藍(lán)寶石激光切割機(jī)的注意事項(xiàng)

        藍(lán)寶石激光切割機(jī)是一種高速度、高質(zhì)量的切割方法，對(duì)藍(lán)寶石晶片進(jìn)行切割，不僅具有加工速度快、切口質(zhì)量好的特點(diǎn)，并且可以對(duì)任意圖形進(jìn)行切割。而藍(lán)寶石材料是硬脆性材料，一般的機(jī)械加工會(huì)使藍(lán)寶石易產(chǎn)生裂紋、碎片、分層、崩邊、邊緣破裂和刀具易磨損等缺陷，又由于藍(lán)寶石化學(xué)穩(wěn)定性較好，使得傳統(tǒng)的化學(xué)加工方法對(duì)其難以加工。所以，藍(lán)寶石激光切割機(jī)的出現(xiàn)尤為重要。

       因?yàn)?/span>藍(lán)寶石的獨(dú)特性，當(dāng)我們操作藍(lán)寶石激光切割機(jī)的時(shí)候，我們也應(yīng)該注意的問題也會(huì)更多，下面進(jìn)行一組試驗(yàn)，來鑒別藍(lán)寶石激光切割機(jī)的注意事項(xiàng)：

       首先，QCW切割藍(lán)寶石原理如下圖所示，激光經(jīng)過光纖傳導(dǎo)到準(zhǔn)直鏡后通過聚焦鏡，最終在焦平面獲得聚焦光斑后作用于藍(lán)寶石表面實(shí)現(xiàn)切割；自動(dòng)控制系統(tǒng)控制移動(dòng)平臺(tái)能在X，Y方向移動(dòng)。采用QCW準(zhǔn)連續(xù)光纖激光器切割光學(xué)級(jí)藍(lán)寶石基片，厚度為0.52mm、直徑為5mm。

       應(yīng)用脈寬為0.15~0.18 ms、波長為1064 nm、光斑直徑為15μm、重復(fù)頻率為0~5 kHz、能量密度變化范圍為0~2.4 × 10⁵J/cm2、切割速度變化范圍為0~50 mm/s。加工采用氮?dú)庾鳛檩o助氣體，噴嘴直徑為0.5-1 mm。

       起刀線位置選擇：首先要在藍(lán)寶石切割軟件中將起刀線的位置設(shè)置好，我們通過改變角度Θ（起刀線與材料邊緣的角度）來改變起刀線的位置。并觀察和分析起刀線位置對(duì)切割質(zhì)量的影響Θ。依次選取15°、30°、45°、60°、75°和90°進(jìn)行試驗(yàn)，起刀線的長度為0.3mm。

        切割結(jié)果及分析：從最終的切割樣件照片可以看出：1. 顯微鏡上看切割后的藍(lán)寶石邊緣光滑、基本無掛渣、無毛刺；2. 切割面幾乎無坡度，錐度在100以內(nèi)；3. 藍(lán)寶石正面切割邊緣效果較好，崩邊尺寸的崩變量較背面崩邊尺寸小，背面崩邊量也控制在10μm以下。

       所以，影響藍(lán)寶石崩邊量的一個(gè)很重要的因素為激光能量密度，激光能量密度越大，藍(lán)寶石背面的崩邊現(xiàn)象越明顯，崩邊尺寸越大，所以在保證藍(lán)寶石能被切穿的同時(shí)降低激光功率對(duì)藍(lán)寶石背面崩邊情況有一定改善，但是能量越小在背面存在的掛渣就越嚴(yán)重，且不易清除。若適當(dāng)增大激光能量可使得藍(lán)寶石背面熔融材料成為粉末狀，從而可以改變藍(lán)寶石背面切割效果。

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