Исследование и разработка процесса изготовления пластин заданной толщины из хрупких материалов методом лазерного параллельного термораскалывания, страница 10

Проводя вспомогательные параллельные трещины, можно облегчить и отделение слоя материала от заготовки, т.е. выход на край (см. соответствующий раздел). Параллельные трещины образуют «рамку» по краям материала, внутри которой широкая параллельная трещина выбирает слой.

8. Использование способов зарождения трещин.

Наиболее надежен из рассмотренных способ нанесения ударником Синани. Его и предполагается использовать в своем первоначальном виде (в виде ударника) или модернизированном (в виде ролика с выступами) для зарождения вспомогательных параллельных трещин. Основные параллельные трещины будут распространяться от вспомогательных.

Для экономии времени проведения процесса целесообразно использовать ударник Синани для зарождения одной из параллельных трещин, затем проводить остальные резы от неё.

Исследование процесса производилось на стекле М1.Стекло является аморфным и изотропным материалом с коэффициентом термического линейного расширения, теплопроводностью, теплоемкостью, хорошо подходящими для проведения ЛПТ с мощностью лазера 50-100 Вт, плотностью мощности 5-9 Вт/мм², скоростями резки 20-50 мм/с. Стекло хорошо поглощает излучение CO₂ лазера и удобно для проведения исследований.

Совмещение двух пучков проводилось с целью: (дополнить), цели добились.

Опыт проводился так: (дополнить)

Зависимость толщины от скорости следующая: (дополнить)

Зависимость толщины от плотности мощности следующая: (дополнить)

Зависимость разброса толщины от распределения энергии в пучке следующая: (дополнить)

Для того, чтобы на краю материала трещина проходила на той же глубине, что и в остальной части, применены следующие меры: (дополнить).

Влияние разворота пучка (дополнить).

Выход параллельной трещины на край стекла.

1 (зачем это нужно)

При рассмотрении картины напряжений при резке стекла принимается, что материал имеет бесконечную ширину (или ширина материала намного больше ширины параллельной трещины). В этом случае, какой бы ширины не была трещина, её края будут удерживаться материалом, и отделенный трещиной слой останется соединенным с общей частью стекла, что редко выполняется на практике. Для практического применения необходимо, чтобы слой материала можно было снять, а затем отделить и следующий за ним слой.

(условия сильно отличаются)(тему не раскрыл, переделать)

2. Способы вывода параллельной трещины на край стекла

Можно выделить несколько подходов:

1)  изменяя пучок лазерного излучения, создают такие условия, при которых глубина распространения трещины при приближению к краю материала оставалась постоянной;

2)  изменяя материал, облегчают распространение трещины на определенной глубине.

2.1 Изменение распределения мощности по поверхности материала.

Используется:

1)  изменение расстояния от края материала до пучка излучения;

2)  изменение распределения мощности по сечению пучка;

3)  поворот эллиптического пучка относительно направления движения;

4)  использование пучка не эллиптической формы, а дугообразной;

2.1.1 Изменение расстояния от пучка до края.

Способ основан на том, что ширина параллельной трещины больше, чем ширина пучка. Более подробно см. раздел 2.  Были проведены эксперименты с использованием стекла М1 толщиной 6-10 мм, лазера мощностью 100 Вт. Профиль трещины измерялся часовым индикатором.

(вставить схему)

Рисунок 2.1.1.1

Взаимное расположение эллиптического пучка, трещины и края материала.

(привести таблицу)(привести фото)(привести профиль)

Сделан вывод о плохой работе метода, не позволяющего получить ровный выход на край, так как в большинстве случаев отмечено изменение толщины снимаемого слоя более чем на 1,6 мм и «загнутый» край, плохое отделение слоя.

2.1.2 Изменение распределения мощности по сечению пучка.

(вставить схему)