Huidige achtergrond van glasboorverwerking
Glas heeft een goede transparantie en chemische stabiliteit en wordt veel gebruikt in het leven. Op het gebied van speciaal glas, zoals medisch, chemisch, fotovoltaïsch, enz., neemt de vraag met de ontwikkeling van wetenschap en technologie ook jaar na jaar toe. Hieronder volgen enkele veelvoorkomende glasclassificaties en hun verwerkingseigenschappen:
1. Soda-kalkglas, ultrawit glas en K9-glas
● Soda-kalkglas (gewoon glas)
● Ultrawit glas (glas met een laag ijzergehalte)
● K9-glas
Dit type glas heeft een goede taaiheid en hardheid en is geschikt voor het boren van gaten met een dikte van 0-20mm.
2. Hoog borosilicaatglas en kwartsglas
● Hoogwaardig borosilicaatglas: uitstekende lichttransmissie en extreem lage thermische uitzettingscoëfficiënt.
● Kwartsglas: wordt veel gebruikt in optische lenzen en heeft een extreem hoge hardheid.
Bij de verwerking van dit type glas wordt meestal de thermische expansie- en contractiemethode of lasersplitsingsmethode gebruikt. Met de voortdurende ontwikkeling van lasertechnologie is laserglasboren geleidelijk een nieuwe verwerkingsoptie geworden. Voor de verwerking van glas met een hoge hardheid is een laser met een hoog piekvermogen vereist.
3. Gehard glas
Gehard glas is een voorgespannen glas dat drukspanning op het oppervlak vormt door chemische of fysieke methoden, waardoor de sterkte en het draagvermogen van het glas worden verbeterd. De winddrukbestendigheid, koude- en hittebestendigheid en slagvastheid worden allemaal verbeterd. Gehard glas kan echter niet worden gesneden na verwerking. Wanneer gehard glas breekt, zijn de fragmenten honingraatvormige stompe hoekdeeltjes, wat de schade aan het menselijk lichaam vermindert.
Verschillende soorten glas hebben hun eigen voordelen en verwerkingsvereisten in verschillende toepassingsscenario's. Het kiezen van de juiste verwerkingsmethode en gereedschappen is de sleutel tot het waarborgen van de verwerkingskwaliteit.
Voordelen van laserglasboren
Glasboren is een belangrijke schakel in de glasproductie en diepe verwerking, en het belang ervan is vanzelfsprekend. Momenteel omvatten traditionele glas snijprocessen voornamelijk gereedschaps-CNC-snijden en waterstraal-CNC-snijden. Voor kleine ondernemingen of ondernemingen met beperkte budgetten zijn deze twee traditionele snijmethoden moeilijk te promoten en te gebruiken vanwege de hoge kosten.
Als contactloze verwerking gebruikt laserglasboren een gerichte laserstraal met hoge energiedichtheid om het glas te smelten of zelfs te verdampen. De laser gebruikt de lichtdoorlatendheid van het glas om zich te richten op de onderste laag van het glas en scant met hoge snelheid door een 2,5D-galvanometer om het glas laag voor laag van onder naar boven te verwijderen en kan verschillende diktes en soorten glas verwerken. Naast de initiële investeringskosten vereist lasersnijden van glas geen daaropvolgende kosten voor verbruiksartikelen en is het geleidelijk een belangrijke keuze geworden voor de glasverwerkende industrie.
Deze keer werd de JPT YDFLP-M8-200-SW-V2 laser, met een 2.5D galvanometer, en een driedimensionaal snijsoftware- en hardwaresysteem gebruikt voor experimenten, waarmee conventionele ronde gaten of speciaal gevormd glas geponst en gesneden kunnen worden. Vergeleken met traditioneel mechanisch boren, heeft dit systeem een hoge verwerkingsefficiëntie, lage onderhoudskosten en een kleine thermische impact.
01 Effect van laserparameters op glasboren
① Effect van pulsbreedte op glasboren
Hieronder volgt een boorexperiment op ultrawit glas. De diameter van de cirkel is 10 mm en de dikte is 3 mm. De afsnijfrequenties die overeenkomen met de 6ns-modus, 9ns-modus en 12ns-modus worden gebruikt om het effect van de pulsbreedte op het snijden van glas te testen.
Door experimenten kunnen we concluderen dat de gemiddelde en maximale waarden van edge collapse bij 9ns het beste zijn, gevolgd door 6ns, die ook een goede edge collapse prestatie heeft. De gemiddelde en maximale waarden van edge collapse bij 12ns zijn iets groter. De reden hiervoor is dat warmteaccumulatie edge collapse bij 12ns veroorzaakt. Geschikte enkele pulsenergie en piekvermogen hebben een belangrijke invloed op het beheersen van edge collapse. Hogere enkele pulsenergie en hoger piekvermogen bij dezelfde pulsbreedte hebben betere verwerkingseffecten.
