本文作者：武漢市特種設備監督檢驗所 江偉(wei) 等

安全玻璃是指符合現行國家標準的鋼化玻璃、夾層玻璃及由鋼化玻璃或夾層玻璃組合加工而成的其他玻璃製品，如安全中空玻璃等。安全玻璃根據不同的需要可用普通玻璃、鋼化玻璃、熱增強玻璃來製成，也可製成中空玻璃。安全玻璃具有良好的安全性，抗衝(chong) 擊性和抗穿透性，具有防盜、防爆、防衝(chong) 擊等功能。正是由於(yu) 其優(you) 良的特性，安全玻璃被廣泛應用於(yu) 特種設備領域。如觀光電梯，扶梯等設備。

安全玻璃關(guan) 乎群眾(zhong) 生命財產(chan) 安全,我國將安全玻璃納入第一批實施3C認證的產(chan) 品目錄。3C認證的全稱為(wei) “中國強製性產(chan) 品認證”,它是我國政府為(wei) 保護消費者人身安全和國家安全、加強產(chan) 品質量管理、依照法律法規實施的一種產(chan) 品合格評定製度,是產(chan) 品進入市場的通行證，是安全的防火牆。準許使用的標準樣式如圖1所示。

目前3C認證標誌的加施方式主要采用移印法、絲(si) 網印刷、蝕刻法等方法。其中，移印法的墨層薄、抗物理性差、印刷麵積受膠頭、鋼板局限，不可印刷大麵積產(chan) 品。而絲(si) 網印刷速度較低、不能印刷很精細的圖案、油墨對環境存在汙染、耗材成本較高。

激光打標是生產(chan) 工藝中廣泛應用的一種技術，利用適當能量密度的、匯聚在工件表麵的激光光束對目標表麵掃描，使材料發生物理或化學的變化，在表麵上形成痕跡，從(cong) 而形成標記的過程。它屬於(yu) 一種非接觸的打標方式，與(yu) 傳(chuan) 統的加工方法相比，具有應用範圍廣、打標速度快、性能穩定、質量高、運行成本低、環境汙染小、易於(yu) 用計算機控製及與(yu) 其它設備實現同步運轉等優(you) 點,因此，激光打標已成為(wei) 激光的重要應用領域之一。

激光打標技術可用於(yu) 透明材料的標刻，在傳(chuan) 統透明材料打標中，目前主要有三種方法:①采用CO2激光器進行直接打標，但是該方法標示的對比度不高，在淺色材質上難以識別;②采用綠激光進行直接打標，但是綠激光設備成本較高;③采用噴墨+紅外激光打標，該方法對油墨消耗量較大，油墨耗材成本也較高，且對環境有一定汙染，而且所打標記不耐腐蝕不耐水。

激光黑色打標是將待加工樣件下方與(yu) 放置在石墨片上方，使其保持緊密相連，然後將激光聚焦到兩(liang) 者交界麵處，進行標記。其加工機理為(wei) 激光對石墨片的劇烈燒蝕，接觸麵處的瞬時高溫高壓作用，使得石墨顆粒以高速從(cong) 石墨靶材的表麵脫離，並附著在玻璃表麵，實現黑色標記。采用該方法，可以在玻璃等透明材料.上實現質量好，對比度高的黑色打標，而且所標刻的標記防水耐腐蝕。此外，相對傳(chuan) 統的噴墨方式，石墨可以做到反複使用，因此耗材的成本低廉。

本文提出將激光黑色打標應用在安全玻璃的3C標識標記，采用MOPA脈衝(chong) 光纖激光實現安全玻璃黑色標記。

1、實驗材料與(yu) 方法

1.1 實驗材料

安全玻璃中尤以夾層玻璃以及用夾層玻璃製成的中空玻璃的綜合性能為(wei) 最佳。夾層玻璃是由兩(liang) 片或者兩(liang) 片以上玻璃用合成樹脂粘接在一起而製成的種安全玻璃。夾層玻璃的原片主要是普通玻璃。中間有機材料最常用的是PVB(聚Z烯醇縮丁醛)，也有甲基丙烯酸甲酯，有機矽，聚氨酯等。當外層玻璃受到衝(chong) 擊發生破裂時,破片被膠粘住，隻形成輻射狀裂紋,不致因碎片飛散造成人身傷(shang) 亡事故。夾層玻璃的構造如圖2所示。

1.2實驗方法

本實驗的加工裝置如圖3所示。采用IPG公司的YLPM係列摻鐿光纖激光器作光源。掃描振鏡采用的是SCANLAB公司的高速振鏡，最大轉速可達100rad/s，最大掃描速度可達2000mm/s。石墨片固定在XY工作台.上，玻璃置於(yu) 石墨片上方，其下表麵與(yu) 石墨片緊密接觸，激光束聚焦在交界麵處。激光標記完成後，玻璃可以很容易的與(yu) 石墨片分離開來。

由於(yu) 激光打標後，玻璃周圍有粉末。因此實驗後再依次使用丙酮溶液、去離子水各進行超聲波清洗，每次清洗時間為(wei) 5min，最後進行幹燥處理。

2、結果與(yu) 討論

2.1激光黑色標記的機理和過程

激光黑色打標的過程可以概括為(wei) 以下幾個(ge) 步驟，首先，脈衝(chong) 激光輻照石墨片靶材，由於(yu) 高溫的作用，石墨片靶材迅速氣化形成石墨顆粒，並形成等離子雲(yun) 。然後隨著脈衝(chong) 激光的繼續輻照，等離子體(ti) 雲(yun) 快速的爆發並持續吸收激光的能量,這一係列作用導致了局部產(chan) 生了高溫和高壓。隨後，由於(yu) 局部區域的高壓高溫作用以及等離子體(ti) 的快速膨脹，石墨顆粒以極快的速度從(cong) 石墨靶材表麵脫離,並附著在已經軟化的玻璃表麵，冷卻後最終形成玻璃表麵的黑色標記。其過程如圖4所示。

2.2激光黑色打標應用

通過激光黑色打標方法，用振鏡頭來控製激光束的掃描路徑，從(cong) 而使得激光束的掃描路徑更加靈活，可以在夾層玻璃上加工出所需要的圖案標誌。如圖5所示為(wei) 在玻璃上所加工出來的3C標誌以及二維碼圖案。由圖可以看到圖案標誌很細膩，質量較好。二維碼圖案可以提供玻璃的生產(chan) 廠家，生產(chan) 時間，玻璃型號等信息。此外，還可以根據需求在玻璃_上加工出所需的裝飾圖案或文字信息，提高安全玻璃的美觀性。

3、結語

本文通過使用激光黑色打標方法，在安全玻璃上實現了高對比度的黑色標記以及圖案，該技術相比傳(chuan) 統的標記施加方案具有對比度高,成本低廉;無汙染，靈活度高，加工效率高等優(you) 點，為(wei) 特種設備安全玻璃標誌的施加問題提供了一種新的解決(jue) 思路。