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2021/04/16
怎麼解決易碎玻璃心?你最需要知道的玻璃雷射切割技術!〈下〉
上一集,為你介紹了玻璃的特質,說明了雷射切割種類等等的原理,接下來,就真的要進入切割玻璃的環節了!
適合切割的雷射器
在雷射切割的領域中,有兩種類型的雷射是常用的。
1. 連續波雷射器:這種雷射器在切割過程中不斷地提供能量,當玻璃被加熱到汽化的程度,便能成功切割。
2. 脈衝雷射器:這種類型的雷射器將切割的能量在很短的時間內壓縮到達至高能量密度和溫度,如此可使整體的切割效果更好,變形的機率也更小。
這兩者之間,脈衝雷射往往更加昂貴,因為它們的脈衝材料和電子器件都十分奇特。
適合切割的波長
基本資料
一般來說,不可能使用可見光譜內的雷射切割玻璃,因為玻璃通常是透明的,這意味著可見光譜內的雷射能量很少能被透明玻璃吸收。彩色玻璃的內在色素,會使得它在某程度上更容易被適當的波長可見雷射標記(一種會被彩色玻璃吸收的顏色)。
但有一個例外,可見光能夠切割或劃傷玻璃,如果雷射的光強度高到足以空氣電離,這種高度聚焦的光束會使玻璃周圍的空氣過熱,從而導致玻璃破裂。
選擇波長
切割玻璃最常見的波長為10,600 nm,即來自CO2雷射的紅外線,在這個波長下,大多數形式的玻璃Si-O鍵會吸收80%左右的光,從而使波長具有很強的切割能力。另一個常用的波長是355nm,在紫外線區域中也有類似的效果。
你可能會好奇為何有人會使用紫外線切割方法,而非紅外線切割方法,因為較小的紫外線波長可使切割面積更小,從而使玻璃的裂紋和熱效應更小,通常,UV雷射器用於手機屏幕和微電子等產品的工業切割工藝,而CO2雷射器通常用於消費級和設計級的玻璃切割。
雷射與玻璃安全
當涉及到雷射和玻璃切割的安全性,有幾個簡單但重要的守則:
1. 佩戴能阻擋你所使用的雷射波長護目鏡,其護目鏡的光學密度至少要達到OD 3以上,以防止大部分的光線進入眼睛。
對於CO2雷射器,該雷射器覆蓋10,600 nm(10.6 um)。
對於紫外雷射器,也應該覆蓋355nm。
2. 千萬不要直視雷射光束。
3. 不要把你的四肢放在靠近雷射光束路徑或雷射的水平面上。
4. 為雷射器提供充足的通風。
5. 處理玻璃時,請使用適當的手套,以免割傷自己。
另外需要注意的是,CO2雷射器使用的是透明塑膠蓋,以便你可以在刻蝕時觀察物品,只要使用的塑料能像玻璃一樣吸收二氧化碳光,並且有足夠的厚度,這通常是安全的(例如壓克力)。話雖如此,你仍然應該戴上護目鏡,因為雜散的雷射光束會很快燒穿壓克力,因此還是建議你要戴上第二層的保護。
入門須知
當使用雷射切割玻璃時,你需要遵循幾個步驟,類似於創建一個3D列印物件時要執行的步驟:
1. 找一塊你想切割的玻璃,並確保玻璃的尺寸正確,可以正常安裝在雷射器內。
2. 為了使用大多數的雷射切割器,你需要創建一個DXF檔,此過程會因你使用的軟體而異,但是,一般的過程都是一樣的。
3. 戴上所有的個人防護裝備(護目鏡和手套)。
4. 將玻璃放在雷射平臺上,並打開通風系統(通常是雷射器內的風扇)。
5. 載入檔案並對玻璃進行雷射切割、蝕刻、或雕刻。
如果雷射沒有穿過玻璃,可以增加切割的次數,或用線鉗將玻璃乾淨地裂開。
使用冷水或油會有所幫助,但也會導致零件在不需要的地方斷裂,所以可先用一塊不用的玻璃作測試。
6. 一旦玻璃被切割後,邊緣可能非常鋒利,所以你可能需要將其打磨,直到它鈍到可以繼續下一步驟的處理。
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