接觸式球鏡輔助Nd-YAG雷射熱裂法之玻璃切割裂紋分析

Abstract

摘要 本文在討論雷射熱裂法輔玻璃球鏡加壓之玻璃切割，觀察切割路徑位於轉折處之裂紋變化現象，並透過改變不同的加工參數，例如，雷射?率、雷射速度、球鏡大小、球鏡加壓的力量等等，控制裂紋的生長情形，並找到適合的加工參數。 數值模擬部分，首先先利用光學軟體ZEMAX確認雷射光斑直徑，接著將此光斑代入ANSYS內部計算出試件的溫度場，接著在給予試件赫茲應力，並且將計算完畢的溫度場代入疊加在一起，而獲得整體試件的應力場，其中包含了熱應力以及赫茲應力。 實驗加工部分，本研究係利用Nd-YAG雷射加工鈉鈣玻璃，預先將鈉鈣玻璃表面上燻上一層碳質層，接著將試件置入夾治具，利用Z軸昇降平台上昇使試片與球透鏡之間產生一個接觸力，也因為邊界拘束條件的影響，整體試件會產生一個彎矩的效應，最後雷射於試件內加工一個封閉正方形路徑。 實驗結果顯示出，隨著雷射?率提高，交叉裂紋的數量會隨之增加，若提高球透鏡加壓力量，可以有效的減少側向裂紋，若雷射速度較慢，可以有效的使直線裂紋穩定的生長，所以使用適當的雷射速度、雷射?率以及加壓的力量，可以獲得較優良的裂紋品質。 關鍵字 : 雷射切割；球透鏡；裂紋生長

Date of Award	2014 Aug 28
Original language	Chinese
Supervisor	Jehnming Lin (Supervisor)