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简介：伴随国家加工行业新技术的推广应用，激光技术在该领域得到广泛发展和应用。激光加工技术具有高密度的特性，在加工行业逐渐代替传统加工方式，成为运用广泛的新型技术。人们主要运用在脆性材料加工中，对其进行焊接、表层处理、切割等加工工艺。尤其在光电显示玻璃生产中，激光技术改变原有生产模式容易造成断裂的缺陷，充分发挥出激光加工技术的优势。本文通过对激光加工技术的现状分析，进行详细的理论与实践研究。
关键词：激光加工技术；光电显示玻璃；发展现状
激光是在上世纪60年代出现的，属于光源的一种。激光加工利用其精准的方向性与高功率、亮度的特性，应用于不同的材料加工中。激光聚焦技术将光源集中于一个范围之内，产生的温度可达几千到几万摄氏度，将熔点相对较高的金属或非金属快速融化，由于激光可进行非接触的加工，适合玻璃类材料加工与雕刻。
激光加工可利用在所有吸收激光的材料中，主要取决加工物质对光能源的吸收程度。激光加工的优势部分是具备较高方向性、轻度，色泽单纯，通过对激光光源聚焦和吸收，将能量聚集为一万度以上的高温，在几秒钟内将物质融化，光吸收率越高，加工效率就越高，因此，合理选择适合材料的激光波长，可有效提高被加工物质对光能的吸收效果。
1、激光加工技术的原理与特殊性
1.1激光加工的原理
原子内部电子可以进行不同运动状态的改变，主要是通过电子能量交换产生，在不同能量状态下，原子内部能量等级与能量值不断发生变化。一般情况下，高能级的原子总是向低能级进行转变，此过程称为“跃迁”现象。外来光能量可以将亚稳定状态下的能级从低级向高级别转变，激光谐振腔在放大之后产生的激光可被利用，激光谐振腔与激励源、工作物质共同组成激光器。
1.2激光加工的特殊性
激光机工技术具备较强的特殊性，具体表现在以下方面（1）物质加工精确度很高，适合细微性的加工工艺。（2）适用于各种材料的加工，包括透明体与脆度、硬度、熔点、强度高的材料加工。（3）在确保加工质量的前提下，还能具备高效率、高收益的优点。（4）在一定加工条件下，可在一台机床上同时进行切割、焊接与各种制作工艺加工，实现一机多用。
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2、激光加工技术在国内的发展状况
激光机加工技术包含切割技术、倒边技术及其它类别，通过研究对比可得出，切割技术是激光加工技术中的重要领域，其加工效果最好且应用广泛，是激光加工中需要着重研究的内容。
依照不同工作物质，可将激光加工技术划分为气体、固体、液体、半导体、自由电子、量子阱、准分子及原子激光器八大类别。激光器、电源与光学、机械系统是激光加工主要组成部分。重要设备是激光器，激光器电源为激光器提供能量所需，产生电能与光能转变，将光束集中在焦点位置，机械系统包含床身、工作台与控制系统等。
3、激光加工技术的应用
3.1透明材料的应用
激光对透明物质的加工主要利用激光热气蚀的方法，具体的工作实质是激光连续穿过透明材料的辐照吸收液体，使小气泡在高温区域内形成，又通过降温冷却后破散，激光加工技术不同于传统的气蚀现象，可以在破散状态下产生温度升高和水冲击的想象[1]。
3.2脆硬性材料的应用
脆硬性物质硬度高，加工过程极易产生破损和裂缝。激光可直接照射在脆硬材料上，使其产生热量进行加工，材料的硬度、机械性能对加工过程并不产生影响，比如玻璃、陶瓷等加工起来都比较容易。被加工材料的导热率和熔点值越小就越容易进行加工，脆硬材料加工过程中要避免出现裂缝和断裂，保证热稳定性，将热应力控制在材料强度范围之内。
4、激光切割技术应用方案和分类方式
4.1激光切割技术分类
（1）直接裂断，主要通过激光波长在玻璃板上进行直线型的移动，将玻璃直接裂断。有效解决用刀划断导致的变形，提高玻璃加工精细程度，弊端在于加工速度不高、需要多次进行扫描。
（2）机械划线，先由刀具在玻璃上切割形成初步的裂纹，再通过激光束在裂纹处进行切割，实现最终玻璃板的断裂，优势在于避免玻璃碎屑产生，不会在玻璃板表面形成侧向裂缝痕迹，缺陷是加工效率较低，速度慢，过程需要进行两次。
（3）激光进行玻璃划线，需要利用长轴束和点束两种激光束，针对于同一个位置，先照射再冷却。优势在于断裂部位可靠，避免在切割线位置产生裂缝，缺陷是能量消耗过高，效率低。
（4）激光划线基础上进行机械断裂，加工过程中激光束与玻璃同时移动，通过调整移动速度进行功率调整，再利用机械力量将玻璃板掰断，优点是可有效提高玻璃板边缘加工质量，缺陷在于加工过程精细程度不足，仅适合于粗加工环节。
4.2激光切割技术方案
依照激光切割技术，可将其运用在精细化加工、粗加工及其它加工三个方面，其中精细化加工应用程度最为广泛，体现出激光加工技术优势之处，其高操作性、高效率性及加工时效性均适用于广电显示玻璃加工生产，在此加工过程中，需要确定合适的功率输出、聚焦形状、激光波长与速度，进行多次试验进行最终确定。如果激光光斑过大或过小，都会导致光电显示玻璃出现断裂或烧毁，加工速度设置不合理，也会形成不同的加工效果，激光参数设置不合理，会影响加工的精确程度和效率，无法保证加工效果的良好率。
4.3激光加工技术在光电显示玻璃生产中未来发展趋势分析
（1）激光加工技术适用范围，通过不断的分析研究表明，激光划线后再断裂的加工技术较适合与液晶玻璃基板的切割领域；盖板玻璃的切割技术适合先改变内部性能再照射加工的技术方法。决定加工工艺效果的因素主要包括功率、激光波长、光斑产生的大小及速度等，光电显示玻璃更适合于先激光划线再断裂的技工办法。
（2）飞秒加工技术的产生，在新激光技术不断研发出现之后，进入20实际80年代，激光器和加工技术不断得到发展和创新，其对不同材料物质的精细化加工得到极大改进。90年代，飞秒激光器得到应用，激光脉冲时间超短，可更快的对加工材料进行热扩散，快速注入能量，实现对材料物质的局部加工，在对透明物质加工过程中，可实现比光斑更小的加工区域。
（3）飞秒技术加工优势，相较于其他激光加工技术，飞秒技术可有效避免在照射区外侧产生熔融，避免热应力在加工区周围形成小的裂缝，飞秒技术可实现对石英玻璃、各类光纤物质的三维加工，改变材料物质的表面和内部加工性能[2]。飞秒激光加工技术在未来会越来越广泛的利用在光电显示玻璃的生产过程中。
5、结语
在我国，激光加工技术发展起步较晚，为实现良好加工质量和产品优良程度，需要针对不同物质材料选择合适的激光加工技术，不断改进工艺方案与技术参数，发掘技术有效价值，提升激光加工技术在光电显示玻璃生产中的运用成效。
参考文献
[1] 李青, 王丽红, 周波. 浅析激光加工技术在光电显示玻璃生产中的发展现状[J]. 应用激光, 2016(3):357-362.
[2] 周卫元. 激光技术在玻璃加工上的应用[J]. 浙江海洋学院学报(自然科学版), 2006, 25(3):350-354.
论文作者:平文亮
论文发表刊物:《科技新时代》2019年7期
论文发表时间:2019/9/9
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