[发明专利]加工玻璃喷墨片的装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种加工玻璃喷墨片的装置及其方法，属于玻璃激光微加工、喷墨片加工技术领域。

背景技术

喷墨片是打印机的核心器件。喷墨片对喷墨孔的形状、边缘效果和一致性有着极高的要求。传统的喷墨片采用塑料材质，受热后易变形老化，寿命较短；玻璃材质的喷墨片加工难度大、效率低、良率低也限制了使用。目前还未有一种能够稳定高效、高质量加工玻璃喷墨片的方法。

激光切割技术的定义以激光束为热源，采用热去除方法进行材料分离技术，从而形成切割道的材料加工方法。激光束被聚焦在材料表面，使得材料表面温度急剧升高而达到材料的蒸发气化状态，从而实现材料的去除。这里面包含了材料对光束能量的吸收和材料中的热传导过程。在这个过程中，材料被加热发生急剧气化的过程，主要取决于激光与材料作用时间和激光光束强度。

随着打印机特别是3D打印机行业的持续增长，玻璃喷墨片作为高端应用，传统加工方式已经无法满足需求，因此，特别需要一种突破传统的玻璃加工方法和装置，而激光作为现代工业中先进的加工手段，越发受到各个行业的重视，通过激光实现玻璃加工的可行性和实用性也得到越来越多的验证，但是目前还没有一种能高效率、高质量和高精度进行喷墨片加工的装备和工艺方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种加工玻璃喷墨片的装备和方法，克服传统玻璃加工中存在的效率较低，边缘效果不好等缺点。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

加工玻璃喷墨片的装置，特点是：包括激光器、45度半透半反镜和3D动态扫描振镜，激光器的输出端布置有光闸，光闸的输出端设置有扩束镜，扩束镜的输出端布置有45度半透半反镜，45度半透半反镜的输出端依次布置有同轴CCD和3D动态扫描振镜，3D动态扫描振镜的输出端布置有聚焦镜，聚焦镜正对于工作平台，工作平台的一侧安装有吹气装置，工作平台的另一侧安装有集尘装置。

进一步地，上述的加工玻璃喷墨片的装置，所述激光器是波长为266～1064nm的纳秒、皮秒或飞秒激光器。

上述装置用于加工玻璃喷墨片的方法，加工前激光焦点聚焦位于玻璃的下表面，激光器发出的激光经过光闸控制开关光，光闸控制激光开光后经过扩束镜对光束进行同轴扩束，经扩束镜扩束后光束经45度半透半反镜，光路垂直改向；光束经3D动态扫描振镜以及聚焦镜聚焦在工件的下表面；控制系统将切割图形转化为数字信号，然后驱动3D动态扫描振镜中的反射镜片扫描加工图形，同轴CCD在加工开始前对工件进行精确定位，利用抓靶程序抓取工件上的定位标志，计算补偿值，实现切割图形和实际切割道的精确匹配；加工开始后，吹气装置和集尘装置开始工作，将切割残渣排除；加工时3D动态扫描振镜自动将焦点提升，由下往上切割玻璃加工玻璃直至完全切穿。

本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：

本发明加工范围不受材料物理、机械性能的限制，易于加工复杂型面、微细表面，易获得良好的切割截面质量，切割碎屑污染、热应力、残余应力、冷作硬化、热影响区等均比较小；能够在封闭区域进行玻璃的异形切割，并有极高的稳定性；3D动态扫面聚焦镜能大幅提升加工效率，使用玻璃可以透过的波长的激光，聚焦在下表面开始加工，可形成垂直的切割截面。

附图说明

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

图1：本发明的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，加工玻璃喷墨片的装置，包括激光器1、45度半透半反镜4和3D动态扫描振镜6，激光器1是波长为266～1064nm的纳秒、皮秒或飞秒激光器，激光器1的输出端布置有光闸2，光闸2的输出端设置有扩束镜3，扩束镜3的输出端布置有45度半透半反镜4，45度半透半反镜4的输出端依次布置有同轴CCD5和3D动态扫描振镜6，3D动态扫描振镜6的输出端布置有聚焦镜7，聚焦镜7正对于工作平台9，工作平台的一侧安装有吹气装置8，工作平台的另一侧安装有集尘装置10。