Trenutna pozadina obrade bušenja stakla
Staklo ima dobru prozirnost i hemijsku stabilnost i široko se koristi u životu. U oblastima specijalnog stakla kao što su medicinsko, hemijsko, fotonaponsko itd., sa razvojem nauke i tehnologije, potražnja se takođe povećava iz godine u godinu. Slijede neke uobičajene klasifikacije stakla i njihove karakteristike obrade:
1. Soda-lime staklo, ultra-bijelo staklo i K9 staklo
● Soda-lime staklo (obično staklo)
● Ultra belo staklo (staklo sa malo gvožđa)
● K9 staklo
Ova vrsta stakla ima dobru žilavost i tvrdoću i pogodna je za bušenje rupa debljine 0-20mm.
2. Visoko borosilikatno staklo i kvarcno staklo
● Visoko borosilikatno staklo: odlične performanse prijenosa svjetlosti i izuzetno nizak koeficijent termičkog širenja.
● Kvarcno staklo: obično se koristi u optičkim sočivima, izuzetno visoke tvrdoće.
Prilikom obrade ove vrste stakla obično se koristi metoda termičkog širenja i kontrakcije ili metoda laserskog cijepanja. Uz kontinuirani razvoj laserske tehnologije, lasersko bušenje stakla postepeno je postalo nova opcija obrade. Za obradu stakla visoke tvrdoće potreban je laser velike vršne snage.
3. Kaljeno staklo
Kaljeno staklo je prednapregnuto staklo koje kemijskim ili fizičkim metodama stvara tlačno naprezanje na površini, čime se poboljšava čvrstoća i nosivost stakla. Njegova otpornost na pritisak vjetra, otpornost na hladnoću i toplinu i otpornost na udarce su poboljšani. Međutim, kaljeno staklo se ne može rezati nakon obrade. Kada se kaljeno staklo razbije, fragmenti su tupi uglovi u obliku saća, što smanjuje štetu za ljudsko tijelo.
Različite vrste stakla imaju svoje prednosti i zahtjeve obrade u različitim scenarijima primjene. Odabir odgovarajuće metode obrade i alata ključ je za osiguranje kvalitete obrade.
Prednosti laserskog bušenja stakla
Bušenje stakla ključna je karika u proizvodnji stakla i dubinskoj preradi, a njegov značaj je očigledan. Trenutno tradicionalni procesi rezanja stakla uglavnom uključuju CNC rezanje alatom i CNC rezanje vodenim mlazom. Za mala preduzeća ili preduzeća sa ograničenim budžetom, ove dve tradicionalne metode rezanja je teško promovisati i koristiti zbog visoke cene.
Kao beskontaktna obrada, lasersko bušenje stakla koristi fokusirani laserski snop visoke gustoće da se staklo otopi ili čak ispari. Laser koristi svjetlosnu propusnost stakla da se fokusira na donji sloj stakla i skenira velikom brzinom kroz 2.5D galvanometar kako bi uklonio staklo sloj po sloj odozdo prema gore i može obraditi različite debljine i vrste stakla . Uz početnu investiciju troškova, lasersko rezanje stakla ne zahtijeva naknadne troškove potrošnog materijala, te je postepeno postalo važan izbor za industriju prerade stakla.
Ovoga puta za eksperimente je korišćen JPT YDFLP-M8-200-SW-V2 laser, sa 2.5D galvanometrom i trodimenzionalnim softverskim i hardverskim sistemom za rezanje, koji mogu postići konvencionalne okrugle rupe ili staklo posebnog oblika probijanje i rezanje. U poređenju sa tradicionalnim mehaničkim bušenjem, ovaj sistem ima visoku efikasnost obrade, niske troškove održavanja i mali termički uticaj.
01 Utjecaj parametara lasera na bušenje stakla
① Utjecaj širine impulsa na bušenje stakla
Slijedi eksperiment bušenja na ultra-bijelom staklu. Prečnik kruga je 10 mm, a debljina 3 mm. Granične frekvencije koje odgovaraju 6ns modu, 9ns modu i 12ns modu se koriste za testiranje efekta širine impulsa na rezanje stakla.
Eksperimentima možemo zaključiti da su prosječne i maksimalne vrijednosti kolapsa ruba na 9ns najbolje, a zatim slijedi 6ns, koji također ima dobre performanse kolapsa ruba. Prosječna i maksimalna vrijednost kolapsa ruba na 12ns su nešto veće. Razlog za to je što akumulacija topline uzrokuje kolaps rubova na 12ns. Odgovarajuća energija pojedinačnog impulsa i vršna snaga imaju važan utjecaj na kontrolu kolapsa ruba. Veća energija pojedinačnog impulsa i veća vršna snaga pri istoj širini impulsa imaju bolje efekte obrade.
