Nuværende baggrund for glasborebehandling
Glas har god gennemsigtighed og kemisk stabilitet og er meget brugt i livet. Inden for specialglas såsom medicinsk, kemisk, solcelle osv., med udviklingen af videnskab og teknologi, stiger efterspørgslen også år for år. Følgende er nogle almindelige glasklassifikationer og deres forarbejdningsegenskaber:
1. Soda-lime glas, ultra-hvidt glas og K9 glas
● Soda-lime glas (almindeligt glas)
● Ultra-hvidt glas (lavt jernglas)
● K9 glas
Denne type glas har god sejhed og hårdhed og er velegnet til boring af huller med en tykkelse på 0-20mm.
2. Højt borosilikatglas og kvartsglas
● Højt borosilikatglas: fremragende lystransmissionsydelse og ekstremt lav termisk udvidelseskoefficient.
● Kvartsglas: almindeligt anvendt i optiske linser, med ekstrem høj hårdhed.
Ved bearbejdning af denne type glas anvendes sædvanligvis den termiske ekspansions- og kontraktionsmetode eller laseropdelingsmetoden. Med den kontinuerlige udvikling af laserteknologi er laserglasboring efterhånden blevet en ny behandlingsmulighed. Til forarbejdning af glas med høj hårdhed kræves en laser med høj spidseffekt.
3. Hærdet glas
Hærdet glas er et forspændt glas, der danner trykspænding på overfladen gennem kemiske eller fysiske metoder, og derved forbedrer glassets styrke og bæreevne. Dens vindtryksbestandighed, kulde- og varmebestandighed og slagfasthed er alle forbedret. Hærdet glas kan dog ikke skæres efter forarbejdning. Når hærdet glas går i stykker, er fragmenterne bikageformede partikler med stumpe vinkler, hvilket reducerer skaden på menneskekroppen.
Forskellige typer glas har deres egne fordele og forarbejdningskrav i forskellige anvendelsesscenarier. At vælge den rigtige behandlingsmetode og værktøjer er nøglen til at sikre forarbejdningskvaliteten.
Fordele ved laserglasboring
Glasboring er et nøgleled i glasproduktion og dyb bearbejdning, og dets betydning er indlysende. På nuværende tidspunkt omfatter traditionelle glasskæringsprocesser hovedsageligt værktøjs-CNC-skæring og vandstråle-CNC-skæring. For små virksomheder eller virksomheder med begrænsede budgetter er disse to traditionelle skæremetoder svære at fremme og bruge på grund af de høje omkostninger.
Som en berøringsfri behandling bruger laserglasboring en fokuseret laserstråle med høj energitæthed til at smelte eller endda fordampe glasset. Laseren bruger glassets lystransmittans til at fokusere på det nederste lag af glasset, og scanner ved høj hastighed gennem et 2,5D galvanometer for at fjerne glasset lag for lag fra bund til top, og kan behandle forskellige tykkelser og typer af glas . Ud over den indledende omkostningsinvestering kræver laserskærende glas ikke efterfølgende omkostninger til forbrugsvarer og er efterhånden blevet et vigtigt valg for glasforarbejdningsindustrien.
Denne gang blev JPT YDFLP-M8-200-SW-V2 laseren med et 2,5D galvanometer og et tredimensionelt skæresoftware- og hardwaresystem brugt til eksperimenter, som kan opnå konventionelle runde huller eller specialformet glas stansning og skæring. Sammenlignet med traditionel mekanisk boring har dette system høj forarbejdningseffektivitet, lave vedligeholdelsesomkostninger og lille termisk påvirkning.
01 Effekt af laserparametre på glasboring
① Effekt af pulsbredde på glasboring
Det følgende er et boreeksperiment på ultrahvidt glas. Cirklens diameter er 10 mm og tykkelsen er 3 mm. Afskæringsfrekvenserne svarende til 6ns mode, 9ns mode og 12ns mode bruges til at teste effekten af pulsbredde på glasskæring.
Gennem eksperimenter kan vi konkludere, at de gennemsnitlige og maksimale værdier for kantkollaps ved 9ns er de bedste, efterfulgt af 6ns, som også har en god kantkollapsydelse. De gennemsnitlige og maksimale værdier for kantkollaps ved 12ns er lidt større. Årsagen til dette er, at varmeakkumulering forårsager kantkollaps ved 12ns. Passende enkeltpulsenergi og spidseffekt har en vigtig indflydelse på styring af kantkollaps. Højere enkeltpulsenergi og højere spidseffekt ved samme pulsbredde har bedre behandlingseffekter.
