유리 드릴링 가공의 현재 배경
유리는 투명성과 화학적 안정성이 좋으며 생활에 널리 사용됩니다. 의료, 화학, 태양광 등과 같은 특수 유리 분야에서는 과학 기술의 발전과 함께 수요도 해마다 증가하고 있습니다. 다음은 일반적인 유리 분류와 그 가공 특성입니다.
1. 소다석회유리, 초백색유리, K9유리
● 소다석회유리(일반유리)
● 초백색 유리(저철분 유리)
● K9유리
이 유형의 유리는 견고성과 경도가 좋으며 두께가 0-20mm인 구멍을 뚫는 데 적합합니다.
2. 고붕규산유리 및 석영유리
● 고붕규산유리 : 뛰어난 광투과 성능과 매우 낮은 열팽창 계수를 지님.
● 석영유리 : 광학렌즈에 많이 사용되며 경도가 매우 높습니다.
이러한 유형의 유리를 가공할 때는 일반적으로 열 팽창 및 수축 방법 또는 레이저 분할 방법이 사용됩니다. 레이저 기술의 지속적인 발전으로 레이저 유리 드릴링은 점차 새로운 가공 옵션이 되었습니다. 고경도 유리를 가공하려면 고피크 전력 레이저가 필요합니다.
3. 강화유리
강화 유리는 화학적 또는 물리적 방법을 통해 표면에 압축 응력을 형성하여 유리의 강도와 지지력을 향상시키는 사전 응력 유리입니다. 풍압 저항성, 내한성 및 내열성, 내충격성이 모두 향상됩니다. 그러나 강화 유리는 가공 후 절단할 수 없습니다. 강화 유리가 깨지면 파편이 벌집 모양의 무딘 각도 입자가 되어 인체에 해를 줄입니다.
다양한 유형의 유리는 다양한 적용 시나리오에서 고유한 장점과 가공 요구 사항을 가지고 있습니다. 올바른 가공 방법과 도구를 선택하는 것이 가공 품질을 보장하는 열쇠입니다.
레이저 유리 드릴링의 장점
유리 드릴링은 유리 생산 및 심층 가공의 핵심 링크이며, 그 중요성은 자명합니다. 현재 전통적인 유리 절단 공정에는 주로 도구 CNC 절단과 워터젯 CNC 절단이 포함됩니다. 소규모 기업이나 예산이 제한된 기업의 경우 이 두 가지 전통적인 절단 방법은 비용이 많이 들기 때문에 홍보하고 사용하기 어렵습니다.
비접촉 가공으로서 레이저 유리 드릴링은 초점이 맞춰진 고에너지 밀도 레이저 빔을 사용하여 유리를 녹이거나 심지어 증발시킵니다. 레이저는 유리의 빛 투과율을 사용하여 유리의 바닥 층에 초점을 맞추고 2.5D 갈바노미터를 통해 고속으로 스캔하여 아래에서 위로 유리 층을 하나씩 제거하며 다양한 두께와 유형의 유리를 가공할 수 있습니다. 레이저 절단 유리는 초기 비용 투자 외에도 후속 소모품 비용이 필요하지 않으며 점차 유리 가공 산업에 중요한 선택이 되었습니다.
이번에는 2.5D 갈바노미터와 3차원 절단 소프트웨어 및 하드웨어 시스템을 갖춘 JPT YDFLP-M8-200-SW-V2 레이저를 실험에 사용했는데, 이를 통해 기존의 원형 구멍이나 특수 모양의 유리 펀칭 및 절단을 달성할 수 있습니다. 이 시스템은 기존의 기계적 드릴링과 비교할 때 처리 효율이 높고 유지 관리 비용이 낮으며 열 충격이 작습니다.
01 유리 드릴링에 대한 레이저 매개 변수의 영향
① 유리 드릴링에 대한 펄스 폭의 영향
다음은 초백색 유리에 대한 드릴링 실험입니다. 원의 직경은 10mm이고 두께는 3mm입니다. 6ns 모드, 9ns 모드 및 12ns 모드에 해당하는 차단 주파수를 사용하여 유리 절단에 대한 펄스 폭의 효과를 테스트합니다.
실험을 통해 9ns에서 에지 붕괴의 평균 및 최대 값이 가장 좋고, 그 다음으로 6ns가 에지 붕괴 성능이 좋다는 결론을 내릴 수 있습니다. 12ns에서 에지 붕괴의 평균 및 최대 값이 약간 더 큽니다. 그 이유는 열 축적으로 인해 12ns에서 에지 붕괴가 발생하기 때문입니다. 적절한 단일 펄스 에너지와 피크 전력은 에지 붕괴를 제어하는 데 중요한 영향을 미칩니다. 동일한 펄스 폭에서 더 높은 단일 펄스 에너지와 더 높은 피크 전력은 처리 효과가 더 좋습니다.
