[发明专利]一种硬脆材料的激光加工方法及激光加工系统

说明书

本发明属于激光加工技术领域，涉及一种硬脆材料的激光加工方法及激光加工系统，该硬脆材料的激光加工方法包括如下步骤：根据预设激光加工参数和预设加工图案规划目标加工路径；根据目标加工路径，采用激光束对硬脆材料的待加工工件进行烧蚀加工以形成加工目标对象；通过加工机床对待加工工件的加工目标对象根据预设加工图案进行精加工。该硬脆材料的激光加工方法及激光加工系统提供的技术方案能够在待加工工件如磨砂蓝宝石产品上快速形成加工目标对象如加工孔，具有加工效率高、加工质量好、加工难度低的特点，且对磨砂蓝宝石产品的伤害较小，进而确保产品加工前后的强度变化不大。

技术领域

本发明涉及激光加工技术领域，尤其涉及一种硬脆材料的激光加工方法及激光加工系统。

背景技术

常见的硬脆性材料有蓝宝石、玻璃、陶瓷等。其中，蓝宝石的莫氏硬度达到9，是仅次于金刚石的材料，具有高硬度、耐划伤等优点，同时具有良好的物理和化学性能，克服了钢化玻璃易自爆和不耐刮的缺点，逐渐成为电子产品保护后盖的热点。磨砂蓝宝石产品后盖由于其独特的磨砂外观和手感受到越来越多消费者的青睐。

电子产品如手表等后盖，往往需要进行开孔，以便传感器等器件的镶嵌加工。传统工艺采用数控机床对超厚磨砂蓝宝石产品后盖进行开孔成型加工，由于蓝宝石硬度大，数控机床加工存在加工效率低和刀具寿命短的问题，且长时间磨削加工容易导致产品强度下降。透明的蓝宝石可使用超快激光和贝塞尔光束进行精密切割加工，其加工厚度小于等于3mm。而磨砂蓝宝石产品的表面粗糙，使光线产生漫反射，影响贝塞尔光束的正常聚焦而无法进行切割。

发明内容

本发明实施例的目的在于解决现有硬脆性材料的加工效率低、加工困难、加工后产品强度下降的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种硬脆材料的激光加工方法，采用了如下所述的技术方案：

该硬脆材料的激光加工方法包括如下步骤：

根据预设激光加工参数和预设加工图案规划目标加工路径；

根据所述目标加工路径，采用激光束对硬脆材料的待加工工件进行烧蚀加工以形成加工目标对象；

通过加工机床对待加工工件的所述加工目标对象根据所述预设加工图案进行精加工。

在一些实施例中，采用的激光器为单模的准连续光纤激光器；所述单模的准连续光纤激光器的峰值功率为750～1200W，脉冲宽度为0.01～50ms。

在一些实施例中，在所述根据预设激光加工参数和预设加工图案规划目标加工路径的步骤之前，所述激光加工方法还包括如下步骤：

对硬脆材料的工件胚料进行双面研磨抛光得到待加工工件；其中，所述待加工工件厚度大于或等于3mm，表面粗糙度为200～800nm；

安装、调整所述待加工工件至目标加工位置。

在一些实施例中，在所述安装、调整待加工工件至目标加工位置的步骤之后，且在所述根据预设激光加工参数和预设加工图案规划目标加工路径的步骤之前，所述激光加工方法还包括如下步骤：

调整激光束焦点位置；其中，控制激光器的激光加工头的准直镜焦距为100～150mm，聚焦镜焦距为50～125mm。

在一些实施例中，所述根据预设激光加工参数和预设加工图案规划目标加工路径的步骤具体包括如下步骤：

通过视觉定位系统对待加工工件进行定位并得到定位信息；

处理所述定位信息，并根据预设激光加工参数和预设加工图案规划目标加工路径。

在一些实施例中，所述加工目标对象为加工孔，在所述通过加工机床对待加工工件的所述加工目标对象根据所述预设加工图案进行精加工的步骤之后，所述激光加工方法还具体包括如下步骤：