Súčasné pozadie spracovania vŕtania skla
Sklo má dobrú priehľadnosť a chemickú stabilitu a je široko používané v živote. V odboroch špeciálneho skla ako je medicínske, chemické, fotovoltaické a pod., s rozvojom vedy a techniky sa dopyt z roka na rok zvyšuje. Nasledujú niektoré bežné klasifikácie skla a charakteristiky ich spracovania:
1. Sodno-vápenaté sklo, ultrabiele sklo a sklo K9
● Sodnovápenaté sklo (obyčajné sklo)
● Ultra biele sklo (sklo s nízkym obsahom železa)
● Sklo K9
Tento typ skla má dobrú húževnatosť a tvrdosť a je vhodný na vŕtanie otvorov s hrúbkou 0-20 mm.
2. Vysoko borosilikátové sklo a kremenné sklo
● Vysoký borosilikátové sklo: vynikajúca priepustnosť svetla a extrémne nízky koeficient tepelnej rozťažnosti.
● Kremenné sklo: bežne používané v optických šošovkách s extrémne vysokou tvrdosťou.
Pri spracovaní tohto typu skla sa zvyčajne používa metóda tepelnej rozťažnosti a kontrakcie alebo metóda laserového štiepenia. S neustálym vývojom laserovej technológie sa laserové vŕtanie skla postupne stalo novou možnosťou spracovania. Na spracovanie skla s vysokou tvrdosťou je potrebný laser s vysokým špičkovým výkonom.
3. Tvrdené sklo
Tvrdené sklo je predpäté sklo, ktoré chemickými alebo fyzikálnymi metódami vytvára tlakové napätie na povrchu, čím zlepšuje pevnosť a únosnosť skla. Jeho odolnosť voči tlaku vetra, odolnosť voči chladu a teplu a odolnosť proti nárazu sú všetky vylepšené. Tvrdené sklo však nemožno po spracovaní rezať. Keď sa tvrdené sklo rozbije, úlomky sú voštinové častice s tupým uhlom, čo znižuje poškodenie ľudského tela.
Rôzne typy skla majú svoje výhody a požiadavky na spracovanie v rôznych aplikačných scenároch. Výber správnej metódy spracovania a nástrojov je kľúčom k zabezpečeniu kvality spracovania.
Výhody laserového vŕtania skla
Vŕtanie skla je kľúčovým článkom výroby skla a hĺbkového spracovania a jeho dôležitosť je samozrejmá. V súčasnosti medzi tradičné procesy rezania skla patrí najmä nástrojové CNC rezanie a CNC rezanie vodným lúčom. Pre malé podniky alebo podniky s obmedzeným rozpočtom sa tieto dve tradičné metódy rezania ťažko presadzujú a používajú kvôli vysokým nákladom.
Ako bezkontaktné spracovanie, laserové vŕtanie skla využíva zaostrený laserový lúč s vysokou hustotou energie na roztavenie alebo dokonca odparenie skla. Laser využíva priepustnosť svetla skla na zaostrenie na spodnú vrstvu skla a skenuje vysokou rýchlosťou cez 2,5D galvanometer na odstránenie vrstvy skla po vrstve zdola nahor a dokáže spracovať rôzne hrúbky a typy skla. . Okrem počiatočných nákladových investícií si laserové rezanie skla nevyžaduje následné náklady na spotrebný materiál a postupne sa stalo dôležitou voľbou pre priemysel spracovania skla.
Tentokrát sa na experimenty použil laser JPT YDFLP-M8-200-SW-V2 s 2,5D galvanometrom a trojrozmerným rezacím softvérovým a hardvérovým systémom, ktorý umožňuje dosiahnuť konvenčné okrúhle otvory alebo špeciálne tvarované sklo. dierovanie a rezanie. V porovnaní s tradičným mechanickým vŕtaním má tento systém vysokú účinnosť spracovania, nízke náklady na údržbu a malý tepelný vplyv.
01 Vplyv parametrov lasera na vŕtanie skla
① Vplyv šírky impulzu na vŕtanie skla
Nasleduje experiment s vŕtaním na ultrabielom skle. Priemer kruhu je 10 mm a hrúbka 3 mm. Na testovanie vplyvu šírky impulzu na rezanie skla sa používajú medzné frekvencie zodpovedajúce režimu 6ns, režimu 9ns a režimu 12ns.
Prostredníctvom experimentov môžeme dospieť k záveru, že priemerné a maximálne hodnoty zrútenia hrán pri 9 ns sú najlepšie, po ktorých nasleduje 6 ns, ktorý má tiež dobrý výkon pri zrútení hrán. Priemerné a maximálne hodnoty zrútenia hrán pri 12ns sú o niečo väčšie. Dôvodom je, že akumulácia tepla spôsobuje zrútenie okraja pri 12 ns. Vhodná energia jedného impulzu a špičkový výkon majú dôležitý vplyv na riadenie kolapsu hrán. Vyššia energia jedného impulzu a vyšší špičkový výkon pri rovnakej šírke impulzu majú lepšie efekty spracovania.
