[发明专利]一种脆性片材孔形结构的激光加工方法

说明书

本发明公开了一种脆性片材孔形结构的激光加工方法，涉及脆性片材加工技术领域。本发明包括以下加工步骤：S1.在控制系统中预设脆性片材的标准孔和落料孔的形状，落料孔尺寸小于标准孔尺寸，落料孔位于标准孔之内，落料孔边缘线与标准孔边缘线之间的区域为裂片区；S2.利用第一激光在脆性片材内雕刻出落料孔，落料孔内的脆性材料落料；S3.利用第二激光在脆性片材内切割出标准孔的轨迹线，并在裂片区切割出裂片引线；S4.裂片区沿标准孔轨迹线及裂片引线进行裂片，形成脆性片材的标准孔。本发明能对圆孔、方孔及异形特征孔等孔形结构均能加工，孔形结构尺寸范围和形状特征范围不受限制，并且切割后的脆性片材边缘的崩边较小、边缘光滑性优。

技术领域

本发明涉及脆性片材加工技术领域，特别涉及一种脆性片材孔形结构的激光加工方法。

背景技术

目前，激光对玻璃等脆性片材的圆孔、方孔及异形特征孔等的加工，都用振镜及场镜的激光扫描方式实现，加工后其缺陷为脆性片材产品边缘的崩边巨大在80μm以上，且切孔大小受激光场镜幅面影响，切割孔形结构尺寸范围和形状特征范围不会很大。

中国专利申请201811062207.6公开了一种硬脆材料的低温加工方法，低温加工方法采用激光切割和低温冷却配合的方法，先在待加工件上进行激光切割形成切割道，再对待加工件进行局部的低温冷却，使待加工件在切割道处裂开，最后对待加工件的局部加压使裂片部从待加工件上掉落。这种加工方法主要适合于硬脆材料的内槽加工，其低温冷却裂片方式，对于圆孔、方孔及异形特征孔等孔形结构的裂片较为困难，切割孔形结构尺寸范围和形状特征范围不会很大，并且切割后的脆性片材边缘的崩边仍然较大、边缘光滑性较差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是根据上述现有技术的不足，提供一种脆性片材孔形结构的激光加工方法，该激光加工方法先选用第一激光在脆性片材内雕刻出落料孔，使落料孔内的脆性材料落料，然后利用第二激光在脆性片材内切割出标准孔的轨迹线，并在裂片区切割出裂片引线，最后裂片区沿标准孔轨迹线及裂片引线进行裂片，形成脆性片材的标准孔；这种激光加工方式可以对于圆孔、方孔及异形特征孔等孔形结构均能加工，孔形结构尺寸范围和形状特征范围不受限制，并且切割后的脆性片材边缘的崩边较小、边缘光滑性优。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种脆性片材孔形结构的激光加工方法，包括以下加工步骤：

S1.在控制系统中预设脆性片材的标准孔和落料孔的形状，落料孔尺寸小于标准孔尺寸，落料孔位于标准孔之内，落料孔边缘线与标准孔边缘线之间的区域为裂片区；

S2.利用第一激光在脆性片材内雕刻出落料孔，落料孔内的脆性材料落料；

S3.利用第二激光在脆性片材内切割出标准孔的轨迹线，并在裂片区切割出裂片引线；

S4.裂片区沿标准孔轨迹线及裂片引线进行裂片，形成脆性片材的标准孔。

优选地，所述标准孔的形状为圆孔、方孔或异型孔，所述落料孔的形状与标准孔的形状相对应。

优选地，步骤S2中，所述第一激光为1064nm红外激光或532nm绿光激光。

优选地，步骤S3中，所述第二激光为红外超快激光，所述红外超快激光为红外皮秒激光或红外飞秒激光。

优选地，步骤S4中，所述裂片过程采用第三激光对裂片区进行激光扫描，使裂片区受热，在热力作用下，裂片区沿标准孔轨迹线及裂片引线裂片。所述第三激光为CO₂激光。

优选地，步骤S4中，所述裂片过程采用机械方式对裂片区施加压力，使裂片区沿标准孔轨迹线及裂片引线裂片。

优选地，在激光切割和裂片之前，固定住脆性片材的标准孔边缘线之外的区域。