一种陶瓷切割无微裂纹、切口粗糙度低的激光切割方法
1.技术领域：本发明涉及陶瓷切割方法，具体涉及一种激光切割陶瓷的方法。
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背景技术：
目前在陶瓷切割领域，已经在使用激光进行切割，较多的使用激光直接对陶瓷进行切割，由于陶瓷具有一定的脆性，在加工2mm以上较厚的陶瓷通过直接激光切割的方式加工容易出现断裂，加工失败的情况， 而且陶瓷的激光吸收率差，直接激光切割的方式，陶瓷激光切割的切口处容易出现热损伤导致加工截面粗糙。
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技术实现要素：
本发明需要解决的技术问题是提供一种激光切割陶瓷的方法以达到对各种厚度的陶瓷制品进行激光切割，并且切割的陶瓷良品率高，切割精度更好的目的。
4.为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种激光切割陶瓷的方法：包括以下步骤:步骤一：在陶瓷上选择需要进行激光切割的区域；步骤二：在需要激光切割的部位增加相变层；步骤三：打开激光器，使相变层由固态相变为气态的状态下对陶器进行切割。
5.作为本发明的一种优选技术方案；所述相变层由基层和材料层组成，将材料层由固态加热到液态后，均匀涂抹基层上后冷却干燥制成。
6.作为本发明的一种优选技术方案：所的述材料层为：固体石蜡层，精炼石蜡层或微晶蜡层等，基层为是pet膜、abs膜、pu膜等。
7.作为本发明的一种优选技术方案；所述的基层为pet膜，材料层为精炼石蜡层，将精炼石蜡放置在坩埚内固态变为液态，加热至完全由固态变为液态后，放入干燥保温箱保温放置10-30分钟，在加热台上加热pet膜和涂布器，将准备好的液体精炼石蜡倒在涂布器之上充分浸润涂布器，水平将涂布器从pet膜的一端拉倒pet膜的另一端，将pet膜水平放置在水中，形成相变层。
8.作为本发明的一种优选技术方案；将陶瓷表面加热后将相变层放置陶瓷表面，pet膜为一边先行覆盖，再将另一边缓缓放下，然后材料层与陶瓷贴合，陶瓷表面冷却后取下pet膜，陶瓷表面形成精炼石蜡层。
9.作为本发明的一种优选技术方案；所述的在激光器功率为1000-2000w，时频率提升100-200hz。
10.本发明由于采用上述技术方案，激光器加热的过程中，相变层在相变过程中吸热的特性，减少了陶瓷在加工过程中的热损伤。提升了陶瓷加工的稳定性能，不易断裂，大幅度降低陶瓷加工过程中切口的粗糙度并且由于激光加工所需能量伴随陶瓷厚度增加而增加，所以在加工较厚陶瓷时陶瓷的热损伤会加剧，相变层存在增加了激光器能量，增加了陶瓷加工的厚度。
11.具体实施方式：一种激光切割陶瓷的方法：包括以下步骤:在陶瓷上选择需要进行激光切割的区域；
在需要激光切割的部位增加相变层；利用相变材料存在一定温度发生相变的特性，相变层由基层和材料层组成，材料层贴合陶瓷表面，基层采用pet膜，由于pet膜具有防静电和防划伤的优点，有很好的吸附性，贴合性和极性，同时具有较高的熔点。可以防止在薄膜制作过程中吸附灰尘，保证薄膜洁净度。吸附贴合性好，可以很好的和陶瓷、材料层贴合。并且具有较高的熔点，可以兼容大部分的相变材料。
12.材料层选用的材料需要具有，理化性能稳定，较大的相变潜热，常温下为固态，固液相变的温度小于150℃等特性，材料层为：固体石蜡层，精炼石蜡层或微晶蜡层等。 基层组成材料需要具有吸附性，极性和较高的熔点。基层为是pet膜、abs膜、pu膜等。
13.材料层选用精炼石蜡层，制作精炼石蜡层时，先把精炼石蜡放入坩埚中，通过加热台加热坩埚的使精炼石蜡由固态变为液态，在加热过程中，不可使用工具搅拌，在搅拌的过程中会产生气泡影响精炼石蜡层的质量。加热温度可大于相变温度30℃。待加热至完全由固态变为液态后，且无明显颗粒，放入干燥保温箱保温放置20分钟，挥发精炼石蜡中的水分。方可使用。如材料中残留水分过多，会影响精炼石蜡层质量。
