本發(fā)明涉及玻璃加工，尤其涉及一種毛玻璃激光切割與倒角系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、毛玻璃又稱ag防眩光玻璃、噴砂玻璃、蒙砂玻璃，由于其表面存在大量微小的凹凸結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致光線在通過(guò)時(shí)發(fā)生漫反射，這給激光加工帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的毛玻璃加工方法，如機(jī)械磨削、手工拋光等，存在加工效率低、能耗高、表面質(zhì)量不均等問(wèn)題。而如中國(guó)專利文獻(xiàn)cn118682311a所述的單一的激光加工雖能提高加工精度，但往往難以徹底消除毛玻璃表面的漫反射現(xiàn)象，影響最終產(chǎn)品的光學(xué)性能和美觀度。

2、毛玻璃的表面具有粗糙的紋理，這種粗糙表面會(huì)導(dǎo)致激光在照射到玻璃上時(shí)發(fā)生漫反射。漫反射會(huì)使激光的能量分散，從而降低激光在特定區(qū)域的功率密度。當(dāng)激光功率因漫反射而略微衰減時(shí)，它可能無(wú)法有效地對(duì)玻璃內(nèi)部進(jìn)行改質(zhì)。改質(zhì)效果不佳的區(qū)域在后續(xù)的裂片過(guò)程中可能會(huì)表現(xiàn)出不良特性，如產(chǎn)生毛刺或崩邊。這是因?yàn)檫@些區(qū)域的材料強(qiáng)度或結(jié)構(gòu)可能因激光處理不足而受到影響，使得它們?cè)谑艿酵饬ψ饔脮r(shí)更容易出現(xiàn)破損或不規(guī)則的邊緣。如圖1中箭頭所示位置為沒(méi)有進(jìn)行有效改質(zhì)的區(qū)域，在后續(xù)的裂片過(guò)程中，箭頭所示位置在外力作用下極易出現(xiàn)破損或不規(guī)則的邊緣。

3、因此，在處理毛玻璃時(shí)，需要特別注意激光功率、照射時(shí)間以及照射方式等參數(shù)的選擇，以確保玻璃內(nèi)部能夠均勻且有效地被改質(zhì)，從而減少裂片后產(chǎn)生不良的可能性。

4、對(duì)于毛玻璃激光切割，現(xiàn)有技術(shù)主要采用了以下幾種方法：

5、(1)透明液體與透明玻璃貼合技術(shù)：如中國(guó)專利文獻(xiàn)cn109759727a所述，該方法在待加工的毛玻璃兩側(cè)涂上一層透明液體，并用透明玻璃壓緊，以去除內(nèi)部氣泡，使原本透光性差的毛玻璃變得透明，便于激光穿透。隨后，使用特定光束(如bessel光束)對(duì)玻璃進(jìn)行切割。該方案的優(yōu)缺點(diǎn)如下：

6、優(yōu)點(diǎn)：可以解決毛玻璃表面散射問(wèn)題，提高激光切割質(zhì)量。

7、缺點(diǎn)：切割工藝復(fù)雜，毛玻璃與透明玻璃固定不易，容易產(chǎn)生氣泡，降低切割精度。同時(shí)，透明玻璃的使用增加了材料成本，不適用于產(chǎn)線大批量加工。

8、(2)自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)：如中國(guó)專利文獻(xiàn)cn112975162a所述，該技術(shù)利用自適應(yīng)光學(xué)原理，通過(guò)波前探測(cè)器實(shí)時(shí)檢測(cè)待切割毛玻璃的表面形貌數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)反饋給波前控制器。波前控制器根據(jù)這些數(shù)據(jù)控制波前校正器對(duì)激光束的相位進(jìn)行調(diào)制，以補(bǔ)償因毛玻璃表面不平整造成的波前相位畸變。該方案的優(yōu)缺點(diǎn)如下：

9、優(yōu)點(diǎn)：通過(guò)實(shí)時(shí)檢測(cè)和補(bǔ)償波前相位畸變，能夠顯著提高激光切割毛玻璃的精度和質(zhì)量。

10、缺點(diǎn)：該技術(shù)設(shè)備復(fù)雜且成本高昂，需要高精度的波前探測(cè)器和校正器，不適用于所有生產(chǎn)場(chǎng)景。