② 반복빈도가 유리 드릴링에 미치는 영향
실험을 통해, 반복 주파수가 차단 주파수일 때 처리 효율이 가장 높고, 처리 시간이 단축되어 열 축적이 감소하며, 에지 치핑이 90% 및 110%에 비해 가장 작다는 결론을 내릴 수 있습니다. 주파수가 차단 주파수보다 낮을 때 평균 출력 전력이 낮아 효율이 낮습니다. 주파수가 차단 주파수보다 높을 때 단일 펄스 에너지와 피크 전력이 감소하여 효율이 낮습니다.
③ 유리 드릴링에 대한 파워의 영향
레이저의 파워는 처리의 효율성과 시간에 영향을 미칩니다. 레이저 파워가 효율성에 미치는 상당한 영향을 더 탐구하기 위해 실험은 동일한 매개변수를 사용하여 파워 백분율만 변경합니다. 매개변수는 9ns 모드 280k 주파수로 선택되고 파워 백분율은 70%, 80%, 90%로 설정됩니다. 3mm 두께의 흰색 유리에 직경 10mm의 구멍을 뚫는 효율성을 테스트합니다.
실험을 통해 평균 전력이 증가함에 따라 레이저 피크 전력이 증가하고, 동일한 두께와 직경의 구멍을 뚫는 데 걸리는 시간이 감소한다는 결론을 내릴 수 있습니다.
02 레이저 특수형상 드릴링 실험
레이저는 레이저 빔을 출력하고, 갈바노미터 모터는 고속 이동을 통해 레이저 빔의 고속 이동을 실현한 다음 F-Theta 렌즈를 통해 작업 범위로 초점을 맞춥니다. 이 처리 방법은 편리하고 제어 가능하며 조정 가능하며 장비의 자동화 처리 및 통합 통합을 위한 경쟁력 있는 솔루션을 제공합니다.
03 두께가 다른 유리에 구멍을 뚫는 실험
유리 드릴링 산업에서 효율성을 개선하고 비용을 절감하는 것은 일반적인 추구입니다. 산업의 고통스러운 점과 어려움을 해결하는 것이 Jept의 끊임없는 개발 목표입니다. 더 큰 단일 펄스 에너지와 더 높은 피크 전력은 처리 효율성을 크게 개선합니다.
04 JPT M8 시리즈 레이저
JPT M8 시리즈 레이저는 마스터 오실레이터 전력 증폭기 MOPA 구조를 사용합니다. 2021년 출시 이후 여러 차례의 반복, 업그레이드 및 최적화를 거쳤으며 다양한 응용 분야에 맞는 다양한 전력 레벨의 레이저를 개발했습니다. 중전력 및 저전력 레이저(예: 20와트 및 50와트)는 열에 민감한 재료의 표면 처리 및 에칭에 적합합니다. 중전력 및 고전력 레이저(100와트~300와트)는 심층 절단, 심층 조각 및 유리 프로스팅과 같은 고효율 및 고수요 응용 분야에서 우수한 성능을 발휘합니다.
JPT M7 시리즈의 독립적으로 조정 가능한 펄스 주파수 기능을 유지하면서 M8 시리즈는 펄스 피크 전력과 빔 품질을 최적화하는 데 중점을 두었습니다. 이 시리즈는 최대 300KW의 피크 전력으로 고출력 작업 조건에서도 여전히 우수한 빔 품질을 유지할 수 있습니다. 효율적인 M8 시리즈 레이저는 산업 자동화 처리 분야에 새롭고 효율적인 처리 방법을 가져왔습니다.
05 복잡한 재료 특성의 적용
M8 시리즈 고피크 레이저의 특성을 바탕으로, 일반적인 적외선 파이버 레이저로는 달성할 수 없는 일부 효과, 예를 들어 플라스틱에 마킹하는 효과를 얻을 수 있습니다. 플라스틱에는 일반적인 유형이 많이 있습니다. 일반적으로 1064nm 적외선 파이버 레이저는 플라스틱 소재에 마킹하기에 적합하지 않은 것으로 간주됩니다. UV 솔리드 레이저 또는 CO2 레이저가 일반적으로 사용됩니다. 그러나 고피크 레이저의 낮은 열 특성으로 인해 이러한 마킹이 가능합니다.
기존의 접촉 가공에서 존재하는 다양한 문제와 비교했을 때, 고피크 및 고출력 레이저의 비접촉 가공 방법은 상당한 장점이 있습니다. 초기 투자가 크지만 후속 가공이 더 안정적이며 지속적인 투자가 덜 필요합니다. 복잡한 재료 특성과 물리적 특성을 가진 가공 응용 분야에서 JPT M8 시리즈 고피크 레이저는 뛰어난 빔 품질과 조절 가능한 매개변수 선택으로 인해 쉽게 처리하고 고품질로 공정을 완료할 수 있습니다.
