一种压花玻璃孔加工方法与流程

[0001]
本发明涉及一种压花玻璃孔加工方法，应用于压花玻璃激光打通孔，属于激光、机械加工技术领域。


背景技术：

[0002]
压花玻璃的压延生产工艺生产出来的玻璃一面为压花面，另一面为非平滑面。为了在压花玻璃上打通孔，现行方案都不是很理想：
[0003]
机械钻孔，采用上下双钻头加工方式，加工时需将玻璃放入上下两钻头之间，采用上压料机构将玻璃压紧，后再进行上下部钻孔，钻孔过程中需喷水，将钻孔过程中产生的粉屑带走。机械钻孔方式存在很多缺点，例如钻头的磨损导致了成品率下降，并只能加工圆状孔，其他异形孔不可能加工，且存在换线调试时间过长，日常维护不方便等缺点。
[0004]
激光钻孔，虽然在浮法玻璃上有成功应用案例，其生产良品率高、换线调整及日常维护都很方便，有取代传统的机械钻孔加工方式的趋势。但因压花玻璃的表面特征，压花面密布较大的凹凸花纹，非平滑面则由很多微小橘纹、凹坑等组成，光照射在表面时发生散射、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，激光无法直接透过非平滑面有效聚焦于玻璃下表面对玻璃自下而上进行打孔切割，只能聚焦于上表面进行从上往下的切割加工，这种方式效率太低，不适合企业量产生产需求。


