玻璃打孔助剂及其制备方法与流程

2021-02-02 18:02:14|

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本发明涉及激光加工领域，具体地说，涉及一种用于表面凹凸不平的硬脆透明材料的玻璃打孔助剂及制备方法。

背景技术：

激光加工是利用光的能量经过透镜聚焦后在焦点上达到很高的能量密度，靠光热效应来加工的。激光加工不需要工具、加工速度快、表面变形小，可加工各种材料。用激光束对材料进行各种加工，如打孔、切割、划片、焊接、热处理等。

由于激光加工对加工产品表面无接触，因此无论从加工成本、对环境的影响、以及加工品质，激光加工都是最优选择。但是激光加工对材料上表面的平整度及透光性有较高要求，如果材料上表面有花纹、凹坑等微结构，激光照射在上表面时发生散射、衍射、或不同方向的折射后，光束在材料内的传播出现弥散现象，无法在下表面聚焦，有效能量密度将严重下降，以致无法实现加工。因此对于如压花玻璃、磨砂玻璃、磨砂石英等表面凹凸不平的硬脆透明材料，激光加工时存在严重问题。

现有技术中，液体辅助加工通常用于散热。例如，中国发明专利申请cn106735871a公开了一种液体辅助激光加工方法，包括如下步骤：激光器发射激光束，所述激光束被引导到扫描系统中；所述激光束被扫描系统改变路径并聚焦后与液体耦合；所述激光束与液体耦合后进入喷嘴，与液体一同从喷嘴射出至待加工工件上。该方案中，仅仅是提到有液体可辅助激光加工，而并未公开何液体可用于辅助激光加工。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种玻璃打孔助剂，辅助激光加工，避免加工过程中的热量集中，改善打孔效果，减少光束被散射、折射、漫反射，增强透光性，提高打孔效率。

本发明公开的玻璃打孔助剂所采用的技术方案是:

一种玻璃打孔助剂，其包括以下体积份量的组分：

蒸馏水60-90份；

异丙醇10-40份。

作为优选方案，还包括丙三醇，所述丙三醇的体积份量为1-5份。

作为优选方案，所述蒸馏水的体积份量为60-80份，所述异丙醇的体积份量为20-40份，所述丙三醇1-3份。

作为优选方案，所述蒸馏水的体积份量为70-80份，所述异丙醇的体积份量为20-30份，所述丙三醇1-2份。

本发明公开的玻璃打孔助剂，利用异丙醇提高其在玻璃表面的附着力，使其在玻璃表面分布均匀，增强透光性，提高打孔效率，改善散热效果，提高打孔质量。

本发明的另一目的在于还提供一种玻璃打孔助剂的制备方法。

本发明公开的玻璃打孔助剂所采用的技术方案是:

一种玻璃打孔助剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

s1常温状态下，取体积份量为10-40份的异丙醇放入到洁净的容器u中；

s2常温状态下，取体积份量为60-90份的蒸馏水倒入有密封盖的容器v中；

s3常温状态下，将容器u中异丙醇的缓慢倒入盛有蒸馏水的容器v中；

s4搅拌；

s5常温状态下，静置，得到玻璃打孔助剂，即可密封备用。

作为优选方案，在步骤s1后，在所述常温状态下，取体积份量为1-5份的丙三醇缓慢倒入盛有异丙醇的容器u中，搅拌1-3分钟，得到混合物a，静置3-10分钟。

作为优选方案，所述搅拌步骤均采用洁净的棍棒均匀搅拌。

作为优选方案，步骤s4中，搅拌时长为2-4分钟。

作为优选方案，步骤s5中，静置3-5分钟。

本发明公开的玻璃打孔助剂有益效果是：本发明具有制备工艺简单。

附图说明

图1为本发明所述的玻璃打孔助剂用于玻璃打孔的激光打孔光线入射示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步阐述和说明:

