Trenutna pozadina obrade bušenja stakla
Staklo ima dobru prozirnost i kemijsku stabilnost te se široko koristi u životu. U područjima specijalnog stakla kao što su medicinsko, kemijsko, fotonaponsko itd., s razvojem znanosti i tehnologije, potražnja također raste iz godine u godinu. Slijede neke uobičajene klasifikacije stakla i karakteristike njihove obrade:
1. Soda-lime staklo, ultrabijelo staklo i K9 staklo
● Soda-lime staklo (obično staklo)
● Ultra-bijelo staklo (staklo s malo željeza)
● K9 staklo
Ova vrsta stakla ima dobru žilavost i tvrdoću i prikladna je za bušenje rupa debljine 0-20 mm.
2. Visoko borosilikatno staklo i kvarcno staklo
● Visoko borosilikatno staklo: izvrsna učinkovitost prijenosa svjetlosti i iznimno nizak koeficijent toplinske ekspanzije.
● Kvarcno staklo: obično se koristi u optičkim lećama, izuzetno visoke tvrdoće.
Pri obradi ove vrste stakla najčešće se koristi metoda toplinske ekspanzije i kontrakcije ili metoda laserskog cijepanja. Uz kontinuirani razvoj laserske tehnologije, lasersko bušenje stakla postupno 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 stvara tlačno naprezanje na površini kemijskim ili fizikalnim metodama, čime se poboljšava čvrstoća i nosivost stakla. Njegova otpornost na pritisak vjetra, otpornost na hladnoću i toplinu te otpornost na udarce su poboljšani. Međutim, kaljeno staklo se ne može rezati nakon obrade. Kada se kaljeno staklo razbije, krhotine su čestice tupog kuta u obliku saća, što smanjuje štetu ljudskom tijelu.
Različite vrste stakla imaju svoje prednosti i zahtjeve za obradu u različitim scenarijima primjene. Odabir prave metode obrade i alata ključ je osiguravanja kvalitete obrade.
Prednosti laserskog bušenja stakla
Bušenje stakla je ključna karika u proizvodnji i dubinskoj obradi stakla, a njegova važnost je sama po sebi razumljiva. Trenutačno tradicionalni postupci rezanja stakla uglavnom uključuju CNC rezanje alatom i CNC rezanje vodenim mlazom. Za mala poduzeća ili poduzeća s ograničenim proračunom, ove dvije tradicionalne metode rezanja teško je promovirati i koristiti zbog visokih troškova.
Kao beskontaktna obrada, lasersko bušenje stakla koristi fokusiranu lasersku zraku visoke gustoće energije za topljenje ili čak isparavanje stakla. Laser koristi propusnost svjetla stakla kako bi se fokusirao 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 i postupno je postalo važan izbor za industriju prerade stakla.
Ovaj put, za eksperimente je korišten laser JPT YDFLP-M8-200-SW-V2, s 2.5D galvanometrom i softverski i hardverski sustav za trodimenzionalno rezanje, koji može postići konvencionalne okrugle rupe ili staklo posebnog oblika probijanje i rezanje. U usporedbi s tradicionalnim mehaničkim bušenjem, ovaj sustav ima visoku učinkovitost obrade, niske troškove održavanja i mali toplinski utjecaj.
01 Utjecaj laserskih parametara na bušenje stakla
① Učinak širine pulsa na bušenje stakla
Slijedi eksperiment bušenja na ultrabijelom staklu. Promjer kruga je 10 mm, a debljina 3 mm. Granične frekvencije koje odgovaraju načinu rada 6ns, načinu rada 9ns i načinu rada 12ns koriste se za testiranje učinka širine pulsa na rezanje stakla.
Eksperimentima možemo zaključiti da su prosječne i maksimalne vrijednosti rubnog kolapsa na 9ns najbolje, a zatim 6ns, koji također ima dobre performanse rubnog kolapsa. Prosječna i maksimalna vrijednost rubnog kolapsa na 12ns su nešto veće. Razlog tome je što akumulacija topline uzrokuje kolaps ruba na 12 ns. 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 učinke obrade.
