[发明专利]超短脉冲激光异形切割钢化玻璃的装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种超短脉冲激光异形切割钢化玻璃的装置及其方法。

背景技术

由于IT产业(小型cell)及电视(大型cell)等不同用途的电子产品持续增长需求，对于玻璃基板有了异形切割要求，切割玻璃厚度0.6mm以下切割要求和切割后玻璃强度保持高水平切割要求。

传统的玻璃异形切割方法是使用钻石或硬金属轮插补法，加工过程中并有切割辅助液体的加入，这种机械插补切割方法切割效率低，良品率低，而且切割中人为的添加切割辅助剂，导致液态辅助剂的黏附样品，对具有电路结构ITO导电玻璃电路存在短路影响；另外，切割切面比较粗糙，存在微细的裂纹，存在着局部应力，由于是直接与样品接触加工，切割中会产生微小颗粒会溅射到导电玻璃的基地上导致电路机构破坏，切割后还必须进行清洗、抛光等后处理，复杂的图形切割还需要多次重新更换刀头和夹具，加工工序较多，机械插补切割法对玻璃内在的破坏成为导致显示器和触摸屏失效的重要因素，这些切割不良品都是对已经接近成品的电子玻璃一种重要浪费。

玻璃的激光切割可以避免这些问题的出现，而且激光具有非接触、无污染环境、易控制等特性，使其成为当代玻璃切割的重要应用热点，并且逐渐会在工业中得到广泛的应用。首先，玻璃是一种熔融的无机产品，有独特的机械和热导性，这些性能与温度密切相关，常温下，玻璃具有非延展性，是一种理想的脆性材料。如果对玻璃进行加热，随着温度的升高，玻璃的强度就会下降，延展性就会增加，当温度升高到软化温度时，玻璃表现出塑性。因此，在玻璃的激光切割中，控制温度是一个对切割质量具有重要影响的工艺参数。玻璃对于紫外激光和远红外激光具有较强的吸收，一般在90％以上，因此一般玻璃适合用紫外激光和CO₂激光进行加工。但是这两种激光对较厚玻璃深加工时，会有一定锥度的存在，并且随着玻璃厚度增加和所加工异形图形的复杂程度增加，锥度愈发明显，影响产品的实际使用。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种超短脉冲激光异形切割钢化玻璃的装置及其方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

超短脉冲激光异形切割钢化玻璃的装置，特点是：超短脉冲激光器的输出端布置有光闸，光闸的输出端设置有扩束镜，扩束镜的输出端布置有45度全反射镜，45度全反射镜的输出端布置有三维动态聚焦系统，三维动态聚焦系统的输出端布置有远心场镜，所述远心场镜正对于平台，所述平台的上方还安装有吹气装置；所述平台包含耐高温陶瓷基板和电阻丝加热装置，吸气集尘装置和电阻丝加热装置布置于耐高温陶瓷基板上。

进一步地，上述的超短脉冲激光异形切割钢化玻璃的装置，其中，所述超短脉冲激光器是波长为532nm绿光波段的激光器。

本发明装置实现超短脉冲激光异形切割钢化玻璃的方法，包括如下步骤：

a)采用加热装置对玻璃进行加热；

b)由三维动态聚焦系统将超短脉冲激光聚焦在玻璃内，伴随着激光异形扫描玻璃，整个加工过程呈现螺旋状加工；

c)平台底部的吸气集尘装置，将扫描后的玻璃熔渣收集；

d)平台上的吹气装置将玻璃上表面加工的熔渣和粉尘颗粒吹走。

本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：

本发明通过选择玻璃不吸收的超短脉冲可见光波段作为激光源，将超短脉冲激光聚焦在玻璃内部区域，在三维动态聚焦振镜光路系统下，对玻璃预加热后，辅助于下吸气集尘装置和上吹气装置，对强化玻璃异形图形加工，实现切割面光滑和切割效率较高的超短脉冲激光切割强化玻璃的加工方式。

附图说明

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

图1：平台的结构示意图；

图2：本发明装置的结构示意图。

图中各附图标记的含义见下表：

具体实施方式

本发明利用三维动态聚焦振镜聚焦光路系统，对10mm以内玻璃进行异型切割，实现切割面较为光滑、切割后玻璃强度保持较高的激光切割玻璃方式。