29. Лазерная обработка стекла, ее назначение.

Лазерное излучение обеспечивает возможность концентрации большой энергии в малой области пространства (λ от долей мкм до сотен мкм)

Лазерное изл. применяется для быстрого локального нагрева материала.

Для эффективного нагрева материал должен обладать хорошей поглощающей способностью для излучения, т. е. быть непрозрачным для данного излучения.

Стекла прозрачны для излучения с λ до 4,5 мкм, поэтому лазерное излучение должно иметь большую λ: СО-лазеры (5,1 – 5,7мкм); СО₂ –лазеры (10,6 мкм )

Из-за низкой теплопроводности стекла небольшой энергии достаточно для нагрева поверхности до очень высоких температур (вплоть до испарения). Поэтому изменяя дозировки лазерного луча, можно обеспечить разную степень нагревания и проведение различных операций: управляемое термораскалывание, при котором идет разделение стекла по линии нагрева лазерным лучом. Т_{нагрева} < Т_{стеклования}, но выше Т термостойкого стекла из-за появления напряжений, кот. приводят к появлению трещин. Такая трещина идет за лазерным лучом.

Преимущества: высокая точность геометрических размеров при лазерной обработке (резке).

30. Виды мех обработки. Абразивные материалы для обработки

Мех обработка – обраб. изделий в холодном состоянии с помощью шлифования или полирования.

Механич. обраб. вкл. след. стад.: резка, шлифов., плир, декарир. путём нанес алмаз. резьбы, сверление отверстий, фацетирование(обраб. стекла под опред. углом).

Шлифование стекла применяется для доводки геометр. размеров до заданных. При обработке оптическ. заготовок шлифование проводят в 2 стадии:

1. Грубая шлифовка – обдирка – при кот. происходит основной съём матер. (1-2 мм;)

2. Тонкая шлифовка – дистировка – это окончательная доводка геометрических размеров до заданных, съём 10-12 мкм и подготовка поверхности к полированию.

Стекло – хрупкий материал с высокой твёрдостью и низкой теплопроводностью, => при обработке стекла не применяются резание, как для Ме, т.к. из-за механич. и термич. нагрузок матер. будет разруш-ся. При шлифовании происх. постепенне снятие слоя стекла, при этом использ. тв. абразив. материалы (тв. 9-10;8 по Маосу).

Абразив. материала делятся по шлифующей способности. кот. оценивается относительно алмаза. Такие синтетич. матер. как В4С, N4B имеют шлиф. способ-ть = 6. К абраз. матер. относ. корунд, SiC, кварцевы песок, наждак(семсь корунда, гематита,магнатита и кварца).

абраз. матерю. предст. соб зёрна разл. крупности. По группе зернистости они делятся на шлифпорошок, шлифзерно и тонкие порошки.

Абраз. матер. мож. использ. в виде свобднго абразива: в виде суспензии шлифпрошка.

Если зёрна абразива закреплены на поверхн. инстр. с пом. связки, то речь идёт о абраз. инструменте. Чаще использ. алмаз. абраз. инстр. В качестве свободного абразива. использ. корунд.

Кач-во абраз. порошков опред. их шлиф. способ-ю и классом шереховатости получаемой пов-ти. Абраз. материал должен облад. способ-ю самозамачиваться, т.е. он должен не округляться, а разрушаться послойно.

Мех-м шлифования:

Под действие зёрен абразива происх. упругая деформ. стекла. Затем энергия упруги идеформ. преобраз. в энергию хим. атомов. Происход. возбужд. колеб-х движ. атомов, что и приводит к разрыву связей. часть энергии рассеив. в виде излуч. и в виде эмиссии частиц матер. Полезным явл. затрата механич. энерг. на измельчение матер. и эти затраты далеки от 100%. Это связано с тем, что часть энергии рассеив. в виде тепловой энергии, часть затрачивается на измельчение уже отколовшихся частиц и зёрен абразива. снятие слоя стекла происх. благодаря появл. и распред. трещин; пересечение трещин приводит к образ. выколок. Созд-ся рельефный слой и трещеноватый. Глубина этих слоёв зависит от природы и крупности зёрен абразива. Чем крупнее абразив, тем больше эти слои=>выше производительность шлифования и хуже качество пов-ти. Чем выше шлиф-щая способ-ть абразива, тем шлиф. более производительно. Производительность шлиф-я флинтовых стёкл больше кроновых из-за различия в твердости (ТВ. ф.< к).

При воздействии свободного абразива на стекло действуют силы: 1) вдавливание; 2)распенивающие действие воды; 3) при прокатывании зёрен ударно-вибрационные действия.

При шлиф-ии связанным абразивом единичное закрепленное стекло работает как абразив.

Особ-ть обраб-ки связанным абразивом – наличие направленной шерох-ти, кот. проявл. при большой крупности зерен. При грубой шлиф-ки связ. абразивом слой абразива нанос. на пов-ть в виде кольца.

Дистировка провод-ся алмазным инстр.

Механич. обраб. провод-ся с использ. воды или связочной охлажд. жид-ю. Роль воды: отвд тепла с пов-ти; расклеивающее действие; удаление разрушенных частиц стекла.

Чаще использ-ся смазочно-охлажд. жид-ть – вода с добавл. ПАВ. ПАВ адсорбир-ся на пов-ти стекла, снижая пов-ную энергию => сниж-ся прочности пов-ти.