技术实现要素：

[0005]
针对上述问题，本发明提供了一种压花玻璃孔加工方法，该方法采用先在压花玻璃待加工部位非平滑上表面施加一层透明液体，透明液体与待加工玻璃材料的折射率接近，透明液体填平玻璃非平滑上表面的凹凸槽，并受液体张力作用透明液体上表面自然形成一平滑表面，使激光穿过玻璃表面后仍然能够有效聚焦，对玻璃进行自下而上的打孔切割，而且还同时对激光加工工艺过程进一步优化，避免了施加透明液体可能产生的不利影响。
[0006]
本发明通过下述技术方案得以解决：一种压花玻璃孔加工方法，包括以下步骤：
[0007]
(1)在压花玻璃待加工部位非平滑上表面施加一层透明液体，透明液体与待加工压花玻璃的折射率接近，静置短暂时间，待透明液体上表面自然形成平滑面；
[0008]
(2)通过激光对压花玻璃待加工部位进行通孔切割：选定压花玻璃的待加工部位，激光光束透过透明液体与压花玻璃，聚焦在待加工玻璃的下表面，按设定轨迹自下而上进行去除材料蚀刻加工，直至激光焦点接近压花玻璃上表面；
[0009]
(3)激光切割暂停，除水装置工作，将加工部位上面施加的透明液体去除，所述透明液体在激光焦点作用时会发生飞溅，飞溅物粘附在激光切割镜头上，很影响激光透过及聚焦效果；
[0010]
(4)激光切割恢复，激光焦点高度继续升高直至贯通产品，得到所需直径大小的通孔。
[0011]
上述技术方案步骤(1)中，压花玻璃压花面朝下放置，非平滑表面朝上。
[0012]
进一步地，步骤(1)中，透明液体为普通纯净水、蒸滤水、纯净水与添加剂的混合物以及蒸滤水与添加剂的混合物中的一种，透明液体的折射率与待加工压花玻璃材料的折射率接近，折射率差值不大于0.5；添加剂可以是异丙醇、丙三醛、酒精、硅油、有机溶剂或葡萄糖水中的一种或两种以上任意组合的混合物。
[0013]
进一步地，步骤(1)中，透明液体的施加采用低压喷流方式，液体喷到压花玻璃表面后自动摊开，形成局部覆盖区域，覆盖区域透明液体的厚度均匀，高度适当，0.2mm～4mm之间。
[0014]
进一步地，步骤(1)中，透明液体的施加可以通过点胶泵或蠕动泵或水泵配合控制阀体等类似方式来进行，透明液体的流速采用流量控制阀来调节。
[0015]
进一步地，步骤(1)中，透明液体喷到压花玻璃表面上不能有气泡形成，气泡会对光产生折射，不利于激光的聚焦，静置短暂时间，一方面是消除气泡，另一方面是等待透明液体厚度趋于稳定，激光加工过程中透明液体的厚度变化直接影响激光聚焦焦点高低变化。
[0016]
进一步地，步骤(2)中，激光透过透明液体层及待加工压花玻璃材料层形成聚焦对压花玻璃材料进行蚀刻去除加工，随着材料的去除逐步提高聚焦点，直到达到设定高度，方暂停激光出光。
[0017]
进一步地，步骤(2)中，通孔形状可以为圆孔、方孔、腰形孔或任意曲线形状的通孔。
[0018]
进一步地，步骤(2)中，激光切割过程中，激光可以采用同心圆蚀刻、螺旋线蚀刻或抖动线蚀刻等多种蚀刻路线进行加工。
[0019]
进一步地，步骤(2)中，激光切割通孔是采用波长532nm短脉宽绿光激光器或1064nm红外激光器产生高脉冲能量的光束，通过外光路扩束调整，以高速振镜扫描的方式聚焦于压花玻璃上进行通孔切割加工。优选的，激光器采用1064nm红外激光相比532nm绿光激光加工效率可以提高一倍。
[0020]
进一步地，步骤(2)中，激光切割加工自下而上轨迹是通过3d振镜模块或电动升降平台调焦来实现的。
[0021]
进一步地，步骤(3)中，除水装置是利用压缩空气吹气方式将透明液体吹走或负压吸气方式将透明液体吸走，除水装置将加工部位上表面处的透明液体去除干净，达到无明水状态，优选吹气方式，吹气方式效果更佳，效率更快。
[0022]
进一步地，步骤(3)中，激光暂停设定在激光焦点高度上升到离压花玻璃上表面距离为0.2mm～0.8mm时。
[0023]
本发明与现有技术相比具有以下优点：
[0024]
1、本发明创造性地将具有适当折射率的透明液体覆盖在压花玻璃待加工部位上表面，使激光可以有效的形成聚焦进行切割加工，从而实现压花玻璃即使存在非平滑表面情况下也能用利用激光进行自下而上高效地蚀刻加工。
[0025]
2、本发明的透明液体可以是添加一定成分添加剂的普通纯水或蒸馏水等，在实际生产使用中易于实现，成本低，大部分玻璃生产车间内都可以就地取材。
[0026]
3、激光加工过程分段进行，在激光加工压花玻璃上表面前将透明液体去除，避免
了激光聚焦是透明液体飞溅，污染激光切割镜头。
[0027]
4、激光打孔方式生产良品率高、换线调整及日常维护方便，优势明显，替代机械钻孔是趋势。
[0028]
5、激光自下而上进行蚀刻加工时，蚀刻产生的微粉颗粒可以及时掉落，避免了所述微粉颗粒对入射激光的影响，提高切割效率。
附图说明
[0029]
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0030]
图1为本发明中压花玻璃通孔加工方法的流程图；
[0031]
图2为本发明一实施方式中激光加工示意图一。
[0032]
图3为本发明一实施方式中激光加工示意图二。
[0033]
图中：10压花玻璃、11透明液体。
具体实施方式
[0034]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0035]
