玻璃與陶瓷 Class & Ceramics

│玻璃與陶瓷Class & Ceramics│

玻璃與陶瓷概述 Overview

玻璃和陶瓷材料是無機的和非金屬的。它們具有許多物理特性，包括堅硬、堅硬和易碎。這兩種材料之間的主要區別在於玻璃是完全無定形的，而陶瓷是結晶的。最常見的玻璃類型是鈉鈣玻璃，它主要由二氧化矽（沙子）組成，並添加了碳酸鈉（蘇打）和氧化鈣（石灰）。蘇打和石灰添加劑使玻璃易於在高溫下成型以形成餐具、窗戶等。還有一些技術玻璃具有不同的添加劑以提供某些特性，如高溫相容性或高強度。

陶瓷是通過產生結晶氧化物、氮化物或碳化物的濃稠液化混合物而形成的。將混合物製成所需的形狀，然後在高溫下燒製以形成固體陶瓷片。最早的陶瓷是通過燒製粘土製成器皿和瓷磚而形成的。氧化鋁（氧化鋁）和碳化鎢等現代陶瓷經過精心設計，可提供電絕緣和耐磨性等特性。玻璃和陶瓷材料最常見的雷射加工方法是打標和雕刻。

玻璃與陶瓷材料的類型Types of Glass and Ceramic Materials

│玻璃與陶瓷材質加工│

所有材料都具有決定雷射光束如何相互作用並因此改變材料的獨特特性。玻璃和陶瓷最常見的工藝如下：

玻璃與陶瓷的雷射雕刻

CO ₂雷射光束的能量局部加熱玻璃和陶瓷材料，導致材料表面形成微裂紋。重複的雷射加工過程會導致裂縫擴大，直到小芯片鬆動。經過幾次雷射掃描後，在材料表面形成了深度清晰的雷射雕刻。雷射雕刻玻璃和陶瓷材料的通常深度為 0.012 至 0.015 英寸（300 至 375 微米）。玻璃和陶瓷材料的雕刻採用多道次，以避免過多的熱量積聚，從而導致材料開裂。雕刻完成後，應使用硬毛刷清潔表面以去除鬆散的材料碎片。

玻璃與陶瓷的雷射打標

對於玻璃，CO₂ 的能量雷射光束局部加熱表面，導致形成微裂紋。裂縫衍射光線，在雷射打標區域形成明亮的磨砂外觀。對於某些陶瓷，可以使用 CO ₂雷射器或光纖雷射器來創建可見標記，而無需去除大量材料。雷射能量使陶瓷變暗，形成清晰、清晰的標記。雷射打標可用於傳達諸如序列號或徽標之類的信息。

組合工藝

上述雷射雕刻和打標工藝可以組合在一起，而無需移動或重新固定複合材料。

│一般玻璃和陶瓷雷射系統加工注意事項│

雷射與材料的相互作用幾乎總是產生氣態流出物和/或顆粒。雷射加工的副產品應該排到外部環境中。或者，可以先用過濾系統處理廢氣，然後將其排到外部環境。所有雷射工藝都會產生熱量。因此，玻璃和陶瓷雷射材料加工應始終受到監督。

平台尺寸–必須足夠大以容納將要進行雷射加工的最大玻璃或陶瓷片，或配備 4 級能力以處理更大的片。

波長–CO ₂雷射的 10.6 微米波長推薦用於玻璃和陶瓷雷射雕刻、玻璃打標以及氧化鋯等某些陶瓷材料的打標。建議使用 1.06 微米波長的光纖雷射器對某些陶瓷材料（如矽酸鋁）進行雷射打標。

雷射功率–至少 40 瓦的 CO ₂雷射功率推薦用於玻璃和陶瓷雷射雕刻和玻璃打標，以及氧化鋯等某些陶瓷材料的打標。建議使用至少 40 瓦的光纖雷射功率對某些陶瓷材料（如矽酸鋁）進行雷射打標。
透鏡–小光斑透鏡（小於 0.005 英寸或 125 微米）是雷射雕刻和雷射打標玻璃和陶瓷材料的最佳選擇。
排氣–必須有足夠的流量來去除玻璃和陶瓷雷射雕刻和打標設備產生的氣體和顆粒。
空氣輔助–在雷射焦點附近提供空氣噴射，以幫助在雷射加工過程中去除玻璃和陶瓷碎片。

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