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“致凯捷”紫外皮秒激光切割系统在玻璃加工方面的应用

来源: 浏览次数:74581 发布日期:2020-04-24 手机版

玻璃在人们的日常生活中是一种非常常见的材料,应用场景非常广泛,而且和其他材料相结合能更多地应用于高科技领域。玻璃由碳酸钠、石灰石和沙子等常见的材料制成。这些材料在高温条件下(约1500℃)溶化,就像液体一样,可以被灌注、吹制、压制和模塑成各种形状。但在室温下,玻璃就成为固体,冷却后由于机械性能的改变会变得难以加工处理。


“致凯捷”紫外皮秒激光切割系统在玻璃加工方面的应用


玻璃具有其他材料所不具备的独特性能。它拥有极好的光学性能,能反射、弯曲、透射和吸收光线,在整个可视范围内甚至更远,都具有较高的透明度。从化学性能来说,玻璃是一种抗腐蚀的惰性材料,可以作为很多化学品的容器。从热力和电力方面来看,玻璃是一种绝佳的绝缘体。从物理性能来看,玻璃表面坚硬,防刮耐磨,近年来通过各种方法,玻璃甚至具备了弹性。但是,也正是这些性能使得玻璃加工面临着更大挑战,例如一旦玻璃具备极好的抗拉强度,就变得易碎。

近年来,一种激动人心的替代性工艺已投入工业应用,即使用超快激光器在近红外波长范围内产生次皮秒脉冲。在这一方法中,超短脉冲紧密聚焦于玻璃的大部分或表面,每平方厘米的功率密度超过数太瓦,引发复杂多样的工艺,如同时多光子吸收、雪崩和碰撞电离,造成对玻璃基质高度局域化的破坏,同时几乎不存在能量沉积(只有几微焦甚至更少)。由于每次脉冲所用能量极其适度,对该部位(甚至是聚焦体积)造成的热影响可以忽略不计。这一方法通常被称为“冷消融”,可以用来制造极为精确的3D结构。和其他微制造技术相比,飞秒激光微制造透明材料具有独特优势。

智能手机的兴起加大了显示屏的重要性。智能触摸显示屏(触摸屏)已经超越了手机键盘成为最主要的用户界面。典型的智能手机包括四块玻璃平板:两块在显示屏上,容纳薄膜晶体管和液晶材料;一块提供触摸功能;还有一块化学钢化玻璃盖板保护底层免于划伤,冲击损伤和脏物。由于用户想要轻便、纤薄的智能手机,更薄的玻璃面板被使用。典型的玻璃显示面板为0.3毫米厚;化学钢化玻璃盖板0.7毫米厚。这使得传统的切割工艺达到了极限。切削轮子已经不适合加工这种玻璃,因为他们都经过特殊的化学强化处理,而铣削加工则需要大量研磨和抛光上的返工工作。

红外和绿光波长的超短脉冲激光器正好可用于这种材料的加工。皮秒脉冲能减少裂缝的产生,切割质量远远超过普通的铣削加工。激光光束多次扫过被加工材料来实现切割。速度,边缘质量和边缘的角度可以由加工策略来决定。相对于其他的激光工艺,烧蚀工艺更稳妥:例如,轻微变形的玻璃并不影响加工结果。在测试中,使用绿光皮秒激光器,"Corning Eagle XG"的弯曲强度达280兆帕。使用红外皮秒激光器的测试结果表明速度增加三倍,边缘的弯曲强度略低。

激光切割玻璃是一项创新技术,致凯捷在玻璃切割领域具有独特的技术优势。实现了新型玻璃的高效和低成本切割。从长远来看,采用激光切割玻璃具有明显优势,使得激光成为一种替代传统机械切割,用于信息显示领域制造的可行手段。

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