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玻璃切割難點何在超快激光光束整形完美解決

作者:体育365发布时间:2020-05-19已浏览: 130次

体育365智能手機的出現大大改變了人們的生活方式,体育365而人們生活水平不斷提高也對智能手機提出了更高要求:除了系統、硬件等功能配置不斷升級外,手機外觀也成為各手機廠商角力的重點。在外觀材料的革新過程中,玻璃材料憑借造型多變、抗沖擊性好、成本可控等諸多優點而受到廠家歡迎,并在手機上獲得越來越廣泛的應用,包括手機前蓋板、后蓋板、攝像頭蓋板、濾光片、指紋識別片、三棱鏡等。

盡管玻璃材料有著諸多優點,体育365但其易碎的特點為加工過程帶來不少難題,如容易出現裂紋、邊緣毛糙等。此外,聽筒、前置攝像頭、指紋片等位置的異型切割也對加工工藝提出了更高要求。如何解決玻璃材料的加工難題、提升產品良率,体育365成為業內共同的目標,推動玻璃切割技術的創新迫在眉睫。

体育365傳統的玻璃切割工藝包括刀輪切割和CNC研磨切割。刀輪切割的玻璃崩邊大、邊緣粗糙,對玻璃的強度會大幅影響。而且刀輪切割的玻璃良率較低,材料利用率較低,切割完后還需進行復雜工序的后處理。刀輪進行異型切割時速度及精度會大幅下降,有些異型全面屏因轉角太小,根本無法用刀輪切割。CNC較刀輪的精度高,精度≤30μm,崩邊比刀輪小,約40μm,缺點是速度慢。

傳統激光切割玻璃為消融機理,利用聚焦后的高能量密度的激光將玻璃融化甚至氣化,高壓的輔助氣體則將殘余的熔渣吹除。由于玻璃易碎,高重疊率的光斑會累積過度的熱在玻璃上,使玻璃龜裂,因此激光無法使用高重疊率的光斑進行一次切割,通常使用振鏡進行高速掃描,將玻璃一層一層去除,一般的切割速度小于1mm/s。

近年來超快激光(或稱超短脈沖激光)取得了飛速發展,尤其是在玻璃切割的應用上取得了非常優異的表現。英諾激光便開發出專為脆性材料加工的定制化模組,搭配英諾激光的超快激光器,能將脆性材料切得更好、更快,使成本更進一步下降。

對玻璃等透明材料而言,當超高峰值功率的激光被聚焦在透明材料內部時,材料內部由光傳播造成的非線性極化改變了光的傳播特性,使光束出現自聚焦現象(波前聚焦)。由于超快激光的峰值功率極高,使脈沖在玻璃內不斷重復聚焦,在不發散的狀態下一路向下傳輸到材料內部,直至激光的能量不足以繼續支持發生自聚焦現象。至此,激光傳輸過的地方留下了如同絲線般的軌跡(直徑只有數個微米),將這些絲線連起來,對其施加應力,玻璃便會自行沿著絲線裂開。

此外,非接觸式加工也可避免傳統機加方式切割容易發生崩邊、裂紋等問題,具有精度高、不產生微裂紋、破碎或碎片問題、邊緣抗破裂性高、無需沖洗、打磨、拋光等二次制造成本等優點,降低成本的同時大幅提高了工件良率及加工效率。

英諾激光的脆性材料切割模組便是利用超快激光在材料內部的自聚焦現象進行切割、鉆孔,但應用超快激光進行自聚集也存在一定難點。例如,使用高斯光束自聚焦成絲,至多只有一兩百微米的長度,而且成絲的強度、粗細不均勻,呈一端粗一端細。這便無法確保激光作用于材料時成絲的穩定性。

英諾激光通過光束整形解決了這一難點。一方面,英諾激光自主開發的脆性材料切割模組通過空間分布的光束整形,將原本聚焦為一點的高斯光束變成沿軸線的線型聚焦光束,在很長的一個范圍內都有不錯的聚焦效果。而AOPICO皮秒系列(紅外激光器)則通過特殊的運行模式,將脈沖在時間上進行光束整形。兩種光束整形的共同作用,實現了自聚焦的效果極大化。

整形后的成絲長度可達5mm以內,且粗細均勻,適合玻璃切割、鉆孔。由于成絲長度長,可完全覆蓋手機用的薄玻璃厚度,只需一次掃描即可完成整個切割輪廓的改性。視不同曲線而定,激光切割的速度可從數十毫米每秒到一米每秒,切割速度是傳統激光消融的數十倍以上。

英諾激光脆性材料切割模組搭配英諾激光的皮秒激光器,可以進行幾乎無錐度的切割及鉆孔,而且可以進行任意形狀的切割,滿足異型全面屏的各種加工需求。可加工的玻璃種類也更多,過去被認為無法加工的強化玻璃也可以加工。部分加工案例如下(以下圖片均由英諾激光提供):