11、(3)uv膠涂覆與固化技術(shù)：中國(guó)專利文獻(xiàn)cn115159828b提出了一種在毛玻璃表面涂覆uv膠，并進(jìn)行覆膜、固化和去除覆膜的處理流程。這種預(yù)處理方式使毛玻璃的涂膠區(qū)域變得透明，激光束能夠輕易穿透，并且由于涂膠區(qū)域覆蓋了激光切割區(qū)域，因此能保證切割效果。該方案的優(yōu)缺點(diǎn)如下：

12、優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單，耗材消耗少，能有效降低生產(chǎn)成本。uv膠固化后的表面特性穩(wěn)定，不會(huì)在加工過(guò)程中出現(xiàn)氣泡等影響激光切割的因素。

13、缺點(diǎn)：雖然相比透明玻璃貼合技術(shù)成本有所降低，但uv膠的涂覆和固化仍需要一定的時(shí)間和設(shè)備投入。

14、(4)水解油絲印技術(shù)：如中國(guó)專利文獻(xiàn)cn116275590a所述，該方法在毛玻璃的至少一個(gè)毛面上絲印水解油，得到光滑平整的水解油層，進(jìn)而有利于激光通過(guò)該層對(duì)毛玻璃進(jìn)行切割。該方案的優(yōu)缺點(diǎn)如下：

15、優(yōu)點(diǎn)：絲印工藝簡(jiǎn)單，水解油層易于獲得且光滑平整，有利于激光切割。切割完成后，水解油易于水洗去除，工藝簡(jiǎn)便。

16、缺點(diǎn)：水解油的選擇和涂覆均勻性對(duì)切割效果有一定影響，需要精確控制絲印工藝參數(shù)。

17、因此，開(kāi)發(fā)一種既能有效消除漫反射、又能實(shí)現(xiàn)高效加工和優(yōu)質(zhì)表面處理的綜合加工方法，成為當(dāng)前毛玻璃加工領(lǐng)域亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種毛玻璃激光切割與倒角系統(tǒng)及方法，本發(fā)明的方案既能有效消除漫反射、又能實(shí)現(xiàn)高效加工和優(yōu)質(zhì)表面處理。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，第一方面，本發(fā)明提供了一種毛玻璃激光切割與倒角系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括液體涂覆裝置、激光加工裝置、激光加工平臺(tái)、化學(xué)蝕刻裝置、裂片裝置；

3、所述液體涂覆裝置包括涂覆單元、供液?jiǎn)卧?、液體輸送單元；所述液體輸送單元用于將液體從所述供液?jiǎn)卧斔偷剿鐾扛矄卧鐾扛矄卧糜谘厮黾す饧庸ぢ窂皆谒雒ＡУ谋砻嫱扛惨后w，形成液體薄膜；

4、所述激光加工裝置包括激光器、光束調(diào)節(jié)單元，所述光束調(diào)節(jié)單元用于將所述激光器發(fā)出的激光光束調(diào)節(jié)成多焦點(diǎn)激光仿形光束，所述激光加工裝置用于穿過(guò)所述液體薄膜對(duì)所述毛玻璃進(jìn)行激光改質(zhì)，以在所述毛玻璃表面形成由微孔構(gòu)成的邊緣和倒角輪廓；所述激光仿形光束為包括邊緣和倒角形狀的仿形光束；

5、所述液體涂覆裝置和所述激光加工裝置機(jī)械連接；

6、所述激光加工平臺(tái)用于承載所述毛玻璃；

7、所述化學(xué)蝕刻裝置用于對(duì)激光加工后的毛玻璃進(jìn)行化學(xué)蝕刻，以在所述邊緣和倒角輪廓處形成裂縫；

8、所述裂片裝置用于對(duì)所述化學(xué)蝕刻后的毛玻璃進(jìn)行裂片處理。

9、本發(fā)明提供的毛玻璃激光切割與倒角系統(tǒng)中，所述激光加工平臺(tái)包括載物臺(tái)、載物臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述載物臺(tái)用于承載所述毛玻璃，所述載物臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)用于根據(jù)激光加工路徑驅(qū)動(dòng)所述載物臺(tái)在水平面內(nèi)移動(dòng)。

