Equipamento de perfuração a laser de nanosegundos em infravermelho de grande formato para substratos de vidro

Resumo

Equipamento de Perfuração a Laser de Nanosegundos Infravermelho para Substratos de Vidro de Grande Formato

O sistema de perfuração a laser de vidro de nanosegundos infravermelho é uma plataforma de fabricação avançada que utiliza lasers pulsados de nanosegundos infravermelhos de 1064 nm para obter microfuros de alta precisão e alta eficiência em substratos de vidro. Ao empregar pulsos curtos (1-100 ns) com alta densidade de energia, o sistema combina ablação fototérmica e mecanismos de choque mecânico para produzir aberturas em escala de mícrons (20-500 μm), minimizando efetivamente a zona afetada pelo calor (ZAC) e evitando rachaduras no material ou lascas nas bordas.

Em comparação com a perfuração mecânica convencional ou o processamento a laser CO₂, esta tecnologia oferece vantagens distintas, incluindo operação sem contato, zero desgaste da ferramenta e flexibilidade excepcional, tornando-a particularmente adequada para a formação de microfuros complexos em vidro ultrafino e materiais frágeis de alta dureza (por exemplo, quartzo, vidro de safira). As principais aplicações abrangem eletrônicos de consumo (lentes de cobertura de câmeras, displays), fotovoltaicos (células solares), sensores automotivos e dispositivos microfluídicos médicos. O sistema é tipicamente equipado com uma plataforma de movimento de grande formato (por exemplo, ≥600×600 mm) e varredura por galvanômetro de alta velocidade, permitindo a produção automatizada em lote com rendimento otimizado (centenas de furos por segundo) e eficiência de custos. Como tal, surgiu como uma tecnologia crítica na usinagem de vidro de precisão moderna.

Parâmetro principal

Princípio de Funcionamento

1. Geração de Laser: O sistema emprega fontes de laser (por exemplo, lasers Nd:YAG ou de fibra) para gerar luz infravermelha a 1064 nm de comprimento de onda com durações de pulso em escala de nanosegundos (1ns = 10ns).

2. Focagem de Energia: O feixe de laser é concentrado em pontos em escala de mícrons por meio de sistemas ópticos (por exemplo, galvanômetros e lentes F-θ), atingindo uma densidade de energia extremamente alta (até nível GW/cm²).

3. Interação com o Material: Lasers pulsados de nanosegundos interagem com o vidro por meio de efeitos fototérmicos e fotomecânicos:

· Efeito Fototérmico: A absorção de energia do laser induz aquecimento localizado, causando fusão ou vaporização do material.

· Efeito Fotomecânico: Pulsos curtos geram ondas de choque que produzem fraturas microexplosivas, formando cavidades.

4. Remoção Camada por Camada: Contagens de pulso controladas e caminhos de varredura permitem a ablação precisa do material, criando furos de alta precisão.

Características Técnicas

1. Alta Precisão: Diâmetros de furo de 20-500 μm, profundidades de até vários milímetros, com rugosidade da parede (Ra) <1 μm.

2. Processamento sem Contato: Elimina o estresse mecânico, ideal para vidro frágil (por exemplo, quartzo, borossilicato).

3. Impacto Térmico Controlado: Pulsos de nanosegundos minimizam a difusão de calor, evitando rachaduras nas bordas (vs. lasers de milissegundos).

4. Alta Flexibilidade: Capaz de formar geometrias complexas (furos redondos, quadrados, cônicos) e matrizes de microfuros.

Visão Geral da Capacidade de Processamento

O sistema de perfuração a laser de nanosegundos infravermelho oferece capacidades de usinagem versáteis e de alta precisão para vidro e outros materiais frágeis, cobrindo uma ampla gama de tamanhos de furos, espessuras e modos de processamento. Ao combinar uma plataforma de movimento de grande formato com varredura por galvanômetro de alta velocidade, o sistema suporta o desenvolvimento de protótipos e a produção industrial de alto volume.

Materiais Suportados

• Vidro soda-cal

• Vidro borossilicato

• Vidro de quartzo

• Vidro de safira

• Substratos de vidro revestidos ou laminados

Faixa de Diâmetro do Furo

• Diâmetro mínimo do furo: 20 μm

• Diâmetro máximo do furo: 500 μm

• Uniformidade consistente do diâmetro em substratos de grande área

Espessura da Usinagem

• Espessura de perfuração unilateral: até 20 mm

• Adequado para vidro ultrafino, bem como vidro estrutural espesso

Capacidade de Geometria do Furo

• Furos passantes e furos cegos

• Furos circulares, quadrados e com formato personalizado

• Microfuros cônicos e escalonados

• Matrizes de microfuros de alta densidade

Precisão e Qualidade do Processamento

• Controle de lascas nas bordas: < 0,5 mm

• Rugosidade da parede do furo: Ra < 1 μm

• Zona afetada pelo calor (ZAC) mínima

• Bordas sem rachaduras com excelente repetibilidade

Velocidade e Produtividade do Processamento

• Velocidade de varredura: 0–5000 mm/s

• Rendimento: centenas de furos por segundo (dependendo do material e da espessura)

• Otimizado para processamento automatizado em lote e operação contínua

Funções de Processamento Adicionais

• Ranhuras e entalhes de precisão

• Remoção de filme e revestimento

• Microtexturização e padronização de superfície

• Integração de múltiplos processos em uma única configuração

Capacidade de Grande Formato

• Tamanhos de plataforma padrão: 800 × 600 mm, 2000 × 1200 mm

• Dimensões personalizadas da plataforma disponíveis mediante solicitação

• Ideal para painéis de vidro grandes e processamento em lote de várias peças

Aplicações de Processo

Adequado para perfuração, ranhuras, remoção de filme e texturização de superfície de materiais frágeis/duros, incluindo:

1. Perfuração e entalhe para painéis de portas de chuveiro;

2. Perfuração de furos para vidro de eletrodomésticos;

3. Perfuração de painéis solares;

4. Perfuração de tampas de interruptores/tomadas;

5. Remoção e perfuração de filme de espelho;

6. Ranhuras e texturização de superfície personalizadas;

Vantagens

1. A plataforma de grande formato acomoda diversos tamanhos de produtos em todos os setores.

2. Geometrias de furos complexas alcançadas em processamento de etapa única.

3. Lascas mínimas nas bordas com superfícies usinadas lisas.

4. Transição perfeita entre as especificações do produto; operação amigável.

5. Baixos custos operacionais, alto rendimento, sem consumíveis e sem poluição.

6. O processamento sem contato evita arranhões na superfície.

Efeito de usinagem——Exibição de amostra