Текущ фон на обработката на пробиване на стъкло
Стъклото има добра прозрачност и химическа стабилност и се използва широко в живота. В областта на специалното стъкло като медицинско, химическо, фотоволтаично и т.н., с развитието на науката и технологиите, търсенето също нараства от година на година. По-долу са някои общи класификации на стъклото и техните характеристики на обработка:
1. Натриево-варово стъкло, ултрабяло стъкло и стъкло K9
● Натриево-калциево стъкло (обикновено стъкло)
● Ултрабяло стъкло (стъкло с ниско съдържание на желязо)
● Стъкло К9
Този тип стъкло има добра издръжливост и твърдост и е подходящо за пробиване на отвори с дебелина 0-20 mm.
2. Високо боросиликатно стъкло и кварцово стъкло
● Високо боросиликатно стъкло: отлично предаване на светлина и изключително нисък коефициент на топлинно разширение.
● Кварцово стъкло: обикновено се използва в оптични лещи, с изключително висока твърдост.
При обработката на този вид стъкло обикновено се използва методът на термично разширение и свиване или методът на лазерно разделяне. С непрекъснатото развитие на лазерната технология лазерното пробиване на стъкло постепенно се превърна в нова възможност за обработка. За обработката на стъкло с висока твърдост е необходим лазер с висока пикова мощност.
3. Закалено стъкло
Закаленото стъкло е предварително напрегнато стъкло, което създава натиск върху повърхността чрез химически или физични методи, като по този начин подобрява здравината и носещата способност на стъклото. Неговата устойчивост на натиск от вятър, устойчивост на студ и топлина и устойчивост на удар са подобрени. Закаленото стъкло обаче не може да се реже след обработка. Когато закаленото стъкло се счупи, фрагментите са частици с тъп ъгъл с форма на пчелна пита, което намалява вредата за човешкото тяло.
Различните видове стъкло имат своите предимства и изисквания за обработка при различни сценарии на приложение. Изборът на правилния метод и инструменти за обработка е ключът към осигуряването на качество на обработката.
Предимства на лазерното пробиване на стъкло
Пробиването на стъкло е ключова връзка в производството и дълбоката обработка на стъкло и значението му е очевидно. Понастоящем традиционните процеси на рязане на стъкло включват главно CNC рязане с инструменти и CNC рязане с водна струя. За малки предприятия или предприятия с ограничени бюджети тези два традиционни метода на рязане са трудни за насърчаване и използване поради високата цена.
Като безконтактна обработка лазерното пробиване на стъкло използва фокусиран лазерен лъч с висока енергийна плътност за разтопяване или дори изпаряване на стъклото. Лазерът използва пропускливостта на светлината на стъклото, за да фокусира върху долния слой на стъклото и сканира с висока скорост през 2.5D галванометър, за да отстрани стъклото слой по слой отдолу нагоре и може да обработва различни дебелини и видове стъкло . В допълнение към първоначалната инвестиция, лазерното рязане на стъкло не изисква последващи разходи за консумативи и постепенно се превърна във важен избор за стъкларската индустрия.
Този път лазерът JPT YDFLP-M8-200-SW-V2 с 2.5D галванометър и софтуерна и хардуерна система за триизмерно рязане бяха използвани за експерименти, които могат да постигнат конвенционални кръгли отвори или стъкло със специална форма пробиване и рязане. В сравнение с традиционното механично пробиване, тази система има висока ефективност на обработка, ниски разходи за поддръжка и малко термично въздействие.
01 Влияние на лазерните параметри върху пробиването на стъкло
① Ефект на ширината на импулса върху пробиването на стъкло
Следва експеримент за пробиване на ултрабяло стъкло. Диаметърът на кръга е 10 мм, а дебелината е 3 мм. Честотите на срязване, съответстващи на режим 6ns, режим 9ns и режим 12ns, се използват за тестване на ефекта от ширината на импулса върху рязането на стъкло.
Чрез експерименти можем да заключим, че средните и максималните стойности на свиване на ръба при 9ns са най-добрите, следвани от 6ns, което също има добра производителност на свиване на ръба. Средните и максималните стойности на колапс на ръба при 12ns са малко по-големи. Причината за това е, че натрупването на топлина причинява колапс на ръба при 12ns. Подходящата енергия на единичен импулс и пикова мощност имат важно влияние върху контролирането на колапса на ръба. По-високата енергия на единичен импулс и по-високата пикова мощност при една и съща ширина на импулса имат по-добри ефекти при обработка.