② Indflydelsen af gentagelsesfrekvens på glasboring
Gennem eksperimenter kan det konkluderes, at når gentagelsesfrekvensen er afskæringsfrekvensen, er bearbejdningseffektiviteten den højeste, behandlingstiden reduceres for at reducere varmeakkumuleringen, og kantafhugningen er den mindste sammenlignet med 90 % og 110 %. Når frekvensen er under afskæringsfrekvensen, er den gennemsnitlige udgangseffekt lav, hvilket resulterer i lav effektivitet. Når frekvensen er over afskæringsfrekvensen, falder enkeltpulsenergien og spidseffekten, hvilket resulterer i lav effektivitet.
③ Effektens indflydelse på glasboring
Laserens kraft påvirker effektiviteten og behandlingstiden. For yderligere at udforske laserkraftens betydelige indflydelse på effektiviteten, bruger eksperimentet de samme parametre til kun at ændre effektprocenten. Parametrene er valgt som 9ns mode 280k frekvens, og effektprocenten er sat til 70%, 80%, 90%. Effektiviteten af at bore et 10 mm diameter hul i 3 mm tykt hvidt glas er testet.
Gennem eksperimenter kan det konkluderes, at når den gennemsnitlige effekt stiger, øges laserspidseffekten, og den tid, der kræves til at bore huller af samme tykkelse og samme diameter, falder.
02 Laser-specialformet boreeksperiment
Laseren udsender laserstrålen, og galvanometermotoren realiserer højhastighedsbevægelsen af laserstrålen gennem højhastighedsbevægelse og fokuserer den derefter ind i arbejdsområdet gennem F-Theta-linsen. Denne behandlingsmetode er bekvem, kontrollerbar og justerbar og giver en konkurrencedygtig løsning til automatiseret behandling og integreret integration af udstyr.
03 Forsøg med boreglas af forskellig tykkelse
I glasboreindustrien er forbedring af effektiviteten og reduktion af omkostninger almindelige mål. At løse industriens smertepunkter og vanskeligheder er Jepts utrættelige udviklingsmål. Større enkeltpulsenergi og højere spidseffekt forbedrer behandlingseffektiviteten markant.
04 JPT M8 serie lasere
JPT M8 serie lasere bruger en master oscillator effektforstærker MOPA struktur. Siden lanceringen i 2021 har den gennemgået flere iterationer, opgraderinger og optimeringer og har udviklet lasere med forskellige effektniveauer til forskellige applikationer. Mellem- og laveffektlasere (såsom 20 watt og 50 watt) er velegnede til overfladebehandling og ætsning af varmefølsomme materialer. Medium- og højeffektlasere (100 watt til 300 watt) klarer sig godt i højeffektive og krævende applikationer såsom dyb skæring, dyb gravering og glasrim.
Mens den uafhængigt justerbare pulsfrekvensfunktion i JPT M7-serien bevares, har M8-serien fokuseret på at optimere pulsspidseffekten og strålekvaliteten. Denne serie kan stadig opretholde fremragende strålekvalitet under højeffekt arbejdsforhold med en spidseffekt på op til 300KW. De effektive lasere i M8-serien har bragt en ny og effektiv behandlingsmetode til området for industriel automationsbehandling.
05 Anvendelse af komplekse materialeegenskaber
Baseret på egenskaberne for M8-seriens højspidslaser kan der opnås nogle effekter, som almindelige infrarøde fiberlasere ikke kan opnå, såsom mærkning på plast. Der er mange almindelige plasttyper. Normalt anses 1064nm infrarøde fiberlasere for uegnede til mærkning på plastmaterialer. UV solid lasere eller CO2 lasere er almindeligt anvendte. Imidlertid gør de lave varmeegenskaber ved højspidslasere denne mærkning mulig.
Sammenlignet med forskellige problemer, der eksisterer i traditionel kontaktbehandling, har den berøringsfrie behandlingsmetode med højspids- og højeffektlaser betydelige fordele. Selvom den oprindelige investering er større, er den efterfølgende behandling mere stabil og kræver mindre løbende investering. I behandlingsapplikationer med komplekse materialeegenskaber og fysiske egenskaber kan JPT M8-seriens højspidslaser nemt håndtere og fuldende processen med høj kvalitet på grund af dens fremragende strålekvalitet og justerbare parametervalg.
