CN101613181A - 一种激光切割玻璃的方法 - Google Patents

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高云峰
杨锦彬
刘义军
李斌
张善基
贺建明
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Han s Laser Technology Co Ltd
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Abstract

一种激光切割玻璃的方法，包括如下步骤：(A)激光焦点设置在玻璃的下表面；(B)利用激光束在玻璃内部形成一个切割面；(C)随着加工面的上升，整个激光束的焦点相对于加工玻璃同样上升。本发明通过激光焦点在玻璃内部产生一个爆裂点，焦点的能量超过玻璃的破坏阈值，玻璃吸收激光能量产生高温，玻璃爆裂出小点，小点通过运动***组成切割面，从而得到玻璃的快速高质量的切割。

Description

一种激光切割玻璃的方法
【技术领域】
本发明涉及一种激光切割玻璃的方法。
【背景技术】
传统的机械切割法的最大的缺点是需要对加工后的边缘进行再处理，及其所带来的产量低下问题。
在机械切割中，用砂轮或机械轮在玻璃上进行刻划，产生沿着切割方向的切向张力，从而使玻璃沿着划痕裂开。这种方法所切割的边缘不平滑、有微小裂痕，材料上残存不对称边缘应力，及残留碎屑等。对于很多应用，碎屑和局部应力所造成的微小裂痕将造成器件的失灵，所以必须进行切后边缘打磨并且/或者抛光，甚至进行热处理，以强化边缘。另外，机械轮加工中还需要辅助剂辅助切割，辅助剂也有可能粘在成品边缘，需要过水清洗或超声波清洗等后续处理。后续处理工序以及低成品率(发生不确定的裂痕)等都将增加成品玻璃制品的造价。
激光产生后，出现了现有应用绿激光或紫外激光通过在玻璃表面划浅槽然后重复扫描来切断的方法，此种方法效率极低。
【发明内容】
本发明涉及一种用激光设备对玻璃进行切割的方法，其利用特殊处理后的光路和工艺，对玻璃进行切割，得到切割面平整的产品。
本发明所采用的技术方案是：一种激光切割玻璃的方法，包括如下步骤：
(A)激光焦点设置在玻璃的下表面；
(B)利用激光束在玻璃内部形成一个切割面；
(C)随着加工面的上升，整个激光束的焦点相对于加工玻璃同样上升。
其中，上述步骤(B)，激光束的焦点的能量超过玻璃的破坏阈值，玻璃吸收激光能量产生高温，玻璃爆裂出小点，通过运动***运动产生多个爆裂点组成切割面。
其中，所采用的激光为波长为355nm的调Q脉冲紫外激光器、或者波长为532nm的调Q脉冲绿光激光器。
其中，所述方法是用于直线及大半径曲线的切割。
本发明通过激光焦点在玻璃内部产生一个爆裂点，焦点的能量超过玻璃的破坏阈值，玻璃吸收激光能量产生高温，玻璃爆裂出小点，小点通过运动***组成切割面，从而得到玻璃的快速高质量的切割。
【附图说明】
图1为本发明激光切割玻璃所使用装置的示意图；
图2为本发明激光切割玻璃过程中激光扫描状态的示意图；
图3为本发明加工过程中激光焦点随着加工的进行其位置的变化的示意图。
【具体实施方式】
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。
本发明激光切割玻璃的方法，采用波长为355nm的调Q脉冲紫外激光器或波长为532nm的调Q脉冲绿光激光器，加工材料对紫外激光或绿激光的吸收率较低容易穿透的玻璃，或类似玻璃的透明、易碎、硬质材料，且本方法是用于直线及大半径曲线的切割。但在焦点附近激光的能量密度极大，很容易超过材料的破坏阈值使材料吸收足够的能量使材料产生微小的爆裂点。激光器选择激光的脉冲单点能量大，脉宽窄的激光器，如此可以有较大的峰值功率，比较容易超过材料的加工阈值。
图1本发明激光切割玻璃所使用装置的示意图，加工前激光焦点位于玻璃10的下表面，激光器(图未示)发出的激光经过扩束镜的扩束后到达振镜30，通过两片振镜30后通过聚焦镜40聚焦在玻璃10的下表面。
图2为本发明激光切割玻璃过程中激光扫描状态的示意图，控制***发出指令控制振镜30运动，激光20的焦点21随之运动，形成加工的轮廓线22，轮廓线22为***内设定好的图形。
首先要调整振镜的扫描速度，其扫描速度为：
扫描速度＝点间距×激光频率
点间距比激光在玻璃内部产生的爆裂点直径稍大，可以设置为0.03mm到0.1mm。
同时要控制激光的单点能量，使其能量略大于玻璃的破坏阈值，从而产生的爆裂点最小，爆裂点的尺寸越小其切割面越平整。
激光在玻璃10的下表面产生一个切割轮廓图后，***控制振镜沿图1中Z轴50上升，其上升的距离为上文中的点间距大小。激光再次扫描，在前次产生的轮廓上方会产生由爆裂点组成的新轮廓(如图3)。如此重复以上的过程，直至爆裂点组成的轮廓到达玻璃的上表面。玻璃内部就形成了一个爆裂点组成的切割面，沿此切割面很容易将玻璃分离开来，得到良好的切割效果。
此种方法可以加工同玻璃类似性质的透明、易碎、硬质材料，且加工高效高品质。

Claims (4)

1.一种激光切割玻璃的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(A)激光焦点设置在玻璃的下表面；
(B)利用激光束在玻璃内部形成一个切割面；
(C)随着加工面的上升，整个激光束的焦点相对于加工玻璃同样上升。
2.如权利要求1所述的激光切割玻璃的方法，其特征在于：上述步骤(B)，激光束的焦点的能量超过玻璃的破坏阈值，玻璃吸收激光能量产生高温，玻璃爆裂出小点，通过运动***运动产生多个爆裂点组成切割面。
3.如权利要求1所述的激光切割玻璃的方法，其特征在于：所采用的激光为波长为355nm的调Q脉冲紫外激光器、或者波长为532nm的调Q脉冲绿光激光器。
4.如权利要求1所述的激光切割玻璃的方法，其特征在于：所述方法是用于直线及大半径曲线的切割。
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