一种玻璃材料表面蒙砂的激光加工方法技术

本发明专利技术属于激光微加工技术领域，具体提供了一种玻璃材料表面蒙砂的激光加工方法，通过绘制特定的预加工无序点阵位图的图档并导入激光控制器，激光控制器根据无序点阵位图的路径来控制激光光束沿着图档扫描烧蚀，通过调节激光光束聚焦位置和激光器的加工参数实现光束随机点射在无序点阵位图上，从而使得待加工工件表面达到蒙砂效果。通过特定的激光器参数与软件位图无序打点模式组合，既可有效控制加工后玻璃工件表面的激光纹路，同时在激光光斑一定的重叠率下又保证了样品表面粗糙度及透过率，此外，采用激光加工的方式对玻璃的强度影响较小，也不会对环境产生污染。

A Laser Processing Method for Frosted Glass Material Surface

The invention belongs to the field of laser micro-processing technology, in particular provides a laser processing method for frosting glass material surface. By drawing a specific pre-processed disordered bitmap file and importing it into the laser controller, the laser controller controls the laser beam scanning and ablation along the image file according to the path of the disordered bitmap, and adjusts the focus position of the laser beam and the laser addition. The working parameters realize that the beam is randomly projected on the random dot matrix, so that the surface of the workpiece to be processed can be frosted. By combining the specific laser parameters with the disorderly dotting mode of the software bitmap, the laser pattern on the surface of the glass workpiece after processing can be effectively controlled. At the same time, the surface roughness and transmittance of the sample can be guaranteed at a certain overlap rate of the laser spot. In addition, the laser processing method has little influence on the strength of the glass and does not pollute the environment.

