[實用新型]一種非平滑表面玻璃的激光加工裝置

有效

• 申請號: 201821476367.0
• 申請日: 2018-09-10
• 公開（公告）號: CN213998197U
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 蔣仕彬
• 申請（專利權）人: 杭州銀湖激光科技有限公司
• 主分類號: B23K26/00
• 分類號: B23K26/00;B23K26/402;B23K26/70
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 陶海鋒

本實用新型公開了一種非平滑表面玻璃的激光加工裝置，由綠光脈沖串激光器、聚焦透鏡和焦點調整機構組成，其特征在于：所述綠光脈沖串激光器主要由輸出波長在1020納米～1090納米之間的脈沖串種子激光器、多級或單級光纖放大器、準直器和倍頻器件構成，脈沖串種子激光器的輸出光經光纖放大器放大后，由準直器準直后經倍頻器件倍頻輸出綠光脈沖串；所述綠光經聚焦透鏡聚焦在非平滑表面玻璃材料的待加工位置；在待加工材料的上方設有液體添加設備。本實用新型能準確實現非平滑表面玻璃材料的材料去除，提高了加工速度。

技術領域

本實用新型涉及一種非平滑表面玻璃的加工裝置，具體涉及一種用于非平滑表面玻璃的激光加工裝置。

背景技術

玻璃材料已經成為了人們日常生活中不可缺少的一部分，隨著經濟的發展，對玻璃制品的需求量與日俱增。在玻璃的生產工業中，玻璃加工是一個十分重要環節。

一般來說，玻璃加工（冷加工）主要包括拋光、切割、鉆孔、雕刻、磨邊等。為了工業化實現上述玻璃和藍寶石加工的目的，現有技術中采用的加工方法主要有機械加工方法、化學加工方法（主要用于拋光和刻蝕）、高壓水射流加工方法（主要用于切割和鉆孔）和激光加工方法。在這當中，激光加工方法在加工速度和自動化程度方面都要遠遠優于其它的方法。

傳統的激光玻璃加工運用的是波長在10.6μm附近的CO₂激光器，其輸出功率一般需要達到100W以上。CO₂激光器加工玻璃和藍寶石是通過激光入射使玻璃受熱后發生斷裂而實現的。以平板玻璃的切割為例，將CO₂激光器發出的激光束聚焦到平板玻璃上，高功率的激光使得玻璃在激光的焦點位置受熱發生斷裂，裂縫向玻璃的上下表面延伸從而完成切割。在受熱切割的過程中，通常需要使用淬火嘴將冷水或冷氣噴射到切割道上，使玻璃裂開。這種方法切割精度較低，同時難以加工復雜圖形。

中國發明專利CN105149773A公開了一種透明玻璃的加工方法，采用波長在532nm附近（綠光）的脈沖輸出光纖激光器進行透明玻璃的加工，與傳統的CO₂激光器不同，輸出的綠光經掃描振鏡后由聚焦透鏡聚焦到透明玻璃的待加工位置，使玻璃發生微米量級的爆破，通過掃描振鏡移動焦點的位置，使爆破點在所需加工的區域疊加從而實現加工。這種方法使加工速度有明顯的增加。

為了避免加工過程中產生的粉塵對激光的影響，提高能量耦合效率，需要先將激光束聚焦在下表面，由下向上加工。然而，這對材料上表面的平整度及透光性有較高要求，如果材料上表面有花紋、凹坑等微結構，激光照射在上表面時發生散射、衍射、或不同方向的折射后，光束在材料內的傳播出現彌散現象，無法在下表面聚焦，有效能量密度將嚴重下降，以致無法實現加工。因此對于如壓花玻璃、磨砂玻璃、磨砂石英等表面凹凸不平的硬脆透明材料，將不能通過上述由下向上方式進行激光加工。

中國發明專利申請CN108381043A公開了一種非平滑表面透明硬脆材料的激光加工方法，包括以下步驟：(1)在待加工材料的上表面施加一層透明液體，所述透明液體的折射率與待加工材料的折射率的差值不大于0 .45；(2)將一透明平板覆蓋在透明液體層上；(3)排除透明平板與待加工材料之間的氣泡，形成的待加工組件自下而上依次為待加工材料層、透明液體層、透明平板；(4) 將待加工組件放置在激光加工工作臺上進行加工，激光束透過透明平板和透明液體層，聚焦至待加工材料層的下表面，按設定軌跡進行加工并逐步升高聚焦點，由下至上實現對待加工材料的打孔或切割。這種方法能夠實現對例如壓花玻璃的加工，但是加工速度還是不夠快。

因此，需要設計一種新的非平滑表面玻璃加工裝置，在保證加工精度的前提下，提高加工速度。

發明內容

本實用新型的發明目的是提供一種非平滑表面玻璃的激光加工裝置，以克服現有技術中加工速度受限的問題，提高激光非平滑表面玻璃加工的精度和速度。