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皮秒激光切割機(jī)切割玻璃的原理是什么?
閱讀:282 發(fā)布時間:2023-4-5激光切割機(jī)在非金屬材料領(lǐng)域也有著廣泛的應(yīng)用。不僅可以切割硬度高、脆性大的材料,如氮化硅、陶瓷、石英等;還能切割加工柔性材料,如布料、紙張、塑料板、橡膠等,如用激光進(jìn)行服裝剪裁,可節(jié)約衣料10%~12%,提高功效3倍以上。
皮秒級超快激光切割機(jī)具備高精度切割,利用低熱能擴(kuò)散的特點(diǎn),在熱傳導(dǎo)到周邊材料前完成材料打斷,在脆性材料切割中表現(xiàn)出良好的效果。
那么,皮秒激光切割機(jī)實(shí)現(xiàn)玻璃切割的原理是什么?韻騰激光工程師為您解答。
皮秒激光切割機(jī)實(shí)現(xiàn)玻璃切割的原理解析:
皮秒激光切割機(jī)之基本加工原理:皮秒級超快激光輻射光子,材料進(jìn)行多光子吸收產(chǎn)生導(dǎo)帶電子,處在高能級的電子在材料運(yùn)動中發(fā)射聲子,并把所吸收能量轉(zhuǎn)移至晶格,晶格經(jīng)歷能量沉積造成材料熔化或機(jī)械破壞,實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的微加工。飛秒激光切割設(shè)備
激光切割機(jī)切割玻璃是一項(xiàng)易于控制的非接觸式的少污染技術(shù),為客戶帶來極大便利;同時在高速切割下能保證邊緣整齊、垂直性佳和內(nèi)損傷低的優(yōu)勢,正成為玻璃切割行業(yè)的新型解決方案。
激光切割機(jī)的切割效果與材料對波長的吸收深度有關(guān)系,在玻璃的吸收光譜中,對1064nm波長的光透過率>92.1%,因此皮秒級超快激光切割鋁硅酸鹽玻璃,必須利用材料的體吸收。
超快激光產(chǎn)生的超短脈沖與材料相互作用時間極短,不會給周圍材料帶來熱影響,因此超快激光加工也被稱為冷加工。當(dāng)激光脈沖寬度達(dá)到皮秒或飛秒量級,可以在很大程度上避免對分子熱運(yùn)動的影響,產(chǎn)生更少的熱影響。
當(dāng)超快激光束通過玻璃材料傳播時,光束在兩者動態(tài)平衡中能實(shí)現(xiàn)長距離傳播,在材料中形成微米級的絲孔,直線電機(jī)控制玻璃工件相對于激光束進(jìn)行運(yùn)動來生成等間距的眾多絲孔,通過優(yōu)化絲孔間距產(chǎn)生沿直徑方向的微裂紋。對存在微裂紋的玻璃施加外力,增加微裂紋處的應(yīng)力,使玻璃沿微裂紋斷裂,達(dá)到切斷的目的。在實(shí)際切割玻璃中,優(yōu)化聚焦系統(tǒng)及焦距,可實(shí)現(xiàn)重復(fù)性聚焦/散焦過程,形成穩(wěn)定穿孔。
超快激光光束作用在玻璃材料上時,光束中心光強(qiáng)比邊緣低,帶來材料中心折射率比邊緣變化大,光束中心傳播速度比邊緣慢,光束出現(xiàn)非線性光學(xué)克爾效應(yīng)來產(chǎn)生自聚焦,繼續(xù)提升功率密度。直到在某閾值材料產(chǎn)生低密度等離子體,降低材料中心折射率,實(shí)現(xiàn)光束散焦。全自動厚玻璃激光切割機(jī)