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
定性地描述在一张1.5毫米厚的玻璃片上三个不同的切痕之间的动态差异。玻璃切割的边缘干净没有裂片和裂痕,不需要后续处理工序。因为激光是非接触工具,没有工具的
磨损问题,从而可保证持续、均匀的切割厚度和边缘质量。作为比较,3(b)显示了使用金属轮进行切割的边缘,可以看到沿着切割线存在各种残余
张力成份。3(c)是金刚石砂轮切割的结果,可看到很多微小的裂痕,对于许多应用来说,需要打磨切割边缘。
为了定量地评价边缘质量,根据ISO3274,应使用Stylus轮廓测量仪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。
边缘强度
因为边缘质量优秀,以及加热/淬火过程中的自然回火效应,激光切割的边缘强度非常高。Jena的Otto-Schott-Insititut研究所根据DIN5230011参数做了独立的测试,相关数据已公开发布。采用这种新方法,与机械法加工后又打磨的样品相比,边缘强度提高了30%左右。
厚度和切割速度
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。作为比较,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。
曲线切割
因为裂痕是精确地沿着激光光束所划出的痕迹,激光引致的分离可以切划出非常精确的曲线图案。事实上,我们所做的实验也证明了无论直线或是曲线,激光切割都能连续地、精确地完成设定图案,重复性可达+50μm。所以激光可以进行曲线和三维图形的精确切割。粤铭激光行业应用解决方案
应用
长远来说,激光引致的分离技术将在许多玻璃的切割应用中取代机械法。近期,激光切割已在下述的三个应用领域中显示强大的技术优势,它们是:CRTS,
平板显示,以及汽车的风挡玻璃等的切割等。
有些应用需要对玻璃进行特殊的后续处理,比如,某些
安全玻璃元件须经温度
硬化处理,以及多数带硅镀层的平板显示器元件必须经过温度
退火等。激光引致分离法也配合这些特殊的后处理,我们用激光法切割了100个4mm厚的玻璃片,在特殊
热处理过程中,没有一片被破坏。
有机玻璃的基本常识
有机玻璃(俗称亚克力):化学名称Poly(methyl methacrylimide)聚甲基丙烯酸甲酯,是由甲基丙烯酸甲酯单体MMA聚合而成。是一种热塑性塑料,密度1.19~1.20 ,有极高的透明度,透射率高达92~93%,可透过可见光99% ,紫外光72% ,重量仅为普通玻璃的1/2,抗碎裂性能为普通硅玻璃的12~18倍,机械强度和韧性大于普通玻璃10倍以上,硬度相当于金属铝,具有突出的耐候性和耐老化性,在低温(-50~60℃)和较高温度(100℃以下)冲击强度不变,有良好的电绝缘性能,可耐电弧,有良好的热塑加工性质,易于加工成型,有良好的机械加工性质,可用锯、钻、铣、车、刨进行加工,化学性能稳定,能耐一般的化学腐蚀,不溶于水。 有机玻璃具有十分美丽的外观,经抛光后具有水晶般的晶莹光泽,别名“塑料水晶皇后”。缺点:硬度不如钢铁、陶瓷、硅玻璃等无机产品。吸水率及热膨胀等系数较大。 有机玻璃的用途:有机玻璃因其特殊的性质被广泛地应用于宾馆、酒店、体育馆、机场候机楼、候车
亭、学校,户外广告灯箱等。
例如:
交通运输:火车、巴士等的门窗,汽车尾灯罩,飞机、轮船窗罩等。 建筑行业:店面展示窗,隔音门窗,安全罩,遮阳/采光罩,温室、体育馆,安全隔离板,太阳能收集器,警备器械,建筑装饰用板等。
日用照明:日光灯罩,街灯、吊灯罩,镶入式照明板,灯箱板等。
医 疗:婴儿保育箱,医疗仪器,手术用具等。
一般民用:卫浴设备,化妆台,家具,工艺品,相框,鱼缸,地毯护板,展示架,展板广告,建筑门窗,隔间楼梯台阶板等。
其它用途:采光浪板,屋顶采光盖,家具、电器机械工业用品透明盖罩,光学方面的透镜,机动挡风板,水族馆,挡风镜,潜水艇及战壕用潜望镜等。
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