10、本發(fā)明提供的毛玻璃激光切割與倒角系統(tǒng)中，所述載物臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括x軸移動(dòng)模組、y軸移動(dòng)模組，所述x軸移動(dòng)模組與所述y軸移動(dòng)模組分別用于根據(jù)激光加工路徑驅(qū)動(dòng)所述載物臺(tái)沿x軸和y軸方向移動(dòng)。

11、本發(fā)明提供的毛玻璃激光切割與倒角系統(tǒng)中，所述裂片裝置包括高壓氣源噴射裝置、移動(dòng)裂片平臺(tái)；

12、所述移動(dòng)裂片平臺(tái)包括裂片平臺(tái)、裂片平臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述裂片平臺(tái)用于承載所述毛玻璃，所述裂片平臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動(dòng)所述裂片平臺(tái)在水平面內(nèi)移動(dòng)；所述裂片平臺(tái)內(nèi)設(shè)置有真空吸附單元和超聲波發(fā)生器，所述真空吸附單元用于將所述毛玻璃吸附在所述裂片平臺(tái)上，所述超聲波發(fā)生器用于提供加速裂片的機(jī)械力；

13、所述高壓氣源噴射裝置設(shè)置于所述移動(dòng)裂片平臺(tái)上方，噴嘴朝下設(shè)置；

14、所述高壓氣源噴射裝置用于對(duì)所述毛玻璃施加壓力。

15、本發(fā)明提供的毛玻璃激光切割與倒角系統(tǒng)中，所述激光加工裝置包括z軸移動(dòng)模組，所述z軸移動(dòng)模組用于驅(qū)動(dòng)所述激光器的激光頭在垂直方向移動(dòng)。

16、第二方面，本發(fā)明提供了一種毛玻璃激光切割與倒角方法，所述方法包括以下步驟：

17、步驟s1，液體涂覆裝置沿著激光加工路徑在毛玻璃表面形成一層液體薄膜；激光加工裝置同步發(fā)出激光仿形光束，沿著激光加工路徑、穿過(guò)所述液體薄膜對(duì)所述毛玻璃進(jìn)行激光改質(zhì)加工；

18、步驟s2，對(duì)激光改質(zhì)加工后的毛玻璃進(jìn)行化學(xué)蝕刻；

19、步驟s3，采用裂片裝置對(duì)化學(xué)蝕刻后的毛玻璃進(jìn)行裂片。

20、本發(fā)明提供的毛玻璃激光切割與倒角方法中，所述步驟s1之前還包括：

21、對(duì)毛玻璃進(jìn)行清洗。

22、本發(fā)明提供的毛玻璃激光切割與倒角方法中，所述步驟s1之前還包括：

23、構(gòu)建激光外光路，按照加工要求調(diào)試出仿形光束。

24、本發(fā)明提供的毛玻璃激光切割與倒角方法中，所述步驟s1之前還包括：

25、安裝調(diào)試好液體涂覆裝置。

26、本發(fā)明具有如下有益效果：本發(fā)明的方案采用液體涂覆裝置在毛玻璃表面按照激光加工路徑涂覆一層液體薄膜，以消除毛玻璃表面的漫反射，激光加工裝置發(fā)出激光仿形光束，激光仿形光束穿過(guò)液體薄膜聚焦到毛玻璃內(nèi)部，在毛玻璃表面形成間隔一定距離的微孔，微孔的連線構(gòu)成邊緣與倒角的輪廓，然后對(duì)毛玻璃進(jìn)行化學(xué)蝕刻，使邊緣與倒角的輪廓線加深，最后通過(guò)高壓氣源對(duì)輪廓線附近施加壓力，實(shí)現(xiàn)裂片，得到目標(biāo)毛玻璃。本方案的液體涂覆裝置操作簡(jiǎn)便、成本低；通過(guò)在毛玻璃表面涂覆液體薄膜，消除漫反射，使激光能量更加集中，加工邊緣更加平滑、均勻；涂覆液體薄膜與激光加工同步進(jìn)行，縮短了加工周期、提高了生產(chǎn)效率，具有較高的實(shí)用價(jià)值和應(yīng)用前景。