②De invloed van herhalingsfrequentie op glasboren
Door experimenten kan worden geconcludeerd dat wanneer de herhalingsfrequentie de cutoff-frequentie is, de verwerkingsefficiëntie het hoogst is, de verwerkingstijd wordt verkort om warmteaccumulatie te verminderen en de randafbrokkeling het kleinst is vergeleken met 90% en 110%. Wanneer de frequentie onder de cutoff-frequentie ligt, is het gemiddelde uitgangsvermogen laag, wat resulteert in een lage efficiëntie. Wanneer de frequentie boven de cutoff-frequentie ligt, nemen de enkele pulsenergie en het piekvermogen af, wat resulteert in een lage efficiëntie.
③ De invloed van kracht op glasboren
Het vermogen van de laser beïnvloedt de efficiëntie en verwerkingstijd. Om de significante invloed van laservermogen op efficiëntie verder te onderzoeken, gebruikt het experiment dezelfde parameters om alleen het vermogenspercentage te wijzigen. De parameters worden geselecteerd als 9ns-modus 280k-frequentie en het vermogenspercentage wordt ingesteld op 70%, 80%, 90%. De efficiëntie van het boren van een gat met een diameter van 10 mm in 3 mm dik wit glas wordt getest.
Uit experimenten kan worden geconcludeerd dat naarmate het gemiddelde vermogen toeneemt, het piekvermogen van de laser toeneemt en de tijd die nodig is om gaten van dezelfde dikte en diameter te boren, afneemt.
02 Experiment met speciaal gevormde laserboringen
De laser geeft de laserstraal af en de galvanometermotor realiseert de hogesnelheidsbeweging van de laserstraal door middel van hogesnelheidsbeweging en focust deze vervolgens in het werkbereik via de F-Theta-lens. Deze verwerkingsmethode is handig, controleerbaar en instelbaar en biedt een concurrerende oplossing voor de geautomatiseerde verwerking en geïntegreerde integratie van apparatuur.
03 Experiment met het boren van glas van verschillende diktes
In de glasboorindustrie zijn het verbeteren van de efficiëntie en het verlagen van de kosten gangbare bezigheden. Het oplossen van de pijnpunten en moeilijkheden van de industrie is het onvermoeibare ontwikkelingsdoel van Jept. Grotere enkelvoudige pulsenergie en hoger piekvermogen verbeteren de verwerkingsefficiëntie aanzienlijk.
04 JPT M8-serie lasers
JPT M8-serie lasers gebruiken een master oscillator power amplifier MOPA-structuur. Sinds de lancering in 2021 heeft het meerdere iteraties, upgrades en optimalisaties ondergaan en lasers met verschillende vermogensniveaus ontwikkeld voor verschillende toepassingen. Middelmatige en lage vermogenslasers (zoals 20 watt en 50 watt) zijn geschikt voor oppervlaktebehandeling en etsen van warmtegevoelige materialen. Middelmatige en hoge vermogenslasers (100 watt tot 300 watt) presteren goed in toepassingen met een hoge efficiëntie en hoge vraag, zoals diep snijden, diep graveren en glasmatteren.
Terwijl de onafhankelijk instelbare pulsfrequentiefunctie van de JPT M7-serie behouden blijft, heeft de M8-serie zich gericht op het optimaliseren van het pulspiekvermogen en de straalkwaliteit. Deze serie kan nog steeds een uitstekende straalkwaliteit behouden onder werkomstandigheden met hoog vermogen, met een piekvermogen tot 300 kW. De efficiënte lasers uit de M8-serie hebben een nieuwe en efficiënte verwerkingsmethode op het gebied van industriële automatiseringsverwerking gebracht.
05 Toepassing van complexe materiaaleigenschappen
Gebaseerd op de kenmerken van de M8-serie high peak laser, kunnen sommige effecten die gewone infrarood fiberlasers niet kunnen bereiken, worden bereikt, zoals markeren op kunststoffen. Er zijn veel voorkomende soorten kunststoffen. Meestal worden 1064nm infrarood fiberlasers als ongeschikt beschouwd voor het markeren op kunststofmaterialen. UV-vaste lasers of CO2-lasers worden vaak gebruikt. De lage warmte-eigenschappen van high peak lasers maken deze markering echter mogelijk.
Vergeleken met verschillende problemen die bestaan bij traditionele contactverwerking, heeft de contactloze verwerkingsmethode van high-peak en high-power laser aanzienlijke voordelen. Hoewel de initiële investering groter is, is de daaropvolgende verwerking stabieler en vereist minder doorlopende investering. Bij verwerkingstoepassingen met complexe materiaaleigenschappen en fysieke eigenschappen kan de JPT M8-serie high-peak laser het proces eenvoudig aan en voltooien met hoge kwaliteit dankzij zijn uitstekende straalkwaliteit en instelbare parameterselectie.
