Engraving and Cutting Glass by Industrial Picosecond Lasers

Glass is a material commonly used in micromachining and precision machining, and is widely used in consumer electronics, automobiles, optical lenses, home appliances and other fields. Nowadays, as the market has higher and higher requirements for the precision of glass materials, it is necessary to achieve higher precision processing effects. The remarkable feature of glass is its hardness and brittleness. Whether it is a diamond knife, an alloy knife or a water knife, this kind of traditional processing technology has some disadvantages, which cannot meet the special-shaped processing of glass products and the control requirements for edge quality and fine cracks.

Mit der kontinuierlichen Entwicklung der Pikosekundenlasertechnologie ist der Einsatz von Infrarot-Pikosekundenlasern für die Präzisionsbearbeitung von Glas zu einer zuverlässigen Wahl geworden. Zu diesem Zweck hat Nafei Optoelectronics einen industrietauglichen Pikosekundenlaser entwickelt, der für die Präzisionsbearbeitung von Glasprodukten geeignet ist.

Prinzip der Pikosekunden-Laserbearbeitung von Glas

Wenn der Laser durch den Fokussierkopf fokussiert wird, wird ein mikrometergroßer Strahl mit enormer Einzelimpulsenergie und hoher Spitzenleistung und hoher Leistungsdichte erhalten. Wenn der Strahl auf das Glasmaterial einwirkt, ist die Lichtintensität in der Mitte des Strahls geringer als am Rand und der Brechungsindex in der Mitte des Materials größer als am Rand. , ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Mitte des Strahls langsamer als die der Kante, und der Strahl hat einen nichtlinearen optischen Kerr-Effekt, um eine Selbstfokussierung zu erzeugen, und die Leistungsdichte nimmt weiter zu. Beim Erreichen einer bestimmten Energieschwelle lösen sich die Elektronen von den Fesseln der Atome und bilden ein Plasma.

Aufgrund der extrem kurzen Wechselwirkungszeit zwischen Laser und Material (Pulsbreite <10 ps) wurde das Plasma von der Glasoberfläche abgetragen, bevor es Energie an die umgebenden Materialien übertragen kann, und es gibt nahezu keine Wärmeeinflusszone und keine offensichtlichen kleinen Risse oder Oberflächenrückstände, wodurch sichergestellt wird, dass die umgebenden Materialien in dem betroffenen Raum während der Verarbeitung nicht beeinträchtigt werden. Dieser Prozess wird oft als „Kaltverarbeitung“ bezeichnet, was die Verarbeitungsqualität erheblich verbessert.

Es ist ersichtlich, dass die berührungslose Laserbearbeitung nicht nur die Kosten für die Formentwicklung einspart, sondern auch die Probleme von Kantenabsplitterungen und Rissen vermeidet, die durch herkömmliche Schneidverfahren verursacht werden. Die Verarbeitung kann die Effizienz von Produktionsvorgängen und die Ausbeute an fertigen Produkten effektiv verbessern und die Benutzer dazu anregen, Kosten zu senken und die Effizienz zu steigern.

Zusätzlich zu den oben genannten Vorteilen können Pikosekundenlaser in Industriequalität mit unterschiedlichen Wiederholungsraten entsprechend den unterschiedlichen Anwendungsanforderungen konfiguriert werden. Die Wiederholrate ist von 100 KHz bis 2 MHz einstellbar und verfügt über einen Burst-Modus. Mit einer Ausgangsleistung von bis zu 30 W, einer Strahlqualität von M2 < 1,3 und einer Leistungsstabilität (RMS) von < 1 % ist es eine Wunderwaffe, die der präzisen Verarbeitung und Produktion von Glasprodukten in großen Mengen entspricht.