پیشینه فعلی پردازش حفاری شیشه
شیشه شفافیت و پایداری شیمیایی خوبی دارد و به طور گسترده در زندگی استفاده می شود. در زمینه های شیشه های خاص مانند پزشکی، شیمیایی، فتوولتائیک و ... با پیشرفت علم و فناوری، تقاضا نیز سال به سال افزایش می یابد. در زیر برخی از طبقه بندی های رایج شیشه و ویژگی های پردازش آنها آورده شده است:
1. شیشه سودا آهک، شیشه فوق سفید و شیشه K9
● لیوان سودا آهک (شیشه معمولی)
● شیشه فوق العاده سفید (شیشه کم آهن)
● شیشه K9
این نوع شیشه از چقرمگی و سختی خوبی برخوردار است و برای سوراخکاری با ضخامت 0-20 میلی متر مناسب است.
2. شیشه بوروسیلیکات بالا و شیشه کوارتز
● شیشه بوروسیلیکات بالا: عملکرد عالی انتقال نور و ضریب انبساط حرارتی بسیار پایین.
● شیشه کوارتز: معمولاً در لنزهای نوری با سختی بسیار بالا استفاده می شود.
هنگام پردازش این نوع شیشه معمولا از روش انبساط و انقباض حرارتی یا روش تقسیم لیزری استفاده می شود. با توسعه مداوم فناوری لیزر، حفاری شیشه لیزری به تدریج به یک گزینه پردازش جدید تبدیل شده است. برای پردازش شیشه های با سختی بالا، یک لیزر با قدرت پیک بالا مورد نیاز است.
3. شیشه سکوریت
شیشه سکوریت، شیشه ای پیش تنیده است که با روش های شیمیایی یا فیزیکی، فشار فشاری بر روی سطح ایجاد می کند و در نتیجه استحکام و ظرفیت باربری شیشه را بهبود می بخشد. مقاومت در برابر فشار باد، مقاومت در برابر سرما و گرما و مقاومت در برابر ضربه همگی افزایش یافته است. با این حال، شیشه سکوریت را نمی توان پس از پردازش برش داد. هنگامی که شیشه سکوریت می شکند، این قطعات به صورت ذرات لانه زنبوری با زاویه ی صاف هستند که آسیب به بدن انسان را کاهش می دهد.
انواع مختلف شیشه دارای مزایا و الزامات پردازشی در سناریوهای مختلف کاربردی هستند. انتخاب روش و ابزار مناسب پردازش، کلید تضمین کیفیت پردازش است.
مزایای حفاری لیزری شیشه
حفاری شیشه یک حلقه کلیدی در تولید شیشه و پردازش عمیق است و اهمیت آن بدیهی است. در حال حاضر، فرآیندهای سنتی برش شیشه عمدتاً شامل برش CNC ابزار و برش CNC با جت آب است. برای شرکتهای کوچک یا شرکتهایی با بودجه محدود، ترویج و استفاده از این دو روش سنتی به دلیل هزینه بالا دشوار است.
به عنوان یک پردازش غیر تماسی، حفاری شیشه لیزری از یک پرتو لیزر متمرکز با چگالی انرژی بالا برای ذوب یا حتی تبخیر شیشه استفاده می کند. لیزر از عبور نور شیشه برای تمرکز روی لایه زیرین شیشه استفاده می کند و با سرعت بالا از طریق یک گالوانومتر 2.5 بعدی اسکن می کند تا لایه به لایه شیشه را از پایین به بالا جدا کند و می تواند ضخامت ها و انواع مختلف شیشه را پردازش کند. . علاوه بر سرمایه گذاری هزینه اولیه، شیشه برش لیزری نیازی به هزینه های مواد مصرفی بعدی ندارد و به تدریج به یک انتخاب مهم برای صنعت پردازش شیشه تبدیل شده است.
این بار لیزر JPT YDFLP-M8-200-SW-V2 با گالوانومتر 2.5 بعدی و نرمافزار و سیستم سختافزاری برش سهبعدی برای آزمایشها استفاده شد که میتواند حفرههای گرد معمولی یا شیشههای خاص را به دست آورد. مشت زدن و بریدن در مقایسه با حفاری مکانیکی سنتی، این سیستم دارای راندمان پردازش بالا، هزینه نگهداری کم و تاثیر حرارتی کوچک است.
01 تأثیر پارامترهای لیزر بر حفاری شیشه
① اثر عرض پالس بر حفاری شیشه
در زیر یک آزمایش حفاری بر روی شیشه فوق سفید است. قطر دایره 10 میلی متر و ضخامت آن 3 میلی متر است. فرکانس های قطع مربوط به حالت 6ns، حالت 9ns و حالت 12ns برای آزمایش اثر عرض پالس بر برش شیشه استفاده می شود.
از طریق آزمایشها میتوان نتیجه گرفت که میانگین و حداکثر مقادیر فروپاشی لبه در 9ns بهترین هستند و پس از آن 6s که عملکرد فروپاشی لبه خوبی نیز دارد. میانگین و حداکثر مقادیر فروپاشی لبه در 12 ثانیه کمی بزرگتر است. دلیل این امر این است که انباشت گرما باعث فروپاشی لبه در 12 ثانیه می شود. انرژی تک پالس مناسب و توان پیک تأثیر مهمی در کنترل فروپاشی لبه دارد. انرژی تک پالس بالاتر و توان پیک بالاتر در همان عرض پالس اثرات پردازش بهتری دارد.