②Влиянието на честотата на повторение върху пробиването на стъкло
Чрез експерименти може да се заключи, че когато честотата на повторение е граничната честота, ефективността на обработката е най-висока, времето за обработка е намалено, за да се намали натрупването на топлина, а раздробяването на ръбовете е най-малко в сравнение с 90% и 110%. Когато честотата е под граничната честота, средната изходна мощност е ниска, което води до ниска ефективност. Когато честотата е над граничната честота, енергията на единичния импулс и пиковата мощност намаляват, което води до ниска ефективност.
③ Влиянието на мощността върху пробиването на стъкло
Мощността на лазера влияе на ефективността и времето на обработка. За да проучи допълнително значителното влияние на лазерната мощност върху ефективността, експериментът използва същите параметри, за да промени само процента на мощността. Параметрите са избрани като 9ns режим 280k честота, а процентът на мощността е настроен на 70%, 80%, 90%. Тества се ефективността на пробиване на отвор с диаметър 10 мм в бяло стъкло с дебелина 3 мм.
Чрез експерименти може да се заключи, че с увеличаването на средната мощност пиковата мощност на лазера се увеличава и времето, необходимо за пробиване на отвори с еднаква дебелина и същия диаметър, намалява.
02 Експеримент за лазерно пробиване със специална форма
Лазерът извежда лазерния лъч, а моторът на галванометъра реализира високоскоростното движение на лазерния лъч чрез високоскоростно движение и след това го фокусира в работния диапазон чрез F-Theta лещата. Този метод на обработка е удобен, контролируем и регулируем и осигурява конкурентно решение за автоматизирана обработка и интегрирана интеграция на оборудване.
03 Експеримент за пробиване на стъкло с различни дебелини
В индустрията за пробиване на стъкло подобряването на ефективността и намаляването на разходите са обичайни цели. Решаването на болезнените точки и трудностите в индустрията е непрестанната цел за развитие на Jept. По-голямата енергия на единичен импулс и по-високата пикова мощност значително подобряват ефективността на обработката.
04 Лазери от серия JPT M8
Лазерите от серията JPT M8 използват MOPA структура на усилвател на мощност на главния осцилатор. От стартирането си през 2021 г. той претърпя множество итерации, надстройки и оптимизации и разработи лазери с различни нива на мощност за различни приложения. Лазерите със средна и ниска мощност (като 20 вата и 50 вата) са подходящи за повърхностна обработка и ецване на чувствителни към топлина материали. Лазерите със средна и висока мощност (100 вата до 300 вата) се представят добре при приложения с висока ефективност и високи изисквания, като дълбоко рязане, дълбоко гравиране и матиране на стъкло.
Като поддържа функцията за независимо регулиране на импулсната честота на серията JPT M7, серията M8 се фокусира върху оптимизирането на пиковата мощност на импулса и качеството на лъча. Тази серия все още може да поддържа отлично качество на лъча при условия на работа с висока мощност, с пикова мощност до 300KW. Ефективните лазери от серия M8 внесоха нов и ефикасен метод на обработка в областта на индустриалната автоматизирана обработка.
05 Приложение на комплексни свойства на материала
Въз основа на характеристиките на лазера с висок пик от серията M8, могат да бъдат постигнати някои ефекти, които обикновените лазери с инфрачервени влакна не могат да постигнат, като например маркиране върху пластмаси. Има много често срещани видове пластмаси. Обикновено 1064nm инфрачервени влакнести лазери се считат за неподходящи за маркиране върху пластмасови материали. Обикновено се използват UV твърди лазери или CO2 лазери. Въпреки това характеристиките на ниска топлина на лазерите с висок пик правят това маркиране възможно.
В сравнение с различни проблеми, съществуващи при традиционната контактна обработка, методът на безконтактна обработка на лазер с висок пик и висока мощност има значителни предимства. Въпреки че първоначалната инвестиция е по-голяма, последващата обработка е по-стабилна и изисква по-малко текущи инвестиции. При обработка на приложения със сложни свойства на материала и физически свойства, лазерът с висок пик от серията JPT M8 може лесно да се справи и да завърши процеса с високо качество благодарение на отличното си качество на лъча и регулируем избор на параметри.
