激光雕刻切割机加工传统玻璃与有机玻璃的新技术工艺

　　【中国幕墙网】最新激光机研究人员发现了使玻璃分离的低功率的激光器，解决了激光打标机在玻璃切割中对玻璃造成融化等热影响的新工艺技术。用co2激光雕刻切割机加工传统玻璃与有机玻璃的新技术工艺使加工速度提高2至3倍。

　　一、co2激光打标雕刻机加工传统玻璃

　　新技术使利用使用平均输出功率为150W的封离式CO2激光器直接在玻璃上打出轮廓鲜明的高质量的标记成为可能，这是一种可以取代昂贵的固体激光器和传统玻璃打标方法的技术(25W CO２激光器即可满足大多数在玻璃上打标的要求)。CO２激光器通过破坏玻璃表面在玻璃上打标，因而在玻璃上出现一定数量的裂纹是允许的，但过量的裂纹会导致标记不清晰、材料强度潜在变弱，更严重的是使基片变得疏松。

　　1.在激光打标过程中通过聚焦光路在玻璃表面形成椭圆型的聚焦点，椭圆的聚焦焦点保证了激光能量在切割线两侧的均匀的和最优化的分布。玻璃强烈地吸收10.6微米的激光，所以几乎所有的激光能量都被玻璃表面15微米吸收层所吸收，相对玻璃表面移动激光光点形成所需的切割线。选择合适的移动速度，保证既有足够的激光热量在玻璃上形成局部的应力纹样分布(设定的切割线)，同时又不会将玻璃融化， 封离型CO2激光器技术的发展和成熟，激光切割机玻璃技术更显得经济、实用。一种方法是采用多次激光辐射，采用一次激光辐射可在玻璃上产生一种轮廓鲜明的可见标记，但裂纹和应力图案的方向将向垂直于激光移动的方向扩展。标记打印后短时间内甚至几天后，这些垂直于激光移动方向的裂纹将形成新的裂纹，利用多次激光辐射，使与标记区域相邻的区域通过热传导被加热，从而使这些区域形成应力梯度，减少二次破裂的可能性，扩展到原标记外附近区域形成碎片，从而影响标记的清晰度，另一种是采用离散点形成环状裂纹，一次激光辐射在熔成氧化硅玻璃和石英玻璃上打标比较有效，因为这两种材料膨胀系数很低。最后一种是产生龟裂状表面裂纹：采用这种方法在钠钙玻璃和硼硅酸盐玻璃上打标十分有效。

　　2.因为这个过程依赖于热致机械应力，断裂深度和切割速度与材料本身的膨胀系数很有关系。一般说来，适用于激光法进行切割的玻璃的膨胀系数最小应为3.2x10-6K-1，所幸的是，多数普通玻璃都满足这个要求。利用一系列环状裂纹形成文字、条形码、方块或矩形码以及其他形状码图案。玻璃通过加热和冷却循环产生低密度环状裂纹。玻璃加热时产生膨胀挤压周围材料，当温度升高到玻璃软化点温度时，玻璃快速膨胀形成一个低密度材料的凸出玻璃表面的圆顶。加热后玻璃收缩到初始表面位置，但是这个弛豫时间正是整个低密度形成的时间，使其无法恢复到软化温度之前的起始位置。

　　3.采用同样的加热和冷却过程，通过聚焦光束局部地加热材料，都是使某一特定体积的玻璃表面发生变化。但是第三种方法所用光斑的尺寸比较大，在两种密度区域接合处的界线没有环状裂纹方法那样分明。这种方法产生的标记不是立即就能看得见的，要求稍微加压之后才开始沿激光标记区域产生格状裂纹。用所产生的无碎片龟裂状条纹填充图案形成文字、图形和各种码。因为这种方法要求纯质表面，所以用高质量的汽车玻璃能打标出清晰的标记。

　　二、co2激光雕刻切割机加工有机玻璃

　　有机玻璃对激光切割的边缘进行测量。权威测量显示，平均粗糙度(Ra)小于0.5微米， 与传统的机械切割法相比，这种新的方法有几个重要的优点。首先，这是一步即可完成的、干燥的加工过程。边缘光滑整齐，不需要后续的清洁和打磨。并且，激光引致的分离过程产生高强度、自然回火的边缘，没有微小裂痕。使用这种方法，避免了不可预料的裂痕和残破，降低了次品率，提高了产量。边缘质量。

　　在加工有机玻璃时，激光机切割速度快、精度高，定位准确。可生产工艺礼品、面板镜片机箱、模型玩具、广告灯箱招牌展示用品、包装盒等。切割效果好：切口不用火抛，非常光滑、光亮，没有锯齿纹，可一次性切割压克力厚度20mm ；限制切割速度的有3个因素：玻璃的厚度、材料的热膨胀系数、以及激光器的输出功率。在这个测试中，我们使用150W输出功率的CO2激光器切割a=7.2 x 10-6、厚度为1.1mm的玻璃，直线切割，速度为500mm/秒。切割速度快比较，硬质金属轮切割同样厚度同种玻璃的速度可达1500mm/秒。但是，即使是在注重速度的应用中，这种差异也将被激光切割所带来的经济性和质量优势所弥补。同时，我们都相信，进一步的加工过程优化以及采用更高输出功率的激光器进行切割都会容易地将加工速度提高2至3倍。