②تاثیر فرکانس تکرار بر حفاری شیشه
از طریق آزمایشها میتوان نتیجه گرفت که وقتی فرکانس تکرار فرکانس قطع باشد، راندمان پردازش بالاترین است، زمان پردازش کاهش مییابد تا انباشت گرما کاهش یابد و خرد شدن لبه در مقایسه با 90٪ و 110٪ کوچکترین است. وقتی فرکانس زیر فرکانس قطع باشد، متوسط توان خروجی کم است و در نتیجه راندمان پایینی دارد. وقتی فرکانس بالاتر از فرکانس قطع باشد، انرژی تک پالس و توان پیک کاهش مییابد و در نتیجه راندمان پایینی ایجاد میشود.
③ تأثیر قدرت بر حفاری شیشه
قدرت لیزر بر راندمان و زمان پردازش تاثیر می گذارد. به منظور بررسی بیشتر تأثیر قابل توجه توان لیزر بر بازده، این آزمایش از پارامترهای مشابه برای تغییر تنها درصد توان استفاده می کند. پارامترها به عنوان فرکانس 280k حالت 9ns انتخاب می شوند و درصد توان روی 70٪، 80٪، 90٪ تنظیم شده است. کارایی حفاری سوراخ به قطر 10 میلی متر در شیشه سفید ضخامت 3 میلی متر آزمایش شده است.
از طریق آزمایشات می توان نتیجه گرفت که با افزایش توان متوسط، توان پیک لیزر افزایش می یابد و زمان لازم برای سوراخ کردن سوراخ هایی با ضخامت و قطر یکسان کاهش می یابد.
02 آزمایش حفاری به شکل ویژه لیزر
لیزر پرتو لیزر را خروجی می دهد و موتور گالوانومتر حرکت پر سرعت پرتو لیزر را از طریق حرکت با سرعت بالا متوجه می شود و سپس آن را از طریق لنز F-Theta در محدوده کاری متمرکز می کند. این روش پردازش راحت، قابل کنترل و قابل تنظیم است و یک راه حل رقابتی برای پردازش خودکار و یکپارچه سازی تجهیزات فراهم می کند.
03 بر روی شیشه حفاری با ضخامت های مختلف آزمایش کنید
در صنعت حفاری شیشه، بهبود راندمان و کاهش هزینه ها از کارهای رایج است. حل مشکلات و مشکلات صنعت، هدف توسعه بی وقفه Jept است. انرژی تک پالس بیشتر و توان پیک بالاتر به طور قابل توجهی کارایی پردازش را بهبود می بخشد.
04 لیزر JPT سری M8
لیزرهای سری JPT M8 از ساختار MOPA تقویت کننده قدرت اسیلاتور اصلی استفاده می کنند. از زمان راه اندازی آن در سال 2021، چندین بار تکرار، ارتقا و بهینه سازی شده است و لیزرهایی با سطوح مختلف قدرت برای کاربردهای مختلف توسعه داده است. لیزرهای متوسط و کم توان (مانند 20 وات و 50 وات) برای عملیات سطحی و اچ کردن مواد حساس به حرارت مناسب هستند. لیزرهای با توان متوسط و بالا (100 وات تا 300 وات) در کاربردهای با راندمان و تقاضای بالا مانند برش عمیق، حکاکی عمیق و مات کردن شیشه عملکرد خوبی دارند.
در حالی که عملکرد فرکانس پالس قابل تنظیم مستقل سری JPT M7 را حفظ می کند، سری M8 بر بهینه سازی توان پیک پالس و کیفیت پرتو تمرکز کرده است. این سری همچنان میتواند کیفیت پرتو عالی را در شرایط کاری پرقدرت، با حداکثر توان تا 300 کیلووات حفظ کند. لیزرهای کارآمد سری M8 روش پردازشی جدید و کارآمدی را وارد عرصه پردازش اتوماسیون صنعتی کرده است.
05 کاربرد خواص پیچیده مواد
بر اساس ویژگی های لیزر پیک بالا سری M8، برخی از اثراتی که لیزرهای فیبر مادون قرمز معمولی نمی توانند به دست آورند، مانند علامت گذاری روی پلاستیک ها قابل دستیابی هستند. انواع متداول پلاستیک وجود دارد. معمولاً لیزرهای فیبر مادون قرمز 1064 نانومتری برای علامت گذاری روی مواد پلاستیکی نامناسب در نظر گرفته می شوند. معمولاً از لیزرهای جامد UV یا لیزرهای CO2 استفاده می شود. با این حال، ویژگیهای حرارتی کم لیزرهای پیک بالا، این علامتگذاری را ممکن میسازد.
در مقایسه با مشکلات مختلف موجود در پردازش تماس سنتی، روش پردازش غیر تماسی لیزر با پیک و توان بالا دارای مزایای قابل توجهی است. اگرچه سرمایه گذاری اولیه بزرگتر است، پردازش بعدی پایدارتر است و نیاز به سرمایه گذاری مداوم کمتری دارد. در کاربردهای پردازشی با خواص پیچیده مواد و خواص فیزیکی، لیزر پرپیک سری JPT M8 به دلیل کیفیت پرتو عالی و انتخاب پارامتر قابل تنظیم، به راحتی می تواند این فرآیند را با کیفیت بالا انجام دهد و تکمیل کند.
