【应用】激光在石材加工的应用

发布时间:2018-12-03 17:07    

近几年,随着国内激光技术的飞速发展,激光器生产制造工艺的不断成熟,激光器应用行业也愈加广泛,并逐渐走进了我们的生活。从最初的尖端科研,到如今较为普遍的3C,再到客户定制的各类个性化产品,激光加工应用切切实实的来到了我们的日常生活中。

本篇我们来讲一讲有关激光在石材方面的应用。一直以来,比较普遍的石材加工方式有打磨、喷砂、雕刻,但是这些加工方式,经过多年的实践应用,都存在或多或少的缺点。比如耗费人工大、产品一致性不高、加工精细度不够等问题。近几年,随着激光打标机在玉石加工行业的应用探索,紫外激光打标机已经能有效的解决部分问题。

比如:

1

对于以往“喷砂”这道工艺极其耗费人力的问题。

激光打标工艺省去了刻字、贴纸、喷砂、去纸等工序。

2

对于“机械雕刻”工艺中容易产生裂纹的问题。

激光加工中的窄线宽、高峰值功率则能把裂纹控制在肉眼无法观察出的范围内。

3

对于“雕刻不能加工小尺寸图案”的问题。

激光雕刻机的窄线宽,高峰值功率也能很好的予以解决。

下面来看看

如何用低功率紫外激光器的打标机

加工圆形黑玛瑙

玛瑙属于石材,莫氏硬度7左右,要在材料的表面雕刻出100μm深度,就要求激光器的峰值功率密度够高,能在激光接触材料表面的瞬间,破坏材料表面化学键,使表面物质瞬间气化。使用平均功率在5.5W以上,脉冲宽度严格控制在10ns以下,配合合适的扩束和场镜,能在光斑聚焦面获得直径<20μm,峰值功率>13KW的光斑。这样既能保证最快速的破坏材料表面,加工出深度,也不至于烧熔粉尘,附着在材料表面。

此外,玛瑙材质较硬和生产现场粉尘大的特点,也决定了用于加工的激光器必须具有长时间的脉冲和功率稳定性。

为了追求加工速度,增加单位产能,盲目的提高平均功率是不可取的。玛瑙为黑色材质,对加工过程中产生的热量吸收较好,如果盲目增加平均功率,而不注意脉宽的压缩,只能使玛瑙吸收更多的热量,这样一会导致玛瑙表面开裂,二会使粉尘熔融粘在珠子表面,使材料报废。但是目前纳秒紫外脉冲激光器的脉宽基本是随着平均功率的增加而增大的,而且受限于目前的Q开关技术,纳秒激光器的脉宽最窄也就在10ns以内。

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