《一种激光切割蓝宝石/陶瓷镜片的方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种激光切割蓝宝石/陶瓷镜片的方法.pdf（5页完整版）》请在专利查询网上搜索。
1、10申请公布号CN104148815A43申请公布日20141119CN104148815A21申请号201410365976922申请日20140729B23K26/382201401B23K26/14201401B23K26/142201401B23K26/7020140171申请人蓝思科技股份有限公司地址410329湖南省长沙市长沙国家生物产业基地蓝思路72发明人周群飞饶桥兵徐学岩74专利代理机构长沙市融智专利事务所43114代理人颜勇54发明名称一种激光切割蓝宝石/陶瓷镜片的方法57摘要本发明公开了一种激光切割蓝宝石/陶瓷镜片的方法，将厚度在01MM到5MM之间的蓝宝石/陶瓷切片固定在。
2、光纤激光机上，在蓝宝石/陶瓷切片切割走刀的位置下方设置镂空空间；设置激光头的切割走刀路径，在入刀位和收刀位之间预留间距；激光头走刀切割时，激光头的焦点对准蓝宝石/陶瓷切片产品的上表面、下表面或产品内部，切割过程采用高压气体包裹激光束一同射出。本发明通过激光切割技术提高了加工效率，节约了冷却液、砂轮棒等传统加工所必须的辅料，保护了环境，节约了耗材成本，同时，镜片切割加工精度得到保障。51INTCL权利要求书1页说明书3页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页10申请公布号CN104148815ACN104148815A1/1页21一种激光切割蓝宝石/陶瓷镜片的方。
3、法，其特征在于将厚度在01MM到5MM之间的蓝宝石/陶瓷切片通过夹具固定在光纤激光机上，在蓝宝石/陶瓷切片切割走刀的位置下方设置镂空空间；设置激光头的切割走刀路径，在入刀位和收刀位之间预留间距；激光头走刀切割时，激光头的焦点对准蓝宝石/陶瓷切片产品的上表面、下表面或产品内部，切割过程采用高压气体包裹激光束一同射出。2根据权利要求1所述的一种激光切割蓝宝石/陶瓷镜片的方法，其特征在于所述激光头的焦点对准蓝宝石/陶瓷切片产品的内部。3根据权利要求2所述的一种激光切割蓝宝石/陶瓷镜片的方法，其特征在于所述激光头射出的为频率为750HZ、能量为525W、脉宽为300US的脉冲激光，激光头的走刀速度为5。
4、MM/S。4根据权利要求1所述的一种激光切割蓝宝石/陶瓷镜片的方法，其特征在于所述激光头的切割走刀路径的入刀位和收刀位之间预留002003MM的间距。5根据权利要求1所述的一种激光切割蓝宝石/陶瓷镜片的方法，其特征在于所述蓝宝石/陶瓷切片切割走刀的位置下方设置的镂空空间深度大于10MM。6根据权利要求1所述的一种激光切割蓝宝石/陶瓷镜片的方法，其特征在于所述蓝宝石/陶瓷切片切割下来的废料底部设有支撑夹具。7根据权利要求1所述的一种激光切割蓝宝石/陶瓷镜片的方法，其特征在于所述激光头的喷气嘴设置在蓝宝石/陶瓷切片上表面上方015MM03MM的位置。8根据权利要求1所述的一种激光切割蓝宝石/陶瓷镜。
5、片的方法，其特征在于所述高压气体的压力为06507MPA。9根据权利要求8所述的一种激光切割蓝宝石/陶瓷镜片的方法，其特征在于所述高压气体为压缩空气。10根据权利要求9所述的一种激光切割蓝宝石/陶瓷镜片的方法，其特征在于所述高压气体为浓度在9999以上的氮气或氩气。权利要求书CN104148815A1/3页3一种激光切割蓝宝石/陶瓷镜片的方法技术领域0001本发明属于光学镜片切割技术领域，具体涉及一种激光切割蓝宝石/陶瓷镜片的方法。背景技术0002蓝宝石/陶瓷镜片因其高硬度和光学特性已广泛应用在电子产品的触摸屏镜片上。随着电子产品的多元化设计，对应的触摸屏镜片不再是一片完整的镜片，需要在镜片上。
6、切割出各类圆形的或方形的孔，用于加装按键、摄像头或者是用作耳机的声音出口。0003传统的在蓝宝石/陶瓷镜片上切割圆孔、方孔的方式是采用CNC机床，通过砂轮棒进行磨削切割，这种加工方式的弊端是加工周期长，砂轮棒损耗严重，需要频繁更换，不适合量化生产，并且在磨削过程中要不停地添加磨削液用于降温和辅助磨削，产生的气味和噪音对工人的身体健康存在很大隐患，磨削液处理同时也对环境造成影响，因此这种传统磨削切割的方法已经不能适应需求量越来越大的电子数码产品的飞速发展。0004激光切割技术是采用激光束聚焦在元件上，对其表面材料熔断实现切割，激光切割在金属材料的技术已日渐成熟，具备加工时间短、成本低的优点，但是。
7、在蓝宝石/陶瓷镜片这类非金属的高精度元件上如何实现激光的精准切割仍是目前研究的难题，因为蓝宝石/陶瓷镜片的表面粗糙度要求较高，激光的在切割过程中产生的折射或反射都会对镜片的表面造成不可挽回的损伤，并且在采用激光切割的过程中造成切割的边缘崩边，以及激光切割路径的起点和终点位置容易产生过多切除，影响孔的最终成型尺寸，因此，采用普通的激光切割技术切割蓝宝石/陶瓷镜片这类非金属的高精度元件，加工的质量往往得不到保障。发明内容0005本发明解决的技术问题是针对传统蓝宝石/陶瓷镜片切割存在的加工周期长、成本高、不环保的缺陷，提供一种采用激光切割蓝宝石/陶瓷镜片的方法，并且有效解决了激光切割技术在蓝宝石/陶。
