻的和最優化的分布。玻璃強烈地吸收10.6微米的激光，所以幾乎所有的激光能量都被玻璃表面15微米吸收層所吸收，相對玻璃表面移動激光光點形成所需的切割線。選擇合適的移動速度，保證既有足夠的激光熱量在玻璃上形成局部的應力紋樣分布(設定的切割線)，同時又不會將玻璃融化， 封離型CO2激光器技術的發展和成熟，激光切割機玻璃技術更顯得經濟、實用。一種方法是采用多次激光輻射，采用一次激光輻射可在玻璃上產生一種輪廓鮮明的可見標記，但裂紋和應力圖案的方向將向垂直于激光移動的方向擴展。標記打印后短時間內甚至幾天后，這些垂直于激光移動方向的裂紋將形成新的裂紋，利用多次激光輻射，使與標記區域相鄰的區域通過熱傳導被加熱，從而使這些區域形成應力梯度，減少二次破裂的可能性，擴展到原標記外附近區域形成碎片，從而影響標記的清晰度，另一種是采用離散點形成環狀裂紋，一次激光輻射在熔成氧化硅玻璃和石英玻璃上打標比較有效，因為這兩種材料膨脹系數很低。最后一種是產生龜裂狀表面裂紋：采用這種方法在鈉鈣玻璃和硼硅酸鹽玻璃上打標十分有效。

　　2.因為這個過程依賴于熱致機械應力，斷裂深度和切割速度與材料本身的膨脹系數很有關系。一般說來，適用于激光法進行切割的玻璃的膨脹系數最小應為3.2x10-6K-1，所幸的是，多數普通玻璃都滿足這個要求。利用一系列環狀裂紋形成文字、條形碼、方塊或矩形碼以及其他形狀碼圖案。玻璃通過加熱和冷卻循環產生低密度環狀裂紋。玻璃加熱時產生膨脹擠壓周圍材料，當溫度升高到玻璃軟化點溫度時，玻璃快速膨脹形成一個低密度材料的凸出玻璃表面的圓頂。加熱后玻璃收縮到初始表面位置，但是這個弛豫時間正是整個低密度形成的時間，使其無法恢復到軟化溫度之前的起始位置。

　　3.采用同樣的加熱和冷卻過程，通過聚焦光束局部地加熱材料，都是使某一特定體積的玻璃表面發生變化。但是第三種方法所用光斑的尺寸比較大，在兩種密度區域接合處的界線沒有環狀裂紋方法那樣分明。這種方法產生的標記不是立即就能看得見的，要求稍微加壓之后才開始沿激光標記區域產生格狀裂紋。用所產生的無碎片龜裂狀條紋填充圖案形成文字、圖形和各種碼。因為這種方法要求純質表面，所以用高質量的汽車玻璃能打標出清晰的標記。

　　二、co2激光雕刻切割機加工有機玻璃

　　有機玻璃對激光切割的邊緣進行測量。權威測量顯示，平均粗糙度(Ra)小于0.5微米， 與傳統的機械切割法相比，這種新的方法有幾個重要的優點。首先，這是一步即可完成的、干燥的加工過程。邊緣光滑整齊，不需要后續的清潔和打磨。并且，激光引致的分離過程產生高強度、自然回火的邊緣，沒有微小裂痕。使用這種方法，避免了不可預料的裂痕和殘破，降低了次品率，提高了產量。邊緣質量。

　　在加工有機玻璃時，激光機切割速度快、精度高，定位準確。可生產工藝禮品、面板鏡片機箱、模型玩具、廣告燈箱招牌展示用品、包裝盒等。切割效果好：切口不用火拋，非常光滑、光亮，沒有鋸齒紋，可一次性切割壓克力厚度20mm ；限制切割速度的有3個因素：玻璃的厚度、材料的熱膨脹系數、以及激光器的輸出功率。在這個測試中，我們使用150W輸出功率的CO2激光器切割a=7.2 x 10-6、厚度為1.1mm的玻璃，直線切割，速度為500mm/秒。切割速度快比較，硬質金屬輪切割同樣厚度同種玻璃的速度可達1500mm/秒。但是，即使是在注重速度的應用中，這種差異也將被激光切割所帶來的經濟性和質量優勢所彌補。同時，我們都相信，進一步的加工過程優化以及采用更高輸出功率的激光器進行切割都會容易地將加工速度提高2至3倍。