CN104759764A - 一种玻璃的激光钻孔方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于硬脆材料的钻孔领域，提供了一种玻璃的激光钻孔方法，将激光待钻的通孔分为多个加工层，激光逐层加工，每个加工层的加工轨迹为内摆线轨迹。本发明实施例提供了一种玻璃的激光钻孔方法，通过将待钻通孔横向分成多个加工层，每个加工层的加工轨迹采用内摆线轨迹，降低了激光额频繁开关光操作，避免了因为激光器的首末脉冲延迟或功率的骤变而造成钻孔处爆点或者玻璃的脆裂，同时由于减少开关光操作，大大的提高了激光钻孔的效率。

Description

一种玻璃的激光钻孔方法

技术领域

本发明属于硬脆材料钻孔领域，尤其涉及一种玻璃的激光钻孔方法。

背景技术

随着工业的发展，材料加工的多样性，很多行业都需要使用到硬脆材料，而对硬脆材料的钻孔，却成为工艺和制造的难点，由于硬脆材料在钻孔中，容易脆裂，如传统机械加工钻孔方式，为硬接触方式，非常容易使得整个材料裂开，产生成品率相对降低、辅助耗材消耗严重、污染严重以及加工精度差等缺点；而激光加工虽然已经成为制造行业的主流加工方式，但现有的利用激光对玻璃进行钻孔，同样存在许多缺陷，如激光功率太大，产生热效应，使得玻璃崩裂；或者设计多个加工区段，降低热效应，但需要频繁的开、关激光，同样会造成玻璃内部的爆点或碎裂。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种玻璃的激光钻孔方法，以解决现有的激光钻孔容易产生爆点或脆裂的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种玻璃的激光钻孔方法，将激光待钻的通孔分为多个加工层，激光逐层加工，每个加工层的加工轨迹为内摆线轨迹。

进一步地，从玻璃的下表面往上表面进行逐层钻孔，钻孔的同时，激光的焦点移动到对应的加工层。

进一步地，每个加工层的加工范围为所述通孔的边缘向内的一环状部分，所述环状部分由多个连续的圆加工形成，每个圆按照内摆线轨迹进行加工。

进一步地，相邻的两个圆之间有部分重叠加工。

进一步地，所述激光的发生器为绿光纳秒激光器。

进一步地，激光的脉宽小于15ns。

进一步地，激光的功率大于8W。

进一步地，多个加工之间设有间隔层。

进一步地，所述内摆线轨迹为三尖瓣线轨迹或四尖瓣线轨迹。

进一步地，所述玻璃的底部设有集尘装置。

本发明实施例提供了一种玻璃的激光钻孔方法，通过将待钻通孔横向分成多个加工层，每个加工层的加工轨迹采用内摆线轨迹，降低了激光额频繁开关光操作，避免了因为激光器的首末脉冲延迟或功率的骤变而造成钻孔处的爆点或者玻璃的脆裂，同时由于减少开关光操作，大大的提高了激光钻孔的效率；同时，由于采用内摆线轨迹加工方式，使得通孔内壁都能均匀的被加工，其表面更加光滑。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的单个加工层的内摆线轨迹图；

图2是本发明另一实施例提供的单个加工层的加工轨迹图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

采用现有技术对玻璃的激光钻孔时，由于其加工的轨迹一般采用同心圆或者多个直线段的方式，需要频繁的对激光进行开、关，在激光进行开或关的瞬间，激光的脉冲积累，功率骤大，或者脉冲的延迟，使得加工处形成爆裂点或者裂纹或者整个玻璃脆裂。以及由于多次的激光开关动作，加工的时间增长，加工效率降低。

本发明实施例提供一种玻璃的激光钻孔方法，将激光待钻的通孔分为多个加工层11，激光逐层加工，每个加工层11的加工轨迹为内摆线轨迹12。

所述内摆线为一个动圆内切于一个定圆作无滑动的滚动，动圆圆周上一个定点在滚动时划出的轨迹。

由于所述内摆线轨迹为连续的，每个加工层在内摆线轨迹的始末两点才存在开或关激光操作，大大了节约了加工的时间，同时尽可能的降低了了爆点的风险，使得所钻的通孔表面光滑。

