Текущий фон обработки сверления стекла
Стекло обладает хорошей прозрачностью и химической стабильностью и широко используется в быту. В областях специального стекла, таких как медицинское, химическое, фотоэлектрическое и т. д., с развитием науки и техники спрос также увеличивается из года в год. Ниже приведены некоторые общие классификации стекол и их технологические характеристики:
1. Натриево-кальциевое стекло, ультрабелое стекло и стекло K9
● Натриево-кальциевое стекло (обычное стекло)
● Ультрабелое стекло (стекло с низким содержанием железа)
● Стекло К9
Этот тип стекла обладает хорошей прочностью и твёрдостью и подходит для сверления отверстий толщиной 0-20мм.
2. Высокоборосиликатное стекло и кварцевое стекло
● Высококачественное боросиликатное стекло: превосходные показатели светопропускания и чрезвычайно низкий коэффициент теплового расширения.
● Кварцевое стекло: обычно используется в оптических линзах, обладает чрезвычайно высокой твердостью.
При обработке этого типа стекла обычно используется метод термического расширения и сжатия или метод лазерного расщепления. С непрерывным развитием лазерных технологий лазерное сверление стекла постепенно стало новым вариантом обработки. Для обработки стекла высокой твердости требуется лазер с высокой пиковой мощностью.
3. Закаленное стекло
Закаленное стекло — это предварительно напряженное стекло, которое формирует компрессионное напряжение на поверхности химическими или физическими методами, тем самым повышая прочность и несущую способность стекла. Его сопротивление давлению ветра, морозостойкость и жаропрочность, а также ударопрочность — все это повышается. Однако закаленное стекло нельзя резать после обработки. Когда закаленное стекло разбивается, осколки представляют собой сотовидные частицы с тупым углом, что снижает вред для человеческого организма.
Различные типы стекла имеют свои преимущества и требования к обработке в различных сценариях применения. Выбор правильного метода обработки и инструментов является ключом к обеспечению качества обработки.
Преимущества лазерного сверления стекла
Сверление стекла является ключевым звеном в производстве и глубокой переработке стекла, и его важность очевидна. В настоящее время традиционные процессы резки стекла в основном включают резку инструментом с ЧПУ и водоструйную резку с ЧПУ. Для малых предприятий или предприятий с ограниченным бюджетом эти два традиционных метода резки трудно продвигать и использовать из-за высокой стоимости.
В качестве бесконтактной обработки лазерное сверление стекла использует сфокусированный лазерный луч высокой плотности энергии для расплавления или даже испарения стекла. Лазер использует светопропускание стекла для фокусировки на нижнем слое стекла и сканирует на высокой скорости через 2,5D гальванометр для удаления стекла слой за слоем снизу вверх, и может обрабатывать стекло различной толщины и типа. Помимо первоначальных инвестиций в стоимость, лазерная резка стекла не требует последующих затрат на расходные материалы и постепенно стала важным выбором для отрасли обработки стекла.
На этот раз для экспериментов использовались лазер JPT YDFLP-M8-200-SW-V2 с 2,5D-гальванометром и программно-аппаратная система трехмерной резки, с помощью которой можно делать обычные круглые отверстия или пробивать и резать стекло специальной формы. По сравнению с традиционным механическим сверлением эта система отличается высокой эффективностью обработки, низкими затратами на обслуживание и малым термическим воздействием.
01 Влияние параметров лазера на сверление стекла
① Влияние ширины импульса на сверление стекла
Ниже приведен эксперимент по сверлению ультрабелого стекла. Диаметр круга составляет 10 мм, а толщина — 3 мм. Частоты отсечки, соответствующие режиму 6 нс, режиму 9 нс и режиму 12 нс, используются для проверки влияния ширины импульса на резку стекла.
Экспериментируя, мы можем сделать вывод, что средние и максимальные значения краевого коллапса при 9 нс являются наилучшими, за ними следует 6 нс, который также имеет хорошие характеристики краевого коллапса. Средние и максимальные значения краевого коллапса при 12 нс немного больше. Причина этого в том, что накопление тепла вызывает краевой коллапс при 12 нс. Соответствующая энергия одиночного импульса и пиковая мощность оказывают важное влияние на управление краевым коллапсом. Более высокая энергия одиночного импульса и более высокая пиковая мощность при той же ширине импульса имеют лучшие эффекты обработки.