②Vplyv frekvencie opakovania na vŕtanie skla
Prostredníctvom experimentov možno dospieť k záveru, že keď je frekvencia opakovania medznou frekvenciou, účinnosť spracovania je najvyššia, čas spracovania sa skráti, aby sa znížila akumulácia tepla, a odštiepenie hrán je najmenšie v porovnaní s 90 % a 110 %. Keď je frekvencia pod medznou frekvenciou, priemerný výstupný výkon je nízky, čo vedie k nízkej účinnosti. Keď je frekvencia nad medznou frekvenciou, energia jedného impulzu a špičkový výkon sa znížia, čo vedie k nízkej účinnosti.
③ Vplyv výkonu na vŕtanie skla
Výkon lasera ovplyvňuje účinnosť a čas spracovania. Aby sa ďalej preskúmal významný vplyv výkonu lasera na účinnosť, experiment používa rovnaké parametre na zmenu iba percenta výkonu. Parametre sú zvolené ako 9ns režim 280k frekvencia a percento výkonu je nastavené na 70%, 80%, 90%. Testuje sa účinnosť vyvŕtania otvoru s priemerom 10 mm do bieleho skla s hrúbkou 3 mm.
Prostredníctvom experimentov možno dospieť k záveru, že so zvyšujúcim sa priemerným výkonom sa zvyšuje špičkový výkon lasera a znižuje sa čas potrebný na vyvŕtanie otvorov rovnakej hrúbky a rovnakého priemeru.
02 Experiment s vŕtaním špeciálneho tvaru laserom
Laser vydáva laserový lúč a motor galvanometra realizuje vysokorýchlostný pohyb laserového lúča prostredníctvom vysokorýchlostného pohybu a potom ho zaostruje do pracovného rozsahu cez šošovku F-Theta. Táto metóda spracovania je pohodlná, ovládateľná a nastaviteľná a poskytuje konkurencieschopné riešenie pre automatizované spracovanie a integrovanú integráciu zariadení.
03 Experiment s vŕtaním skla rôznych hrúbok
V priemysle vŕtania skla je bežným cieľom zlepšenie účinnosti a zníženie nákladov. Riešenie problémov a problémov v tomto odvetví je neustálym rozvojovým cieľom spoločnosti Jept. Väčšia energia jedného impulzu a vyšší špičkový výkon výrazne zlepšujú efektivitu spracovania.
04 Lasery série JPT M8
Lasery série JPT M8 používajú štruktúru MOPA výkonového zosilňovača hlavného oscilátora. Od svojho uvedenia na trh v roku 2021 prešiel viacerými iteráciami, vylepšeniami a optimalizáciami a vyvinul lasery rôznych úrovní výkonu pre rôzne aplikácie. Lasery so stredným a nízkym výkonom (napríklad 20 wattov a 50 wattov) sú vhodné na povrchovú úpravu a leptanie materiálov citlivých na teplo. Lasery so stredným a vysokým výkonom (100 watt až 300 wattov) fungujú dobre vo vysokoúčinných aplikáciách s vysokými nárokmi, ako je hlboké rezanie, hlboké gravírovanie a glazúra skla.
Pri zachovaní nezávisle nastaviteľnej funkcie pulznej frekvencie série JPT M7 sa séria M8 zamerala na optimalizáciu špičkového výkonu pulzu a kvality lúča. Táto séria si stále dokáže zachovať vynikajúcu kvalitu lúča pri vysokovýkonných pracovných podmienkach so špičkovým výkonom až 300 kW. Efektívne lasery série M8 priniesli do oblasti priemyselnej automatizácie novú a efektívnu metódu spracovania.
05 Aplikácia zložitých materiálových vlastností
Na základe charakteristík vysokošpičkového lasera série M8 je možné dosiahnuť niektoré efekty, ktoré bežné infračervené vláknové lasery nedosiahnu, ako napríklad značenie na plastoch. Existuje mnoho bežných druhov plastov. 1064nm infračervené vláknové lasery sa zvyčajne považujú za nevhodné na označovanie plastových materiálov. Bežne sa používajú UV pevné lasery alebo CO2 lasery. Nízke tepelné charakteristiky vysokošpičkových laserov však umožňujú toto značenie.
V porovnaní s rôznymi problémami, ktoré existujú pri tradičnom kontaktnom spracovaní, má bezkontaktná metóda spracovania vysokošpičkového a vysokovýkonného lasera významné výhody. Aj keď je počiatočná investícia väčšia, následné spracovanie je stabilnejšie a vyžaduje menej priebežných investícií. V aplikáciách spracovania s komplexnými materiálovými vlastnosťami a fyzikálnymi vlastnosťami môže špičkový laser série JPT M8 ľahko zvládnuť a dokončiť proces s vysokou kvalitou vďaka vynikajúcej kvalite lúča a nastaviteľnému výberu parametrov.
