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CO2激光切割彩色玻璃工艺研究

在用CO2激光切割玻璃时, 玻璃衬底的最佳厚度为0.0012-0.0236英寸。如果不采用特殊方法, 或者说,在某些情形下,不采用特有的方法,是很难用激光将更厚的苏打石灰(浮法)玻璃一次切开的。

除了常规玻璃之外,照片中所显示的彩色玻璃样品,都是用的密封CO2激光器切割而成的。与标准的浮法玻璃一样, 彩色玻璃的直线切割很容易,可以通过刻痕和折断的方法实现。困难是切割不规则形状。 传统的方法是:沿不规则形状的边缘,一点一点地钻孔,连成曲线形状,然后再用金刚石砂轮磨, 或者用钻石刀片锯,但这些方法都是费时费力的。

用来切割这些不透明和半透明彩色玻璃的装置包含一台激光器,光束经由一个XY光学系统,通过一个2.5英寸的正新月形透镜聚焦,聚成的光斑大小为0.004英寸,焦距深度为0.07英寸。

在彩色玻璃上添加金属氧化物或金属盐,不仅可在彩色玻璃中产生绚丽的色彩,而且,还会改变玻璃结构,从而使激光能量及其产生的局部热,不会使玻璃衬底在无意间产生碎裂。据称:切割边缘的图样与金属切割边缘类似,用激光切割金属时,常用高压辅助气体将蒸发和熔化的材料从切割区域吹走。

拼图玩具的切割,材料宽为2.25英寸,高为2.06英寸。切割功率为400瓦特,切割速度为每分钟50英寸(IPM)。以50IPM的切割速度计算,切割该拼图玩具的时间需7.5 秒。在切割期间,采用60 PSI的空气作为辅助气体。在所有切割面底下的污染浮渣是易碎的,很容易离开干净的激光切割边缘。


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