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激光技術在玻璃上方法

一種新技術使利用封離式CO2激光器直接在玻璃上打出輪廓鮮明的高質(zhì)量的標記成為可能，這是一種可以取代昂貴的固體激光器和傳統(tǒng)玻璃打標方法的技術(25W CO2激光器即可滿足大多數(shù)在玻璃上打標的要求)。CO2激光器通過破壞玻璃表面在玻璃上打標，因而在玻璃上出現(xiàn)一定數(shù)量的裂紋是允許的，但過量的裂紋會導致標記不清晰、材料強度潛在變?nèi)酰鼑乐氐氖鞘够兊檬杷伞Ｔ诖驑诉^程中精確控制材料的裂紋量就能避免這些問題。

有三種方法可用于控制玻璃表面上產(chǎn)生的裂紋類型和數(shù)量：

第 一種方法是采用多次激光輻射;

第二種方法是采用離散點形成環(huán)狀裂紋;

第三種方法是產(chǎn)生龜裂狀表面裂紋。

采用一次激光輻射可在玻璃上產(chǎn)生一種輪廓鮮明的可見標記，但是裂紋和應力圖案的方向?qū)⑾虼怪庇诩す庖苿拥姆较驍U展。標記打印后短時間內(nèi)甚至幾天后，這些垂直于激光移動方向的裂紋將形成新的裂紋，擴展到原標記外附近區(qū)域形成碎片，從而影響標記的清晰度。利用多次激光輻射，使與標記區(qū)域相鄰的區(qū)域通過熱傳導被加熱，從而使這些區(qū)域形成應力梯度，減少二次破裂的可能性。采用這種方法在鈉鈣玻璃和硼硅酸鹽玻璃上打標十分有效。一次激光輻射在熔成氧化硅玻璃和石英玻璃上打標比較有效，因為這兩種材料膨脹系數(shù)很低。

第二種方法是利用一系列環(huán)狀裂紋形成文字、條形碼、方塊或矩形碼以及其他形狀碼圖案。玻璃通過加熱和冷卻循環(huán)產(chǎn)生低密度環(huán)狀裂紋。玻璃加熱時產(chǎn)生膨脹擠壓周圍材料，當溫度升高到玻璃軟化點溫度時，玻璃快速膨脹形成一個低密度材料的凸出玻璃表面的圓頂。加熱后玻璃收縮到初始表面位置，但是這個弛豫時間正是整個低密度形成的時間，使其無法恢復到軟化溫度之前的起始位置。

采用三種不同的標記方法用CO2激光器在玻璃上打標，即多次激光通過;離散點形成環(huán)狀裂紋和產(chǎn)生龜裂狀的表面裂紋。

由于光斑能量呈高斯分布，因此光斑中心處的溫度較高。當這個高溫區(qū)回到接近起始位置時，在這個區(qū)域形成環(huán)狀裂紋的中心。在低密度形成區(qū)和標準密度區(qū)之間的接合處形成穩(wěn)定的環(huán)狀裂紋。這種方法適合于在普通光學材料和回火玻璃、化學增強玻璃或者普通鈉鈣浮法玻璃上打標。

第三種方法也是采用同樣的加熱和冷卻過程，都是使某一特定體積的玻璃表面發(fā)生變化。但是第三種方法所用光斑的尺寸比較大，在兩種密度區(qū)域接合處的界線沒有環(huán)狀裂紋方法那樣分明。這種方法產(chǎn)生的標記不是立即就能看得見的，要求稍微加壓之后才開始沿激光標記區(qū)域產(chǎn)生格狀裂紋。用所產(chǎn)生的無碎片龜裂狀條紋填充圖案形成文字、圖形和各種碼。因為這種方法要求純質(zhì)表面，所以用高質(zhì)量的汽車玻璃能打印出清晰的標記。