如图1-2所示，本实施例的一种压花玻璃孔加工方法，包括待打孔加工压花玻璃10，并在压花玻璃10待打孔部位上表面施加透明液体11；待打孔压花玻璃10压花面朝下，通过输送线输送至激光打孔机内加工区域后停止，喷液机构按设定值自动在压花玻璃10待打孔部位上表面喷透明液体11，透明液体喷到压花玻璃10表面后自动摊开，形成局部覆盖区域，覆盖区域内透明液体的厚度均匀，高度适当，进行激光加工，直至完成通孔切割。
[0036]
如图1所示，本发明一实施方式中，压花玻璃通孔加工方法包括以下步骤：
[0037]
s1、在压花玻璃10待加工部位上表面施加一层透明液体11。具体的，结合参照图2所示。
[0038]
压花玻璃10压花面朝下放置，非平滑表面朝上。
[0039]
透明液体为普通纯净水或蒸滤水，添加或不添加相应成分的添加剂，透明液体的折射率与待加工压花玻璃10材料的折射率接近，折射率差值不大于0.5；添加剂可以是异丙醇、丙三醛、酒精、硅油、有机溶剂或葡萄糖水等一切透明溶液的任意组合的混合物。
[0040]
透明液体的施加通过点胶泵或蠕动泵或水泵配合控制阀体等类似方式来进行。透明液体的流速采用流量控制阀来调节，透明液体喷到压花玻璃10表面后自动摊开，形成局部覆盖区域，覆盖区域透明液体的厚度均匀，高度适当，0.2mm～4mm之间。
[0041]
透明液体喷到压花玻璃10表面上不能有气泡形成，气泡会对光产生折射，不利于激光的聚焦，静置短暂时间，一方面是消除气泡，另一方面是等待透明液体厚度趋于稳定，激光加工过程中透明液体的厚度变化直接影响激光聚焦焦点高低变化。
[0042]
s2、通过激光对压花玻璃10待加工部位进行打孔切割。具体的，结合参照图2所示。
[0043]
按照用户需求，选定压花玻璃10的待加工部位，使用激光光束聚焦在压花玻璃10
待加工部位下表面，按设定轨迹自下而上进行去除材料蚀刻加工，得到所需大小形状的孔，到达设定高度后暂停。
[0044]
具体的，压花玻璃10的待加工部位，移动激光切割头位置，使射出的激光光束透过透明液体与压花玻璃作用到压花玻璃10的待加工部位下表面，依据需要加工的通孔形状，通过切割头内部镜片高速摆动移动激光束，自下而上蚀刻掉待加工部位材料，然后停止激光加工。
[0045]
相应的，待加工部位通孔形状可以为圆孔、方孔、腰形孔或任意曲线形状。
[0046]
通过激光对压花玻璃10待加工部位进行通孔切割过程中，激光可以采用同心圆蚀刻、螺旋线蚀刻或抖动线蚀刻等多种蚀刻路线进行加工。
[0047]
相应的，激光蚀刻待压花玻璃10加工部位从下表面逐渐往上进行。该方式便于蚀刻生产的粉尘微粒及时掉落，避免了粉尘对入射激光的影响，有利于提高切割效率。激光加工自下而上轨迹是通过3d振镜模块或电动升降平台调焦来实现的。而电动升降平台调焦方式成本低，功效相当，成为优选。
[0048]
相应的，激光束为短脉冲激光束或超短脉冲激光束。在本发明一优选实施方式中，选择532nm短脉宽绿光激光器或1064nm短脉宽红外激光器，可以获得满足用户需要的加工质量和加工速度，而且实现成本相比超短脉冲激光器低廉，经济效益更好，其中1064nm短脉宽红外激光器加工效率比532nm短脉宽绿光激光器更快，提高了将近一倍。
[0049]
s3、激光切割暂停，除水装置工作，将加工部位上面施加的透明液体11去除。具体的，结合参照图3所示。
[0050]
当激光焦点高度上升到离压花玻璃上表面设定距离时，激光暂停出光，除水装置工作，将加工部位上表面处的透明液体去除干净，达到无明水状态，
[0051]
具体的，设定距离为0.2mm～0.8mm，距离太短则激光焦点对透明液体发生作用产生液体飞溅，距离太长则激光无法透过非平滑表面有效聚焦于压花玻璃内部进行打孔切割。
[0052]
具体的，除水装置是利用压缩空气吹气方式将透明液体吹走或负压吸气方式将透明液体吸走。除水装置包含压气(或真空)控制开关，流量调节阀，除水吹管(或吸水头)。本实施方案采用吹气方式，吹气能更快取得所需要的效果。
[0053]
s4、激光切割恢复，切割贯通整个压花玻璃厚度，得到所需大小形状的通孔。具体的，结合参照图3所示。
[0054]
激光加工恢复，激光焦点恢复起始高度与暂停前的焦点高度相衔接，按设定轨迹继续往上进行去除材料蚀刻加工。直至贯通整个压花玻璃厚度，废料掉落，得到所需大小形状的通孔。
[0055]
与现有技术相比，本发明压花玻璃孔加工方法，通过在压花玻璃非平滑表面施加一层透明液体，透明液体与待加工压花玻璃材料的折射率接近，透明液体填平压花玻璃非平滑上表面的凹凸槽，并受张力作用透明液体上表面自然形成一平滑表面，使激光穿过透明液体和压花玻璃上表面后仍然能够有效聚焦于玻璃下表面，对玻璃进行自下而上的打孔切割加工。激光加工玻璃通孔，加工成品良品率高，使用维护简单、适用性强，对玻璃生产企业技术升级改造有重大意义。
[0056]
应该理解，尽管参考其示例性的实施方案，已经对本发明进行具体地显示和描述，
但是本领域的普通技术人员应该理解，在不背离由权利要求书所定义的本发明的精神和范围的条件下，可以在其中进行各种形式和细节的变化，可以进行各种实施方案的任意组合。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除