激光切割玻璃的方法技术

本发明专利技术属于激光切割加工领域，提供了一种激光切割玻璃的方法，意在解决切割玻璃过程中容易产生崩边、微裂纹以及分层等损伤问题。该方法包括脉冲宽度范围在皮秒至飞秒的激光器产生的激光束经聚焦处理后入射至待切割的玻璃工件内；激光束与玻璃工件按预先设定的路径做相对移动，使焦点在玻璃工件的内部形成由多个微裂点沿激光束扫射的路径组成的切割层；以及施加外力于玻璃工件，使玻璃工件沿路径撕开。本发明专利技术的激光切割玻璃的方法通过激光束聚焦于玻璃工件内部并在玻璃工件内部形成切割层，利用较小的脉冲宽度和极低的单点能量实现对玻璃工件的切割，以获得无裂纹无损伤的玻璃工件，并避免了细小碎屑的产生，提高了切割效率。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术属于激光切割加工领域，提供了一种，意在解决切割玻璃过程中容易产生崩边、微裂纹以及分层等损伤问题。该方法包括脉冲宽度范围在皮秒至飞秒的激光器产生的激光束经聚焦处理后入射至待切割的玻璃工件内；激光束与玻璃工件按预先设定的路径做相对移动，使焦点在玻璃工件的内部形成由多个微裂点沿激光束扫射的路径组成的切割层；以及施加外力于玻璃工件，使玻璃工件沿路径撕开。本专利技术的通过激光束聚焦于玻璃工件内部并在玻璃工件内部形成切割层，利用较小的脉冲宽度和极低的单点能量实现对玻璃工件的切割，以获得无裂纹无损伤的玻璃工件，并避免了细小碎屑的产生，提高了切割效率。【专利说明】
本专利技术属于激光切割加工领域，尤其涉及一种。
技术介绍
随着电子产品的迅猛发展，尤其是笔记本电脑、智能手机、液晶显示器及平板电脑等都在朝着体积更薄、重量更轻以及制造成本更低的方向发展。而这些电子产品都离不开玻璃薄板，目前，电子产品上的玻璃薄板的厚度已经由原来的1.1mm降低至0.6^0.7mm，手机屏幕的玻璃薄板已经降低至0.3mm甚至更低。厚度越薄的玻璃薄板对作用力越敏感,越容易受冲击后发生脆断，这无疑增加了切割加工的难度。现有的切割玻璃方法大致有机械切割法和CO2激光切割法。机械切割法是采用硬质合金和金刚石刀具在玻璃表面划刻一道裂纹，并使用机械手段将玻璃延裂纹分开。然而，这种机械切割法存在诸多问题，例如玻璃材料的去除会导致碎屑及微裂纹并需要增加清洗工序，切割边缘的强度降低，产生的深裂纹通常不垂直于玻璃表面，降低了玻璃的利用率及产量。CO2激光切割法是利用玻璃处于软化的温度下具有较好的塑性和延展性，用聚焦的CO2激光照射待切割的玻璃工件的表面，通过超高的能量密度将玻璃融化，同时配合气流吹走熔融的玻璃，从而直接将一整块玻璃工件一分为二切割开来。由于CO2激光波长在10640nm，玻璃工件对该波长的激光是面吸收，因此，这种切割方法中要将玻璃工件熔融段裂开，需要非常高的激光能量才能实现。同时，这种切割方法的切割效果较差，切缝不整齐，极易在整个切缝断面形成热裂纹使玻璃强度大大降低，并且切割过程中产生的熔渣也会污染玻璃表面。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种，旨在弥补现有技术中存在的不足，解决切割玻璃过程中容易产生崩边、微裂纹以及分层等损伤问题，并提高切割效率。本专利技术实施例是这样实现的，一种，包括以下步骤:采用脉冲宽度范围在皮秒至飞秒的激光器；所述激光器产生的激光束经聚焦处理后入射至待切割的玻璃工件内，使所述激光束的焦点位于所述玻璃工件的内部；所述激光束与所述玻璃工件按预先设定的路径做相对移动，使所述焦点在所述玻璃工件的内部形成由多个微裂点沿激光束扫射的路径组成的切割层；以及施加外力于所述玻璃工件，使所述玻璃工件沿所述切割路径撕开。进一步地，所述激光束的波长范围为355纳米~1064纳米以及平均功率的范围为0.1 瓦、.7 瓦。进一步地，所述激光束的脉冲宽度范围为100飞秒~100皮秒以及单点能量范围为0.1μ-20μ J。进一步地，所述激光束经聚焦后于玻璃工件内部形成光斑，所述光斑的直径范围为0.1微米~10微米。进一步地，所述切割层至少为一层。进一步地，对所述玻璃工件进行多层切割，所述微裂点沿所述玻璃工件深度方向形成多层排布的切割层。进一步地，所述玻璃工件的厚度范围为0.2毫米~1.1毫米。进一步地，所述玻璃工件为钠钙硅玻璃、铝硅酸盐玻璃或者硼酸盐玻璃。进一步地，所述激光束的聚焦处理过程包括:所述激光束经扩束准直镜扩束处理；通过45度反射镜反射至聚焦镜；以及所述聚焦镜将聚焦后的所述激光束垂直入射至位于所述工作平台上的所述玻璃工件内。