玻璃的紫外激光打标工艺.docx

玻璃的紫外激光打标工艺随着时代的快速发展，人们的生活得到了普遍的提高，对物质追求也有着明显的提升，不再是过去仅仅实用就能打发了，“物美价廉、精准美观”已经成为一种潮流。紫外激光器作为当今主流的工业级激光器之一，通过它独有的天然优势，在各种“微加工”中如鱼得水，备受加工厂商的喜爱。那么紫外激光器在玻璃打标可以吗？能达到目前的工艺要求吗？接下来一起来详细了解下。玻璃是非晶无机非金属材料，透明而光滑，它可以用来制作器物、也可以作为修饰、门窗等等工艺制作品。目前，玻璃已成为现代日常生活、生产和科学技术领域的重要材料。同时，玻璃还有个缺点，它属于易碎品，所谓一碰既碎，在加工时给了工艺师傅一道很大的难题。而紫外激光器应市而起，在精细加工、玻璃加工，有着天然的优势。紫外激光器优势紫外激光的波长短（355nm）、脉冲宽度窄、能量聚集集中、分辨率高、光速快、特别是具有“冷加工”的属性，能直接破坏连接物质的化学键，而不产生对外围的加热。因此，成为加工脆弱物质的理想工具，并能对多种材料进行打孔、切割、烧蚀等，也在玻璃领域打标得到了广泛应用。RS232远程计算机控制目前紫外激光器的使用，都是通过RS232远程计算机控制的，当电脑安装驱动软件时，可以直接在计算机操作，设计各种各样自己需要的图案，或者图片直接加载，满足不同用户的需求。然后调整好对焦和对应尺寸，就可生成打标了，中间不需要损耗任何原料，而且打出来的图案清晰、条纹整齐美观，这点是传统工艺无法达到的。紫外激光器通过蚀刻工艺，在玻璃打标的时候，能较好地被材料吸收，且对玻璃原件破坏性小，利用高能量密度的激光对玻璃进行局部照射，使表层材料气化的光化学反应，从而留下永久的标记的一种打标方式。激光打标打出的图文，大小可以从毫米到微米量级，这对产品的防伪具有特殊的意义。刚打完标后，可以直接触摸下打标的位置，你会发现热度很低，几乎可以不计，而且表面十分光滑平整，不会发生划伤手类似的事情。玻璃器皿外观也没有任何的变化，不用担心因为紫外激光器能量强，而导致图文变形和字体发黑，造成工艺残次品，资源浪费等现象。打标的难度当一束光射入玻璃时，会在表面反射一部分光，其余大部分则会直接透过去。紫外激光也是如此，当紫外激光在玻璃表面蚀刻时，需要极高的能量密度，但能量密度过高会出现裂纹甚至崩边现象，能量密度过低又会导致打出的点沉下去或者无法直接在表面蚀刻，故而加工难度较大。影响因素（1）平板玻璃紫外激光在平板玻璃上打标，和激光器的峰值功率、最终聚焦光斑尺寸、及振镜速度都有直接关系。我们发现有时候高功率激光器的光没有在玻璃表面蚀刻，也会直接透过去。这是因为激光器峰值功率不够，或者是能量密度不够集中。峰值功率受激光器晶体，脉宽与频率影响着，脉宽越窄，频率越低，激光器的峰值功率则越高。能量密度受光斑大小、激光束的光束质量M2（衡量激光束的标准，指激光束接近高斯光束的值，高斯光束M2=l）所影响着。光斑大小可以通过使用高倍数的扩束镜来改变，M2只能由激光器本身的光束质量来决定，M2越小，扩束镜倍率越大则能量密度越是集中。有些虽能在玻璃表面蚀刻，但还是产生了漏点的现象，并且有些脉冲形成的点会下沉到玻璃里面形成内雕，这种情况可以采用高峰值功率的激光器与大倍率扩束来改善加工效果。另外，激光束接触玻璃表面的时间同样影响着玻璃表面的蚀刻效果，接触时间太长可能会导致玻璃表面打的太深，太短则会导致漏点。我们只需将振镜的扫描速度更改到合适的值即可得到较好的加工效果。但需要注意的是扫描速度还受到激光器本身的频率所影响，若频率过低也导致漏点现象。（2）曲面玻璃因为曲力影响，最终聚焦光斑的焦深与振镜的扫描方式对加工效果的影响格外重要，即受激光器峰值功率、最终聚焦光斑、振镜扫描速度、振镜扫描方式、光斑焦深和场镜范围等所影响。在能量密度达标时，我们会发现在玻璃表面越往边缘的效果越差，甚至无法在表面起加工作用，其原因就是因为焦深太浅所导致。焦深受激光束M2因子，扩束镜光斑大小，及场镜范围所影响。扩束镜的倍数与场镜的范围都影响着焦距，焦距越短，则能量密度越集中，焦深就越浅。可以得出结论，对于此类曲面幅度较大，硬度较高的玻璃材料要选用光束质量较好，脉宽较窄的激光器，选用合适的扩束镜或采用3D可变焦振镜来加工此类产品较为合适。这几年激光技术不断的完善，紫外激光器已经成为续光纤激光器主流激光之一，功率也在不断地提高，从3W、5W,10W.15W,再到30W转变，功率越来高，加工领域越多样化。持续关注紫外激光器行业的朋友就会发现，紫外激光器应用不断的扩大与普及，在各种各样精密加工中，精美而不失典雅，能够满足企业快速批量化生产需求。