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清洗

玻璃镀膜清洗新突破,光纤激光器也能完美诠释

激光制造网 来源:锐科激光2022-06-17 我要评论(0 )   

2021年上半年,全国建材行业运行总体平稳,质量效益全面提升,行业生产稳定,产量增长较快,主要产品出厂价格环比小幅回升,经济效益继续大幅增长,商品进、出口金额同...

2021年上半年,全国建材行业运行总体平稳,质量效益全面提升,行业生产稳定,产量增长较快,主要产品出厂价格环比小幅回升,经济效益继续大幅增长,商品进、出口金额同比大幅增长。据国家统计局数据,1-6月,平板玻璃产量5.1亿重量箱,同比增长10.8%;平板玻璃工业出厂价格环比上涨11.2%,同比增长74.1%。规模以上平板玻璃工业营业收入同比增长46.2%,利润总额同比增长155%。由此可见,玻璃需求巨大。


而在加工离线玻璃时,需要把玻璃边部的膜层去掉,这是玻璃合中空前的一项工艺要求。玻璃的膜层主要为金属膜,生产工艺问题导致离线玻璃易氧化、跟胶的相容性不是很好,且银膜极易与其它物质发生反应而变黑,还会不断延伸,包括酸、碱、口水、汗渍都会与之反应。如果不除会导致与胶的基础面发红(类似红铜的颜色),久之会出现漏气、起雾等现象。所以,必须把可能与密封胶接触的膜层除去。


一、替代传统玻璃除膜清洗方式势在必行

传统的除膜方式采用的是除膜机,在除膜机上面安装树脂轮盘使其高速旋转,从而与玻璃表面摩擦达到除膜的效果。由于树脂轮与玻璃表面是硬接触,在树脂轮和玻璃接触的地方产生的应力极易使玻璃表面产生微裂纹,划横或直接脆裂。因此加工中报废率较高,同时加工过程中产生的微裂纹会随着时间的推移导致整个玻璃功能失效,甚至破裂造成安全隐患。自动化产线除膜系统是摩擦方式达到高效除膜,清除深度与贴合力有关。两种方式都需要接触玻璃,靠摩擦玻璃镀膜来清除,很容易应力过大造成玻璃碎裂。因此替代传统除膜方式显得特别重要。


手持除膜机


树脂轮盘


二、玻璃镀膜清洗要求标准     

玻璃镀膜清洗干净的标准是用白纸垫在玻璃下方,观察清洗的地方是否白净、不泛黄,具体如下图所示。


检测玻璃镀膜清洗干净示意图


三、

激光清洗技术开发

1)什么是激光清洗?


指利用高能激光束照射工件表面,使表面的污物、锈斑或涂层发生瞬间蒸发或剥离,高速有效地清除清洁对象表面附着物或表面涂层,从而达到洁净的工艺过程。它是基于激光与物质相互作用效应的一项新技术,与传统的机械清洗法、化学清洗法和超声波清洗法(湿清洗工艺)不同,它不需要任何破坏臭氧层的CFC类有机溶剂,无污染,无噪声,对人体和环境无害的一种“绿色”清洗技术。


(2)激光清洗原理是什么?



(3)激光清洗能量如何分布?


绿色-红色虚线区域为加工窗口


能量密度高于基材消融阈值,基材容易受到伤害,可以增加一定粗糙度;能量密度低于污染物消融阈值,则无法达到清洗干净的效果。


高斯光斑

圆形平顶光斑

方形平顶光斑


高斯光的波峰部分极容易对基材造成损伤,典型应用为铝合金、铜、铁等氧化层去除;如不希望伤害基材,例如模具清洗,优选平顶光,典型应用为模具清洗,精密零件除油污,油漆层去除等;提高清洗效率,同时又不损伤基材,优选方形平顶光斑分布。


四、玻璃镀膜清洗应用案例

RFL-P300H


RFL-P300H激光器是圆形光斑多模激光器,最大单脉冲能量为15mJ,聚焦后的光斑直径大约在0.36mm,光束质量因子M²为10。


激光镀膜玻璃照射光斑图


激光镀膜层清洗显微镜图


玻璃单银除膜参数为:130ns,300W,30kHz,线宽15mm,清洗速度6m/min,能清除干净镀膜表面,表面呈透明色,同时横向与纵向光斑也能搭接起来。


测试的几组工艺参数如下表所示:



RFL-P500H


RFL-P500H激光器是圆形光斑多模激光器,最大单脉冲能量为50mJ,聚焦后的光斑直径大约在1mm,光束质量因子M²为62.5。


激光镀膜玻璃照射光斑图   


激光镀膜层清洗显微镜图


玻璃单银除膜参数为:100ns,500W,15kHz,线宽15mm,清洗速度8m/min,能清除干净镀膜表面,表面呈透明色,同时横向与纵向光斑也能搭接起来。


测试的几组工艺参数如下图所示:


从以上数据可看到重复频率15kHz,扫描速度5m/s下清洗更彻底,白色更明显。


五、太阳能电池板镀膜清洗应用案例

太阳能电池板镀膜层清洗


清洗要求:为了边缘镶嵌进铝框中,要求清洗宽度10mm,由另一面去除反面黑色镀层,不得损伤玻璃基材,效率至少6m/min,清洗完之后呈透明色。



测试效果如下图所示:

太阳能电池板镀膜层清洗后效果图


由上图测试可知,用P300H清洗太阳能电池板镀膜层清洗效率达到6m/min,清洗后结果呈现透明色,清洗效果符合清洗要求。

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