②Utjecaj učestalosti ponavljanja na bušenje stakla
Eksperimentima se može zaključiti da kada je frekvencija ponavljanja granična frekvencija, učinkovitost obrade je najveća, vrijeme obrade je smanjeno kako bi se smanjila akumulacija topline, a otkrhnuće ruba je najmanje u usporedbi s 90% i 110%. Kada je frekvencija ispod granične frekvencije, prosječna izlazna snaga je niska, što rezultira niskom učinkovitošću. Kada je frekvencija iznad granične frekvencije, energija jednog impulsa i vršna snaga se smanjuju, što rezultira niskom učinkovitošću.
③ Utjecaj snage na bušenje stakla
Snaga lasera utječe na učinkovitost i vrijeme obrade. Kako bi se dodatno istražio značajan utjecaj snage lasera na učinkovitost, eksperiment koristi iste parametre za promjenu samo postotka snage. Parametri su odabrani kao način rada 9ns 280k frekvencija, a postotak snage je postavljen na 70%, 80%, 90%. Ispituje se učinkovitost bušenja rupe promjera 10 mm u bijelom staklu debljine 3 mm.
Eksperimentima se može zaključiti da s povećanjem prosječne snage raste vršna snaga lasera, a smanjuje se vrijeme potrebno za bušenje rupa iste debljine i istog promjera.
02 Eksperiment laserskog bušenja posebnog oblika
Laser emitira lasersku zraku, a motor galvanometra ostvaruje kretanje laserske zrake velikom brzinom kroz kretanje velikom brzinom, a zatim ga fokusira u radni raspon kroz F-Theta leću. Ova metoda obrade je praktična, kontrolirana i prilagodljiva, te pruža konkurentno rješenje za automatiziranu obradu i integriranu integraciju opreme.
03 Pokus bušenja stakla različitih debljina
U industriji bušenja stakla, poboljšanje učinkovitosti i smanjenje troškova uobičajene su potrage. Rješavanje bolnih točaka i poteškoća u industriji stalni je razvojni cilj tvrtke Jept. Veća energija jednog impulsa i veća vršna snaga značajno poboljšavaju učinkovitost obrade.
04 Laseri serije JPT M8
Laseri serije JPT M8 koriste MOPA strukturu pojačala snage glavnog oscilatora. Od lansiranja 2021. godine prošao je kroz više iteracija, nadogradnji i optimizacija te je razvio lasere različitih razina snage za različite primjene. Laseri srednje i niske snage (kao što su 20 W i 50 W) prikladni su za površinsku obradu i jetkanje materijala osjetljivih na toplinu. Laseri srednje i velike snage (100 watta do 300 watta) dobro rade u visokoučinkovitim i zahtjevnim aplikacijama kao što su duboko rezanje, duboko graviranje i glazura stakla.
Zadržavajući neovisno podesivu funkciju pulsne frekvencije serije JPT M7, serija M8 usredotočila se na optimizaciju vršne snage pulsa i kvalitete snopa. Ova serija još uvijek može zadržati izvrsnu kvalitetu snopa u radnim uvjetima velike snage, s vršnom snagom do 300 KW. Učinkoviti laseri serije M8 donijeli su novu i učinkovitu metodu obrade u polje industrijske automatizacije.
05 Primjena svojstava složenih materijala
Na temelju karakteristika serije M8 high peak lasera mogu se postići neki učinci koje obični infracrveni vlaknasti laseri ne mogu postići, kao što je označavanje na plastici. Postoje mnoge uobičajene vrste plastike. Obično se infracrveni vlaknasti laseri od 1064 nm smatraju neprikladnima za označavanje na plastičnim materijalima. Obično se koriste UV čvrsti laseri ili CO2 laseri. Međutim, niske toplinske karakteristike lasera s visokim vršnim vrijednostima omogućuju ovo označavanje.
U usporedbi s raznim problemima koji postoje u tradicionalnoj kontaktnoj obradi, beskontaktna metoda obrade lasera visoke vršne snage i velike snage ima značajne prednosti. Iako je početno ulaganje veće, naknadna obrada je stabilnija i zahtijeva manje tekućih ulaganja. U primjenama obrade sa složenim svojstvima materijala i fizičkim svojstvima, JPT M8 serija high-peak lasera može jednostavno obraditi i dovršiti proces uz visoku kvalitetu zahvaljujući izvrsnoj kvaliteti snopa i podesivom odabiru parametara.