进一步地，还包括以下步骤:将平面度检测装置电性连接于所述激光器；采用所述平面度检测装置检测所述玻璃工件的平面度；所述平面度检测装置将所测的平面度以电信号传送至所述激光器； 以及所述激光器根据接收的平面度信号带动切割头移动。本专利技术的是一种利用脉冲宽度范围在皮秒至飞秒的激光器产生激光束，激光束经聚焦处理后使其焦点位于玻璃工件内部，并通过激光束与玻璃工件的相对移动于玻璃工件内形成切割层。利用激光束较小的脉冲宽度和较低的单点能量实现对玻璃工件的切割，这样，可以获得高精密度和平整的切割加工质量，也可以避免玻璃工件在切割加工过程中产生裂纹、碎屑等问题。而且，利用该激光束可以实现对不同厚度的玻璃工件进行切割加工，以提高了切割效率。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术实施例提供的的系统框架图。图2是本专利技术实施例提供的激光切割玻璃的过程示意图。图3是本专利技术实施例提供的按预先设定的路径进行切割加工的示意图。图4是本专利技术实施例提供的施加外力与玻璃工件的示意图。图5是本专利技术实施例提供的玻璃工件别冲开的示意图。图6是本专利技术实施例提供的激光多层切割玻璃的过程示意图。【具体实施方式】为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请同时参照图1和图2，本专利技术的，包括以下步骤:采用脉冲宽度范围在皮秒至飞秒的激光器10 ;激光器10产生的激光束70经聚焦处理后入射至待切割的玻璃工件60的内部，使激光束70的焦点72位于玻璃工件60的内部；激光束70与玻璃工件60按预先设定的路径做相对移动，使焦点72在玻璃工件60的内部形成由多个微裂点65沿激光束70扫射的路径组成的切割层62 ;以及施加外力于玻璃工件60，使玻璃工件60沿切割层62撕开。该利用激光束70以非接触的方式在玻璃工件60内部进行扫描和切割，激光束70的能量对玻璃工件60指定部分进行加热时期达到预先定位温度，从而在玻璃工件60内部产生垂直方向的应力带，以形成一条无碎屑的裂纹。该避免了现有技术中切割玻璃工件60时产生的裂痕、细小碎渣和易碎等问题，可以精确切割玻璃工件60并使玻璃工件60切割完后无裂纹和无损伤，并且无需进行任何后续的清洁和磨削处理，提高了切割效率。本专利技术的激光器10为皮秒激光器或者飞秒激光器。皮秒激光器是指冲脉宽度为皮秒的激光器，使用声光调制锁模的二极管泵浦Nd =YAG或者Nd =YLF激光器是产生皮秒脉冲的标准光源，I皮秒为10_12秒。飞秒激光器是指脉冲宽度为飞秒的激光器，通常是利用锁模技术实现，飞秒，也叫做毫微微秒，即I飞秒为10_15秒。在加工过程中，皮秒激光器或者飞秒激光器可以在激光振荡时获得很高振荡密度的激光能量，而且在加工过程中不会产生碎屑积聚现象。例如，当皮秒激光器或者飞秒激光器产生的激光光能为lmj，脉冲照射周期在100飞秒或者以下时，所产生的激光能量密度可以达到约10千兆瓦的等级，因此，可以用于加工任何材料。以飞秒激光器为例进行说明。通常，飞秒激光器包括振动器、展宽器、放大器和压缩器，以获得飞秒激光脉冲。展宽器用于将振动器产生的飞秒种子脉冲按不同波长在时间上拉开，放大器用于使展宽的脉冲获得充分能量，压缩器用于将不同成分的光谱聚集在一起以恢复到飞秒宽度，从而形成具有极高瞬时功率的飞秒激光脉冲。表述激光束特性的参数很多，常见的参数包括波长、平均功率、功率密度或者能量密度、光斑大小和 脉冲宽度等。连续激光用功率密度表示，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光切割玻璃的方法，其特征在于，包括以下步骤：采用脉冲宽度范围在皮秒至飞秒的激光器；所述激光器产生的激光束经聚焦处理后入射至待切割的玻璃工件内，使所述激光束的焦点位于所述玻璃工件的内部；所述激光束与所述玻璃工件按预先设定的路径做相对移动，使所述焦点在所述玻璃工件的内部形成由多个微裂点沿激光束扫射的路径组成的切割层；以及施加外力于所述玻璃工件，使所述玻璃工件沿所述切割路径撕开。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：尹建刚，高昆，叶树铃，李瑜，王焱华，潘丹，高云峰，
申请(专利权)人：深圳市大族激光科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44