8、瓷镜片上存在的上述难题。0006本发明采用如下技术方案实现一种激光切割蓝宝石/陶瓷镜片的方法，将厚度在01MM到5MM之间的蓝宝石/陶瓷切片通过夹具固定在光纤激光机上，在蓝宝石/陶瓷切片切割走刀的位置下方设置镂空空间；设置激光头的切割走刀路径，在入刀位和收刀位之间预留间距；激光头走刀切割时，激光头的焦点对准蓝宝石/陶瓷切片产品的上表面、下表面或产品内部，切割过程采用高压气体包裹激光束一同射出。0007进一步的，所述激光头的焦点对准蓝宝石/陶瓷切片产品的内部。0008进一步的，所述激光头射出的为频率为750HZ、能量为525W、脉宽为300US的脉冲激光，激光头的走刀速度为5MM/S。0009进。
9、一步的，所述激光头的切割走刀路径的入刀位和收刀位之间预留002003MM的间距。说明书CN104148815A2/3页40010进一步的，所述蓝宝石/陶瓷切片切割走刀的位置下方设置的镂空空间深度大于10MM。0011进一步的，所述蓝宝石/陶瓷切片切割下来的废料底部设有支撑夹具。0012进一步的，所述激光头的喷气嘴设置在蓝宝石/陶瓷切片上表面上方015MM03MM的位置。0013进一步的，所述高压气体的压力为06507MPA。0014进一步的，所述高压气体为压缩空气。0015进一步的，所述高压气体为浓度在9999以上的氮气或氩气。0016本发明采用一种平均激光能量大小达到20W以上光纤激光机，在。
10、切割时，切割走刀的位置夹具底部设置镂空空间，一来能够避免激光切割穿透蓝宝石/陶瓷切片后进一步破坏底部的夹具，同时，深度10MM以上的空间能够有效避免激光通过夹具反射激光到切片背面，造成切片表面的破坏。0017在设置好激光切割走刀路径时，因为在入刀位和收刀位，激光束会在这一位置停留，激光会对周边切片向周边扩散熔断，造成入刀位和收刀位的位置处熔断的区域大于其余走刀位置，使得最终切割的尺寸存在一定的误差，如切割圆孔会出现一定的扩孔，造成圆度下降。本发明在入刀位和收刀位之间留有一定的间距，激光束不会在这一处位置重复停留，有效保证了切割精度。在蓝宝石/陶瓷切片切割后的废料底部需要用夹具支撑，防止切割大半。
11、部分后的废料自然脱落，影响最终的切割效果。0018激光切割的焦点可以位于产品上表面、下表面或产品内部，不同的焦点位置切割效果不同，如对焦上表面，在切割后，下表面孔边缘易存在崩边，对焦下表面反之，这种适用于只需要保证单边精度的切割；如需要保证切割后的两边均不产生崩边，可将激光对焦在产品的内部，即蓝宝石/陶瓷切片的上、下表面之间。0019在切割过程中通过高压气体目的是保护激光束，同时也可以摧断熔融物，吹走切割过程中粉尘，提高切割质量，采用高浓度的氮气或氩气等惰性气体可以保障生产的稳定性。0020由上所述，本发明的激光切割蓝宝石/陶瓷镜片的方法，通过激光切割技术提高了加工效率，节约了冷却液、砂轮棒等。
12、传统加工所必须的辅料，保护了环境，节约了耗材成本；同时有效解决了激光切割技术在蓝宝石/陶瓷镜片等非金属高精度元件上的切割应用中存在的各类难题，切割的产品质量高、加工精度得到保障，可以广泛推广应用，以适应日益增长的数码产品对光学屏幕的需求。0021以下结合具体实施方式对本发明做进一步说明。具体实施方式0022实施例0023本实施例以在蓝宝石镜片上切割圆孔为例，对本发明进行详细说明。0024首先把0709MM厚度的蓝宝石切片采用真空方式把宝石片吸附在夹具；具体的，夹具在蓝宝石切片需要切割圆孔的底部设有一个镂空的环形空间，深度在10MM以上，同时在圆孔的中间位置设有一个支撑夹具，用于支撑切割下来的圆。
13、形废料。0025将夹具设置在光纤激光机的工作台上，设置激光头的喷气嘴在产品上表面说明书CN104148815A3/3页5015MM03MM的位置，切割圆孔过程中，工作台沿系统的Y直线移动，激光头沿系统的X轴移动，通过两个方向同时协同移动实现激光头对镜片的圆形走刀路径，在激光头的入刀位和收刀位预留002003MM的间距，以保证激光线束不会在同一个位置重复停留。激光机的参数设置如下脉冲激光的频率为750HZ，激光的能量为525W，激光脉宽为300US，激光头相对于镜片的走刀速度为5MM/S，激光头的喷气嘴连接的是压力设定为065MPA、纯度9999以上的高压氮气。最后，启动激光机开始切割作业。0026由于传统的CNC加工方式是采用先在表面打一个1MM的小圆然后通过砂轮棒慢慢的向外扩孔，切割去除量很大所以加工周期比较长，如下表所示，需要大约120S的时间。而激光方式只需走一个10MM大的圆就可以立马成形，大约15S即可完成圆孔切割，加工周期得到了极大地缩短，并且切割过程中由崩边导致的产品良率也得到了很大程度的提升。0027表1为传统CNC加工和采用本发明的激光加工的效果对比。0028表10029说明书CN104148815A。