②Влияние частоты повторения на сверление стекла
Экспериментально можно сделать вывод, что когда частота повторения равна частоте среза, эффективность обработки самая высокая, время обработки сокращается для уменьшения накопления тепла, а сколы кромки самые маленькие по сравнению с 90% и 110%. Когда частота ниже частоты среза, средняя выходная мощность низкая, что приводит к низкой эффективности. Когда частота выше частоты среза, энергия одиночного импульса и пиковая мощность уменьшаются, что приводит к низкой эффективности.
③ Влияние мощности на сверление стекла
Мощность лазера влияет на эффективность и время обработки. Для дальнейшего изучения значительного влияния мощности лазера на эффективность эксперимент использует те же параметры для изменения только процента мощности. Параметры выбраны как режим 9 нс, частота 280k, а процент мощности установлен на 70%, 80%, 90%. Проверяется эффективность сверления отверстия диаметром 10 мм в белом стекле толщиной 3 мм.
Экспериментально можно сделать вывод, что с ростом средней мощности пиковая мощность лазера увеличивается, а время, необходимое для сверления отверстий одинаковой толщины и одинакового диаметра, уменьшается.
02 Эксперимент по лазерному сверлению специальной формы
Лазер выводит лазерный луч, а гальванометрический двигатель реализует высокоскоростное перемещение лазерного луча посредством высокоскоростного перемещения, а затем фокусирует его в рабочий диапазон через линзу F-Theta. Этот метод обработки удобен, управляем и регулируем, и обеспечивает конкурентоспособное решение для автоматизированной обработки и комплексной интеграции оборудования.
03 Эксперимент по сверлению стекла разной толщины
В отрасли сверления стекла повышение эффективности и снижение затрат являются обычными задачами. Решение болевых точек и трудностей отрасли является неустанной целью развития Jept. Большая энергия одиночного импульса и более высокая пиковая мощность значительно повышают эффективность обработки.
04 Лазеры серии JPT M8
Лазеры серии JPT M8 используют структуру усилителя мощности задающего генератора MOPA. С момента запуска в 2021 году он прошел множество итераций, обновлений и оптимизаций и разработал лазеры различных уровней мощности для различных применений. Лазеры средней и низкой мощности (например, 20 Вт и 50 Вт) подходят для обработки поверхности и травления термочувствительных материалов. Лазеры средней и высокой мощности (от 100 Вт до 300 Вт) хорошо работают в высокоэффективных и востребованных приложениях, таких как глубокая резка, глубокая гравировка и матирование стекла.
Сохраняя функцию независимой регулировки частоты импульсов серии JPT M7, серия M8 была сосредоточена на оптимизации пиковой мощности импульса и качества луча. Эта серия может по-прежнему поддерживать превосходное качество луча в условиях высокой мощности работы с пиковой мощностью до 300 кВт. Эффективные лазеры серии M8 принесли новый и эффективный метод обработки в область промышленной автоматизации обработки.
05 Применение сложных свойств материалов
На основе характеристик лазера серии M8 с высоким пиком можно достичь некоторых эффектов, которые обычные инфракрасные волоконные лазеры не могут достичь, например, маркировки на пластике. Существует много распространенных типов пластика. Обычно инфракрасные волоконные лазеры с длиной волны 1064 нм считаются неподходящими для маркировки на пластиковых материалах. Обычно используются ультрафиолетовые твердотельные лазеры или лазеры CO2. Однако низкие тепловые характеристики лазеров с высоким пиком делают такую маркировку возможной.
По сравнению с различными проблемами, существующими в традиционной контактной обработке, бесконтактный метод обработки с использованием высокопикового и мощного лазера имеет значительные преимущества. Хотя первоначальные инвестиции больше, последующая обработка более стабильна и требует меньших текущих инвестиций. В приложениях обработки со сложными свойствами материалов и физическими свойствами высокопиковый лазер серии JPT M8 может легко обрабатывать и завершать процесс с высоким качеством благодаря превосходному качеству луча и регулируемому выбору параметров.