如图1所示，本实施例中的内摆线轨迹12为三尖瓣线轨迹，当然所述内摆线轨迹也可以是其他星形线轨迹，如四尖瓣线轨迹。

进一步的，本实施例的激光钻孔方法从玻璃的下表面往上表面进行逐层钻孔，钻孔的同时，激光的焦点移动到对应的加工层。

具体的，所述激光的发生器采用为绿光纳秒激光器，波长为532nm，激光的脉宽小于15ns，激光的功率不低于8W，本实施例中优选为8-15W。在其他实施例中，多个加工层11之间设有间隔层。由于激光焦点具有一定的焦深，每个加工层之间设置一定距离的间隔层，使得所述间隔层和加工层都刚好在激光焦点的加工范围内，在实际操作中，所述间隔层的具体距离根据光斑的实际大小设定。

进一步地，所述激光待钻的通孔是任何形状的通孔，本实施例中所述通孔为圆孔。

如图2所示，在其他实施例中，当激光待加工的通孔的孔径较大时，也可以不必对孔径内的所有部分都进行加工，而只需加工一外径与所述通孔半径相等的环状结构即可，未加工的部分通过脱离形成以通孔。

具体的，本实施例中，每个加工层的加工范围为所述通孔的边缘向内的一环状部分21，所述环状部分21由多个连续的圆22加工形成，每个圆22按照内摆线轨迹进行行走。

进一步地，相邻的两个圆之间存在部分重叠，避免当所加工的圆环内外径之差较大时，无法完全将通孔的边缘加工到，使得通孔内壁凹凸不平。具体的，圆与圆的重叠多少与具体的加工范围和速度有关，可以根据需要进行调节。当然在其他实施例中，如果圆环的内外径之差较小时，多个圆之间也可以不用重叠。

通过环状的加工方式，大大的节约了加工的时间，同时，通过多个连续的圆按照内摆线的轨迹行走方式加工，节约了激光多次开、关的操作，同样避免了因为开或关的瞬间造成的功率变化，或激光的延迟，使得加工连接点的接口不圆滑以及玻璃产生爆裂、裂纹等。

其他实施例中，所述玻璃的底部设有集尘装置，当激光对玻璃钻孔时，产生的尘埃和废渣被所述集尘装置实时收集，保障了玻璃的洁净度和降低的了粉尘颗粒对激光能量的吸收，提高了加工精度。

本实施例提供的激光钻孔方法，通过将待钻通孔横向分成多个加工层，每个加工层的加工轨迹采用内摆线轨迹，降低了激光额频繁开关光操作，避免了因为激光器的首末脉冲延迟或功率的骤变而造成钻孔处爆点或者玻璃的脆裂，同时由于减少开关光操作，大大的提高了激光钻孔的效率。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种玻璃的激光钻孔方法，其特征在于，将激光待钻的通孔分为多个加工层，激光逐层加工，每个加工层的加工轨迹为内摆线轨迹。

2.如权利要求1所述的激光钻孔方法，其特征在于，从玻璃的下表面往上表面进行逐层钻孔，钻孔的同时，激光的焦点移动到对应的加工层。

3.如权利要求1所述的激光钻孔方法，其特征在于，每个加工层的加工范围为所述通孔的边缘向内的一环状部分，所述环状部分由多个连续的圆加工形成，每个圆按照内摆线轨迹进行加工。

4.如权利要求3所述的激光钻孔方法，其特征在于，相邻的两个圆之间有部分重叠加工。

5.如权利要求1所述的激光钻孔方法，其特征在于，所述激光的发生器为绿光纳秒激光器。

6.如权利要求5所述的激光钻孔方法，其特征在于，激光的脉宽小于15ns。

7.如权利要求5所述的激光钻孔方法，其特征在于，激光的功率大于8W。

8.如权利要求1所述的激光钻孔方法，其特征在于，多个加工之间设有间隔层。

9.如权利要求1所述的激光钻孔方法，其特征在于，所述内摆线轨迹为三尖瓣线轨迹或四尖瓣线轨迹。

10.如权利要求1所述的激光钻孔方法，其特征在于，所述玻璃的底部设有集尘装置。