14.精炼石蜡层加热到液态后，在加热台上加热pet膜和涂布器，温度设定为高于相变温度5℃，这样利于降低精炼石蜡层的流动性，便于后续降温成膜。将准备好的液体精炼石蜡倒在涂布器之上充分浸润涂布器，水平将涂布器从pet膜的一端拉倒pet膜的另一端，获得厚度均匀的液膜，将pet膜水平放置在低于相变温度40-50℃的纯水中，纯水的比热容较大，可以快速降温，同时可以防止降温过快出现相变膜龟裂，使相变材料迅速凝固，制成厚度均匀的固态精炼石蜡层。
15.精炼石蜡层制作完成后，通过晶圆加热台加热待切割陶瓷，至表面温度大于相变温度5℃。，使陶瓷表面温度均一。
16.相变层放置陶瓷表面，使得pet膜与陶瓷表面贴合。pet膜为一边先行覆盖，再将另一边缓缓放下，防止内部产生气泡。贴敷薄膜后，静止放置，利用pet膜重力迫使薄膜均匀填充陶瓷表面，在加热状态下，由于pet膜具有较强极性，精炼石蜡层与pet膜附着力精炼石蜡层与陶瓷的附着力，精炼石蜡层会与pet膜分离，冷却后取下pet膜，陶瓷表面形成精炼石蜡层。
17.打开激光器，使相变层由固态相变为气态的状态下对陶器进行切割。
18.将相变层放置在陶瓷表面后，按正常参数进行激光加工。由于陶瓷表面存在相变层，在激光加工的过程中，陶瓷表面的相变层发生相变，精炼石蜡层由固态变为气态，带走大量的热量，可以减少陶瓷表面的热积累，减少陶瓷表面微裂纹的产生。同时可以增加激光加工的功率，功率由原来的1000w提升至1500w，同时激光加工频率可以提升100-200hz，可以使陶瓷承受更密集的打孔频率，提升加工的准确性。
19.同时相变层在激光加工过程中发生相变吸热的特性有效的改善的热效应，同时相变层有常温固态的特性，易于在陶瓷表面形成均匀的保护薄膜。如果在加工过程中，如果出现材料层由固态转化为液态，必须立即停止加工，这是由于陶瓷表面出现热积累，需要调整激光功率参数。
技术特征：
1.一种陶瓷切割无微裂纹、切口粗糙度低的激光切割方法：其特征在于：包括以下步骤:步骤一：在陶瓷上选择需要进行激光切割的区域；步骤二：在需要激光切割的部位增加相变层；步骤三：打开激光器，使相变层由固态相变为气态的状态下对陶瓷进行切割。2.根据权利要求1所述的一种激光切割陶瓷的方法：其特征在于：所述相变层由基层和材料层组成，将材料层由固态加热到液态后，均匀涂抹基层上后冷却干燥制成。3.根据权利要求2所述的一种激光切割陶瓷的方法：其特征在于：所的述材料层为：固体石蜡层，精炼石蜡层或微晶蜡层等，基层为是pet膜、abs膜、pu膜等。4.根据权利要求3所述的一种激光切割陶瓷的方法：其特征在于：所述的基层为pet膜，材料层为精炼石蜡层，将精炼石蜡放置在坩埚内固态变为液态，加热至完全由固态变为液态后，放入干燥保温箱保温放置10-30分钟，在加热台上加热pet膜和涂布器，将准备好的液体精炼石蜡倒在涂布器之上充分浸润涂布器，水平将涂布器从pet膜的一端拉倒pet膜的另一端，将pet膜水平放置在水中，形成相变层。5.根据权利要求4所述的一种激光切割陶瓷的方法：其特征在于：将陶瓷表面加热后将相变层放置陶瓷表面，pet膜为一边先行覆盖，再将另一边缓缓放下，然后材料层与陶瓷贴合，陶瓷表面冷却后取下pet膜，陶瓷表面形成精炼石蜡层。6.根据权利要求1-5所述的一种激光切割陶瓷的方法：其特征在于：所述的在激光器功率为1000-2000w，时频率提升100-200hz。
技术总结
一种陶瓷切割无微裂纹、切口粗糙度低的激光切割方法，陶瓷表面设置相变层，激光器加热的过程中，相变层在相变过程中吸热的特性，减少了陶瓷在加工过程中的热损伤。提升了陶瓷加工的稳定性能，不易断裂，大幅度降低陶瓷加工过程中切口的粗糙度并且由于激光加工所需能量伴随陶瓷厚度增加而增加，所以在加工较厚陶瓷时陶瓷的热损伤会加剧，相变层存在增加了激光器能量，增加了陶瓷加工的厚度。增加了陶瓷加工的厚度。
技术研发人员：文永正 王诣宸 金跃 杨涛 谭永 王晓波 姚佳栋 周济
受保护的技术使用者：乌镇实验室
技术研发日：2022.11.14
技术公布日：2023/3/31