532 нм Мощный зеленый лазер для гравировки стекла и керамики

Стекло и керамические материалы бывают неорганическими и неметаллическими. Они имеют много общих физических свойств, в том числе твердость, жесткость и хрупкость. Ключевое различие между этими двумя типами материалов заключается в том, что стекло является полностью аморфным, а керамика — кристаллическим. Наиболее распространенным типом стекла является натриево-известковое стекло, которое состоит в основном из кварца (песка) с добавлением карбоната натрия (соды) и оксида кальция (извести). Добавки соды и извести облегчают формование стекла при высокой температуре для изготовления посуды, окон и т. д. Существуют также технические стекла, в которые добавляют различные добавки для придания определенных свойств, таких как совместимость с высокими температурами или высокая прочность.

 

Керамика формируется путем создания густой жидкой смеси кристаллических оксидов, нитридов или карбидов. Смесь формуют в желаемую форму, а затем обжигают при высокой температуре, чтобы создать твердую керамическую деталь. Самая ранняя керамика была сформирована путем обжига глины для изготовления сосудов и плиток. Современная керамика, такая как глинозем (оксид алюминия) и карбид вольфрама, тщательно разработана для обеспечения таких свойств, как электрическая изоляция и износостойкость. Наиболее распространенными методами лазерной обработки стекла и керамических материалов являются маркировка и гравировка.

 

 

Типы лазерных процессов

 

Лазеры играют все более важную роль в обработке материалов, от разработки новых продуктов до крупносерийного производства. Во всех лазерных процессах энергия лазерного луча взаимодействует с материалом, тем или иным образом преобразуя его. Каждое преобразование (или лазерный процесс) контролируется путем точного регулирования длины волны, мощности, рабочего цикла и частоты повторения лазерного луча. Эти лазерные процессы включают следующее:

Лазерный отжиг

Лазерная резка

Лазерное сверление

Лазерная гравировка

Лазерное травление

Лазерная обработка

Лазерная маркировка

Лазерная микрообработка

Лазерная перфорация

Лазерная гравировка фотографий

Лазерная фотомаркировка

Лазерная оценка

Лазерное спекание

Лазерная модификация поверхности

Селективная лазерная абляция

Все материалы обладают уникальными характеристиками, которые определяют, как лазерный луч взаимодействует и, следовательно, модифицирует материал. Наиболее распространенными процессами для стекла и керамики являются следующие:

 

 

Лазерная гравировка стекла и керамики

Энергия мощного зеленого лазерного луча локально нагревает стекло и керамические материалы, вызывая образование микротрещин на поверхности материала. Повторные проходы лазерной обработки приводят к тому, что трещины растут до тех пор, пока не оторвутся мелкие стружки. После нескольких проходов лазера на поверхности материала создается глубокая и четкая лазерная гравировка. Обычная глубина лазерной гравировки стекла и керамических материалов составляет от 0,012 до 0,015 дюйма (от 300 до 375 микрон). Для гравировки стеклянных и керамических материалов используется несколько проходов, чтобы избежать чрезмерного нагрева, который может привести к растрескиванию материала. После гравировки поверхность следует очистить жесткой щеткой от отслоившихся кусочков материала.

Лазерная маркировка стекла и керамики

В случае стекла энергия мощного зеленого лазерного луча локально нагревает поверхность, вызывая образование микротрещин. Трещины преломляют свет, создавая яркий матовый вид в области лазерной маркировки. Для некоторых видов керамики можно использовать зеленый лазер высокой мощности или волоконный лазер для создания видимой метки без удаления значительного количества материала. Энергия лазера затемняет керамику, создавая четкую, четко очерченную метку. Лазерная маркировка может использоваться для передачи такой информации, как серийный номер или логотип.

наносекундный зеленый лазер 532 нм для гравировки стекла

Комбинированный процесс

Описанные выше процессы лазерной гравировки и маркировки можно комбинировать без необходимости перемещения или повторной фиксации детали.

 

Общие сведения о лазерной системе для обработки стекла и керамики

 

Размер платформы — она должна быть достаточно большой, чтобы вмещать самые большие куски стекла или керамики, которые будут обрабатываться лазером, или должна быть оснащена возможностями класса 4 для обработки больших кусков.

 

Длина волны — длина волны зеленого лазера высокой мощности 10,6 микрон рекомендуется для лазерной гравировки стекла и керамики и маркировки стекла, а также для маркировки некоторых керамических материалов, таких как диоксид циркония. Длина волны волоконного лазера 1,06 мкм рекомендуется для лазерной маркировки некоторых керамических материалов, таких как силикат алюминия.

 

Мощность лазера. Для лазерной гравировки стекла и керамики и маркировки на стекле, а также для маркировки некоторых керамических материалов, таких как диоксид циркония, рекомендуется мощность зеленого лазера не менее 40 Вт . Для лазерной маркировки некоторых керамических материалов, таких как силикат алюминия, рекомендуется мощность волоконного лазера не менее 40 Вт.

Линза — линза с малым размером пятна (менее 0,005 дюйма или 125 микрон) лучше всего подходит для лазерной гравировки и лазерной маркировки стекла и керамических материалов.

 

Выпуск – Должен иметь достаточный поток для удаления газов и частиц, образующихся из оборудования для лазерной гравировки и маркировки стекла и керамики.

 

Air Assist — подает струю воздуха рядом с фокальной точкой лазера, чтобы помочь удалить стеклянную и керамическую стружку во время лазерной обработки.

 

Вопросы охраны окружающей среды, здоровья и безопасности при лазерной обработке стекла и керамики

 

Взаимодействие лазера с материалом почти всегда приводит к выбросу газов.