【技术实现步骤摘要】
一种玻璃材料表面蒙砂的激光加工方法
本专利技术属于激光微加工
，具体涉及一种玻璃材料表面蒙砂的激光加工方法。
技术介绍
随着5G时代的到来，对手机的外观及基础功能要求日益提高，手机的外观设计已经从最初的由金属、塑料、陶瓷、玻璃等百花齐放的风格，转向统一的以玻璃为主。随着触控屏的应用和普及，且玻璃材料本身的功能性逐渐增强，手机玻璃因其具有高强度、高硬度、耐划伤、有效减少信号干扰以及优异的抗冲击等性能，广泛应用于智能手机、平板电脑等。采用金属材质作面板，容易吸收电磁波，阻挡信号的传播与接收。而玻璃材质后盖不仅经济上更实惠，能够实现更好的背面一体化，在视觉和手感上都更胜一筹，同时还能保证信号的传输。随着科学技术的发展，人们已不满足单调的颜色和透明玻璃，采用后盖玻璃蒙砂的方式来使手机在视觉上更为高端时尚，触感更佳。目前行业中透明材料蒙砂工艺主要有两种，一种是物理方式，经过机械喷砂来达到磨砂的效果，此种工艺对于玻璃整面蒙砂却有优势，但无法实现当今定点蒙砂的工艺要求，且在实际生产中良率体现也依然不高，而另外一种则是化学方式，通过特定的酸性溶剂对材料表面进行腐蚀从而达到蒙砂的效果，化学腐蚀方式可以使材料表面变得更为平整光滑，但同样存在定点蒙砂难度大，且其对环境有很大的影响，在当下大力推行环境保护的趋势下，也开始逐渐被其他工艺方式所取代。反观激光蒙砂工艺，既可实现整面材料蒙砂，也可实现特定区域、特定图形的蒙砂工艺，保证了良好的蒙砂效果，更好的适应的当前消费者对外观的需求，更有效提高了生产加工效率，有效实现了物理及化学蒙砂的效果，同时也解决了物理及化学蒙砂工艺中存在的问题。激光蒙砂工艺主要是通过激光携带的高密度能量实现对材料的表面去除，通过光斑的不断重叠实现表面的蒙砂效果，可达到外观均匀，透过率高等特点，但均匀的线性填充和点阵填充，由于光斑重叠的规律性，最终都会在玻璃表面形成规律的激光纹路，从而视觉上会呈现出光栅的效果，但无法达到表面均匀性及粗糙度的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中物理喷砂和化学腐蚀存在的问题，即物理喷砂之后极大的影响加工件强度，化学喷砂污染环境等问题，以及改善目前激光使用直线填充方式加工存在纹路的缺陷。为此，本专利技术提供了一种玻璃材料表面蒙砂的激光加工方法，包括步骤：S1：获取预加工无序点阵位图的图档并导入激光控制器，调节激光器的光路，使得激光器的光束聚焦于待加工工件的表面；S2：采用电荷耦合器件CCD对所述待加工工件的加工位置进行定位；S3：将所述待待加工工件移动到指定的加工位置；S4：所述激光控制器根据无序点阵位图调节所述加工参数，对待加工工件表面进行蒙砂处理加工。优选地，所述待加工工件为未被强化的玻璃材料样品。优选地，所述步骤S4具体包括：S401：通过软件绘制待加工图形；S402：通过制图软件对该待加工图形进行无序点状填充得到无序点阵位图；S403：调节所述激光器参数及加工参数，使激光光斑沿所述无序点阵位图的路径进行扫描烧蚀去除使玻璃材料样品表面达到蒙砂的效果。优选地，所述步骤S4之后还包括：对加工完毕后的待加工工件进行表面粗糙度测试。优选地，所述激光器上设有电荷耦合器件CCD，所述电荷耦合器件CCD与所述激光控制器电连接，所述激光控制器根据所述电荷耦合器件CCD来调整激光器的光束的位置实现对所述待加工工件的表面进行准确定位。优选地，所述激光器加工参数包括激光器的输出功率、振镜跳转速度、振镜跳转延时、光束发射频率、开关延时以及光束最大点与光束最小点间距。优选地，所述待加工工件安装在高精度直线电机的真空吸附平台上，所述真空吸附平台上设有离子吹气装置，所述离子吹气装置的吹气口朝向所述待加工工件表面。优选地，所述激光器采用红外飞秒激光器，所述激光器的输出功率为2～15W，输出频率为175～1000KHz，波长为1064nm，脉宽小于500fs。优选地，所述步骤S4后还包括：对待加工工件进行强化处理，且强化强度保持在原始待加工工件80％以上。本专利技术的有益效果：本专利技术提供了一种玻璃材料表面蒙砂的激光加工方法，通过绘制特定的预加工无序点阵位图的图档并导入激光控制器，激光控制器根据无序点阵位图的路径来控制激光光束沿着图档扫描烧蚀，通过调节激光光束聚焦位置和激光器的加工参数实现光束随机点射在无序点阵位图上，从而使得待加工工件表面达到蒙砂效果。通过特定的激光器参数与软件位图无序打点模式组合，既可有效控制加工后玻璃工件表面的激光纹路，同时在激光光斑一定的重叠率下又保证了样品表面粗糙度及透过率，此外，采用激光加工的方式对玻璃的强度影响较小，也不会对环境产生污染。以下将结合附图对本专利技术做进一步详细说明。附图说明图1是本专利技术玻璃材料表面蒙砂的激光加工方法的流程示意图；图2是本专利技术玻璃材料表面蒙砂的激光加工方法的无序点阵位图的示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。本专利技术实施例提供了一种玻璃材料表面蒙砂的激光加工方法，包括步骤：S1：获取预加工无序点阵位图的图档并导入激光控制器，调节激光器的光路，使得激光器的光束聚焦于待加工工件的表面；S2：采用电荷耦合器件CCD对所述待加工工件的加工位置进行定位；S3：将所述待加工工件移动到指定的加工位置；S4：所述激光控制器根据无序点阵位图调节所述加工参数，对待加工工件表面进行蒙砂处理加工。由此可知，如图1图2所示，采用制图软件制作预加工图形，该预加工图形是无序点阵位图，无序点阵位图是由多个离散分布的点构成的图形，本实施例主要针对无序点阵位图进行加工，将印有无序点阵位图的图档导入到激光控制器内，将光束对准待加工工件后相应调节激光器加工参数，使得激光器的光束按照预设的时间或位置信息来进行自我调节激光器加工参数，实现对离散点阵图形的抛光加工。其中待加工工件一般是玻璃材料样品。具体地，加工开始前，通过安装在激光器上的电荷耦合器件CCD的视觉系统对玻璃样品的加工位置进行准确定位，并通过运动控制系统，高精度直线电机来移动待加工工件到初始位置，然后激光控制器根据电荷耦合器件CCD的信息调节激光器的光束位置，使得光束作用在待加工工件表面的加工起始点，完成对无序点阵位图的整体加工过程。在激光加工扫描的过程中，自动调节激光器加工参数对图档进行扫描打点进而对待加工本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种玻璃材料表面蒙砂的激光加工方法，其特征在于，包括步骤：S1：获取预加工无序点阵位图的图档并导入激光控制器，调节激光器的光路，使得激光器的光束聚焦于待加工工件的表面；S2：采用电荷耦合器件CCD对所述待加工工件的加工位置进行定位；S3：将所述待加工工件移动到指定的加工位置；S4：所述激光控制器根据无序点阵位图调节所述加工参数，对待加工工件表面进行蒙砂处理加工。

【技术特征摘要】
1.一种玻璃材料表面蒙砂的激光加工方法，其特征在于，包括步骤：S1：获取预加工无序点阵位图的图档并导入激光控制器，调节激光器的光路，使得激光器的光束聚焦于待加工工件的表面；S2：采用电荷耦合器件CCD对所述待加工工件的加工位置进行定位；S3：将所述待加工工件移动到指定的加工位置；S4：所述激光控制器根据无序点阵位图调节所述加工参数，对待加工工件表面进行蒙砂处理加工。2.根据权利要求1所述的玻璃材料表面蒙砂的激光加工方法，其特征在于：所述待加工工件为未被强化的玻璃材料样品。3.根据权利要求2所述的玻璃材料表面蒙砂的激光加工方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括：S401：通过软件绘制待加工图形；S402：通过制图软件对该待加工图形进行无序点状填充得到无序点阵位图；S403：调节所述激光器参数及加工参数，使激光光斑沿所述无序点阵位图的路径进行扫描烧蚀去除使玻璃材料样品表面达到蒙砂的效果。4.根据权利要求1所述的玻璃材料表面蒙砂的激光加工方法，其特征在于，所述步骤S4之后还包括：对加工完毕后的待加工工件进行表面粗糙度测试。5.根据权利要求1所述的玻璃材料表面蒙砂的...

【专利技术属性】
技术研发人员：程伟，王建刚，雷小锋，孙威，万景成，杨胜，余俊杰，
申请(专利权)人：武汉华工激光工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42