②Uticaj učestalosti ponavljanja na bušenje stakla
Eksperimentima se može zaključiti da kada je frekvencija ponavljanja granična frekvencija, efikasnost obrade je najveća, vrijeme obrade se smanjuje kako bi se smanjila akumulacija topline, a ivica je najmanja u odnosu na 90% i 110%. Kada je frekvencija ispod granične frekvencije, prosječna izlazna snaga je niska, što rezultira niskom efikasnošću. Kada je frekvencija iznad granične frekvencije, energija pojedinačnog impulsa i vršna snaga se smanjuju, što rezultira niskom efikasnošću.
③ Uticaj snage na bušenje stakla
Snaga lasera utiče na efikasnost i vreme obrade. Da bi se dalje istražio značajan uticaj snage lasera na efikasnost, eksperiment koristi iste parametre za promjenu samo procenta snage. Parametri su odabrani kao 9ns mod 280k frekvencije, a postotak snage je postavljen na 70%, 80%, 90%. Ispituje se efikasnost bušenja rupe prečnika 10 mm u belom staklu debljine 3 mm.
Eksperimentima se može zaključiti da se povećanjem prosječne snage povećava vršna snaga lasera, a smanjuje se vrijeme potrebno za bušenje rupa iste debljine i istog promjera.
02 Laserski eksperiment bušenja specijalnog oblika
Laser emituje laserski snop, a motor galvanometra ostvaruje brzo kretanje laserskog snopa kroz kretanje velikom brzinom, a zatim ga fokusira u radni opseg kroz F-Theta sočivo. Ova metoda obrade je praktična, podesiva i podesiva i pruža konkurentno rješenje za automatiziranu obradu i integriranu integraciju opreme.
03 Eksperiment sa bušenjem stakla različitih debljina
U industriji bušenja stakla, poboljšanje efikasnosti i smanjenje troškova su uobičajena nastojanja. Rješavanje bolnih tačaka i poteškoća u industriji je Jeptov neprekidan razvojni cilj. Veća energija pojedinačnog impulsa i veća vršna snaga značajno poboljšavaju efikasnost obrade.
04 Laseri serije JPT M8
Laseri serije JPT M8 koriste MOPA strukturu pojačala snage glavnog oscilatora. Od svog lansiranja 2021. godine, prošao je višestruke iteracije, nadogradnje i optimizacije, te je razvio lasere različitih razina snage za različite primjene. Laseri srednje i male snage (kao što su 20 vati i 50 vati) su pogodni za površinsku obradu i jetkanje materijala osjetljivih na toplinu. Laseri srednje i velike snage (100 W do 300 W) dobro se ponašaju u visokoefikasnim i zahtjevnim aplikacijama kao što su duboko rezanje, duboko graviranje i glazura stakla.
Zadržavajući nezavisno podesivu funkciju frekvencije impulsa serije JPT M7, serija M8 se fokusirala na optimizaciju vršne snage impulsa i kvaliteta snopa. Ova serija i dalje može da održi odličan kvalitet snopa u uslovima rada velike snage, sa vršnom snagom do 300KW. Efikasni laseri serije M8 doneli su novu i efikasnu metodu obrade u oblasti industrijske automatizacije obrade.
05 Primjena kompleksnih svojstava materijala
Na osnovu karakteristika M8 serije high peak lasera, mogu se postići neki efekti koje obični infracrveni laseri sa vlaknima ne mogu postići, kao što je označavanje na plastici. Postoji mnogo uobičajenih vrsta plastike. Obično se laseri sa infracrvenim vlaknima od 1064nm smatraju neprikladnim za označavanje plastičnih materijala. Obično se koriste UV čvrsti laseri ili CO2 laseri. Međutim, niske toplinske karakteristike lasera s visokim vršnim vrijednostima omogućavaju ovo označavanje.
U poređenju sa različitim problemima koji postoje u tradicionalnoj kontaktnoj obradi, beskontaktna metoda obrade lasera velike snage i velike snage ima značajne prednosti. Iako je početna investicija veća, naknadna obrada je stabilnija i zahtijeva manje tekućih ulaganja. U aplikacijama za obradu sa složenim materijalnim svojstvima i fizičkim svojstvima, laser visoke vršne vrijednosti serije JPT M8 može lako upravljati i dovršiti proces s visokim kvalitetom zahvaljujući odličnom kvalitetu zraka i podesivom izboru parametara.
