納飛光電皮秒激光器在智能設(shè)備保護(hù)蓋板生產(chǎn)切割的應(yīng)用
智能設(shè)備外觀結(jié)構(gòu)及模組方案,是指為智能手機(jī)、平板電腦、智能手表、VR/AR、智能家居設(shè)備、人工智能設(shè)備等智能設(shè)備提供保護(hù)蓋板、相關(guān)模組以及其他最外層蓋板組件在內(nèi)的一站式服務(wù)。按出貨價(jià)值計(jì)算,2021年全球智能設(shè)備外觀結(jié)構(gòu)及模組方案市場(chǎng)規(guī)模約達(dá)264.36億美元,預(yù)計(jì)2023年其市場(chǎng)規(guī)模將增長(zhǎng)至293.25億美元。
玻璃是智能外觀設(shè)備結(jié)構(gòu)及模組方案中重要組成部分,通過(guò)一張張玻璃材質(zhì)的蓋板,起保護(hù)和裝飾的功能,智能設(shè)備的內(nèi)部顯示屏不會(huì)更容易碎。
在玻璃保護(hù)蓋板的切割生產(chǎn)中,以CNC切割工藝為代表的傳統(tǒng)玻璃加工方法雖然仍保持著非常重要的地位,但隨著應(yīng)用端對(duì)切割邊緣加工質(zhì)量要求越來(lái)越高,激光切割作為一項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù),在切割保護(hù)蓋板領(lǐng)域逐漸滲透,并逐漸獲得一席之地。

在對(duì)玻璃蓋板的激光切割加工解決方案中,采用超短脈沖皮秒激光切割有著十分顯著的優(yōu)勢(shì)。納飛光電研發(fā)設(shè)計(jì)的1064nm工業(yè)級(jí)皮秒激光器,脈寬僅為10ps左右,峰值功率高,功率穩(wěn)定性和脈沖穩(wěn)定性非常高,結(jié)合光學(xué)組件搭建而來(lái)的玻璃蓋板加工平臺(tái),可直接切透效率高,具有切縫窄,崩邊小,可進(jìn)行高速異形切割(R角、C角等),無(wú)需刀模,無(wú)其他耗材,污染少,非接觸的“冷”加工工藝,更加靈活的光路選擇,可以在切割過(guò)程中,避免對(duì)硬脆性質(zhì)的玻璃產(chǎn)生物理應(yīng)力損傷和二次污染。

切割原理:當(dāng)高峰值功率的皮秒級(jí)脈沖激光光束從激光器腔體輸出后,在掃描振鏡的往復(fù)移動(dòng)下經(jīng)過(guò)物鏡聚焦到玻璃表面,使之瞬間溫度抬升到等離子態(tài)氣化溫度,并從玻璃本體剝離,從而實(shí)現(xiàn)材料去除、切透、斷開(kāi)。這個(gè)過(guò)程的熱作用程度非常的小,皮秒級(jí)脈沖激光器的加工過(guò)程也因此被稱為“冷”加工。、

其中,切割的關(guān)鍵點(diǎn)在于激光器的穩(wěn)定性要足夠好,即脈沖穩(wěn)定性和功率穩(wěn)定性要高,一方面,高穩(wěn)定性可以在切割時(shí)候更為均勻的輸出,對(duì)切割邊緣的質(zhì)量和產(chǎn)品一致性有直接的關(guān)系,防止出現(xiàn)崩裂情況而影響產(chǎn)品;一方面,高穩(wěn)定性意味著可以進(jìn)行持久性的輸出,保證產(chǎn)線的持續(xù)進(jìn)行,對(duì)提高產(chǎn)量有重要意義。


同時(shí),優(yōu)異的光束質(zhì)量(M2<1.3)使得光束聚焦后的光斑直徑可以達(dá)到微米量級(jí)(15-20um),這意味著切割的縫更小,節(jié)約原材料,而且對(duì)于小面積的蓋板也能進(jìn)行精確切割。

當(dāng)然,除了直接切透的工藝外,還可以整合貝賽爾激光光束整形切割技術(shù),激光束作用在玻璃材料內(nèi)部一定深度,讓高能量密度光束在內(nèi)部產(chǎn)生爆裂區(qū)域,再結(jié)合外部機(jī)械應(yīng)力直接斷裂,或用CO2激光器照射使其內(nèi)外溫度落差大完成玻璃材料的裂片。