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激光切割技術在玻璃行業的應用
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激光切割技術在玻璃行業的應用

作者:小編    發布時間:2020-10-15 16:55:07     瀏覽次數 :


一種新技術使利用封離式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。
 
  在打標過程中精確控制材料的裂紋量就能避免這些問題。
 
    有三種方法可用于控制玻璃表面上產生的裂紋類型和數量:
 
    第一種方法是采用多次激光輻射;第二種方法是采用離散點形成環狀裂紋;第三種方法是產生龜裂狀表面裂紋。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,但是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,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。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。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。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。
 
    第二種方法是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。
 
   采用三種不同的標記方法用CO2激光器在玻璃上打標,即多次激光通過;離散點形成環狀裂紋和產生龜裂狀的表面裂紋。
 
   由于光斑能量呈高斯分布,因此光斑中心處的溫度較高。當這個高溫區回到接近起始位置時,在這個區域形成環狀裂紋的中心。在低密度形成區和標準密度區之間的接合處形成穩定的環狀裂紋。這種方法適合于在普通光學材料和回火玻璃、化學增強玻璃或者普通鈉鈣浮法玻璃上打標。
 
    第三種方法也是采用同樣的加熱和冷卻過程,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印出清晰的標記。

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