实施例1

本实施例玻璃打孔助剂，包括如下体积份量的原料：10ml异丙醇、1ml丙三醇以及90ml蒸馏水。

本实施例中玻璃打孔助剂的制备方法，其步骤如下：

(1)常温状态下，取10ml异丙醇放入到洁净的容器u中。

(2)常温状态下，取1ml丙三醇缓慢倒入容器u中，使用洁净的棍棒搅拌1分钟，得到混合物a，静置8分钟。

(3)常温状态下，将90ml蒸馏水倒入有密封盖的容器v中。

(4)常温状态下，将容器u中的异丙醇缓慢倒入盛有蒸馏水的容器v中。

(5)使用洁净的棍棒搅拌均匀，时长2分钟。

(6)常温状态下，静置3分钟，得到玻璃打孔助剂。

实施例2

本实施例玻璃打孔助剂，包括如下体积份量的原料：20ml异丙醇、2ml丙三醇以及80ml蒸馏水。

本实施例中玻璃打孔助剂的制备方法，其步骤如下：

(1)常温状态下，取20ml异丙醇放入到洁净的容器u中。

(2)常温状态下，取2ml丙三醇缓慢倒入容器u中，使用洁净的棍棒搅拌1分钟，得到混合物a，静置3分钟。

(3)常温状态下，将80ml蒸馏水倒入有密封盖的容器v中。

(4)常温状态下，将容器u中的混合物a缓慢倒入盛有蒸馏水的容器v中。

(5)使用洁净的棍棒搅拌均匀，时长3分钟。

(6)常温状态下，静置4分钟，得到玻璃打孔助剂。

实施例3

本实施例玻璃打孔助剂，包括如下体积份量的原料：40ml异丙醇、5ml丙三醇以及60ml蒸馏水。

本实施例中玻璃打孔助剂的制备方法，其步骤如下：

(1)常温状态下，取40ml异丙醇放入到洁净的容器u中。

(2)常温状态下，取5ml丙三醇缓慢倒入容器u中，使用洁净的棍棒搅拌2分钟，得到混合物a，静置6分钟。

(3)常温状态下，将60ml蒸馏水倒入有密封盖的容器v中。

(4)常温状态下，将容器u中的混合物a缓慢倒入盛有蒸馏水的容器v中。

(5)使用洁净的棍棒搅拌均匀，时长4分钟。

(6)常温状态下，静置5分钟，得到玻璃打孔助剂。

实施例4

本实施例玻璃打孔助剂，包括如下体积份量的原料：30ml异丙醇以及70ml蒸馏水。

本实施例中玻璃打孔助剂的制备方法，其步骤如下：

(1)常温状态下，取30ml异丙醇放入到洁净的容器u中。

(2)常温状态下，将70ml蒸馏水倒入有密封盖的容器v中。

(3)常温状态下，将容器u中的异丙醇缓慢倒入盛有蒸馏水的容器v中。

(4)使用洁净的棍棒搅拌均匀，时长4分钟。

(5)常温状态下，静置5分钟，得到玻璃打孔助剂。

分别在4块厚度为2.5mm、表面粗糙的非镜面玻璃上涂抹上述实施例1至4制备的玻璃打孔助剂，采用功率为30w左右、波长为532nm的绿激光作为打孔光源，利用3d振镜、工作平台及计算机控制系统集成的玻璃打孔机在上述4块非镜面玻璃上打孔，孔径为12mm，观察打孔的综合效果及效率。

为与实施例1至实施例4制备的玻璃打孔助剂的打孔效果进行比较，申请人又另外准备4块厚度2.5mm、表面粗糙的非镜面玻璃采用相同的光源及玻璃打孔机进行打孔，分别作为对比例1-4，观察打孔的综合效果及效率。

其中，对比例1，不使用任何助剂，直接让激光在表面粗糙的非镜面玻璃上打孔。

对比例2，与实施例1中的玻璃打孔助剂的配方相比，不含异丙醇和丙三醇，仅有蒸馏水。

对比例3，与实施例1中的玻璃打孔助剂的配方相比，不含异丙醇，其他与实施例1相同，即1ml丙三醇以及90ml蒸馏水混合。

对比例4，与实施例2相比，不含蒸馏水，其他与实施例2相同，即20ml异丙醇与2ml丙三醇混合。

打孔效果及打孔效率如表1。

表1

从以上结果中可以看出，本发明提供的玻璃打孔助剂，在使用以后，非镜面玻璃上打孔可达到8个/s，如图1所示的激光打孔光线入射示意图，当表面粗糙的非镜面玻璃上涂抹玻璃打孔助剂时，由于激光垂直入射，可减少光线反射，增强透光性，提高打孔效率，可带走及快速扩散加工过程中产生的大部分热量，降低加工区域的温度，提高良品率，有效的保证激光打孔效果和效率。加工区域孔位的最高温度范围在65-73摄氏度之间，安全可靠性高。如果异丙醇比例过则可能会被引燃，如果蒸馏水比例过高，则会造成其在玻璃表面分布不均匀，导致其不能覆盖在玻璃表面。

除此之外，本发明提供的玻璃打孔助剂在加工过程中可吸附上表面参数的部分粉尘，防止其飞逸，起到促进环保的作用。本发明公开的玻璃打孔助剂的制备方法具有制备工艺简单的优点。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

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