1.本发明涉及材料切割技术领域，尤其涉及一种复合材料的激光切割工艺方法及设备。
背景技术：
2.多层复合光学片是一种多层复合镜片材料，它是在光学增亮片基础上进一步提高亮度所研发的工艺技术材料。与传统棱镜膜的增亮方式相比，多层光学片在增亮的同时，对视角没有影响，因此被广泛应用于lcd、tv这类对亮度要求很高的大尺寸产品中。而随着用户需求的不断增加，多层复合光学片的形状要求(如不规则多边形、带孔多边形等)也越来越多样化。因此，如何按需对多层复合光学片进行切割成为行业内的研究重点。
3.传统对多层复合光学片进行切割的方式为通过刀轮、砂轮等损耗品对多层复合光学片进行接触式切割。而由于多层复合光学片是基于树脂基底的柠檬酸脂聚合物(上下均为pet覆盖膜)，各层材质熔点、热变形温度均有较大差异，这就导致采用上述传统方式加工出来的多层复合光学片存在加工精度不够、不良品多的缺点。
4.上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
技术实现要素：
5.本发明的主要目的在于提供了一种复合材料的激光切割工艺方法及设备，旨在解决传统的切割工艺方法所加工的多层复合光学片的加工精度不够、不良品多的技术问题。
6.为实现上述目的，本发明提供了一种复合材料的激光切割工艺方法，所述方法包括以下步骤：
7.在切割设备中运行切割软件，并通过所述切割软件导入切割图档；
8.将待切割复合材料放置在所述切割设备的工作台上；
9.基于所述切割图档，使用所述工作台上的激光器以非接触的方式对所述待切割复合材料进行切割。
10.可选地，所述在切割设备中运行切割软件，并通过所述切割软件导入切割图档的步骤之前，还包括：
11.依次打开所述切割设备的设备总开关、冷水机开关、激光器开关、工控机开关以及电控箱开关启动所述切割设备；
12.对所述切割设备是否启动完成进行确认，并在所述切割设备启动完成时，执行所述在切割设备中运行切割软件，并通过所述切割软件导入切割图档的步骤。
13.可选地，所述将待切割复合材料放置在所述切割设备的工作台上的步骤，包括：
14.将待切割复合材料正面对应的光反射率与反面对应的光反射率进行对比，获得对比结果；
15.根据所述对比结果确定所述待切割复合材料的目标放置方式；
16.基于所述目标放置方式将待切割复合材料放置在所述切割设备的工作台上。
17.可选地，所述根据所述对比结果确定所述待切割复合材料的目标放置方式的步骤，包括：
18.若正面对应的光反射率大于反面对应的光反射率，则将反面朝上、正面朝下的放置方式作为目标放置方式。
19.可选地，所述根据所述对比结果确定所述待切割复合材料的目标设置方式，还包括：
20.若所述正面对应的光反射率小于或等于反面对应的光反射率，则将反面朝下、正面朝上的放置方式作为目标放置方式。
21.可选地，所述基于所述切割图档，使用所述工作台上的激光器以非接触的方式对所述待切割复合材料进行切割的步骤，包括：
22.通过所述切割软件将所述切割图档转换为激光路径图，所述激光路径图用于指示激光器所发射的激光在所述切割设备中的传播路径；
23.根据所述激光路径图控制所述激光器以非接触的方式对所述待切割复合材料进行切割。
24.可选地，所述根据所述激光路径图控制所述激光器以非接触的方式对所述待切割复合材料进行切割的步骤，包括：
25.根据所述激光路径图对所述激光器进行控制，并通过扩束镜改变所述激光器所发射激光的光束直径和扩散角，以使所述激光传播至振镜中；
26.通过所述振镜控制所述激光在x、y方向上的移动，并使用场镜对所述激光进行聚焦；
27.使用聚焦后的激光按照所述振镜控制的移动方向以非接触的方式对所述待切割复合材料进行切割。
28.可选地，所述扩束镜的适用波长为355nm，所述振镜的进光孔径为10mm、适用波长为355nm、扫描速度小于10000mm/s，所述场镜的适用波长为355nm、焦距为100mm。
29.可选地，所述激光器为紫外皮秒激光器；
30.其中，所述紫外皮秒激光器的功率为2.5w、频率为100khz；
31.所述紫外皮秒激光器所发射激光的波长为355nm、脉宽为6-15ps、速度为500mm/s。
32.此外，本发明还提供了一种复合材料的激光切割工艺设备，所述复合材料的激光切割工艺设备包括：激光器、扩束镜、振镜、场镜和工作台；
33.其中，所述激光器的激光发射端朝向所述扩束镜的入光端，所述扩束镜的出光端朝向所述振镜的入光端，所述振镜的出光端朝向所述场镜的入光端，所述场镜的出光端朝向所述工作台。
34.本发明在切割设备中运行切割软件，并通过切割软件导入切割图档；将待切割复合材料放置在切割设备的工作台上；基于切割图档，使用工作台上的激光器以非接触的方式对待切割复合材料进行切割。由于本发明上述方法采用激光器以非接触的方式对待切割复合材料进行切割，相比于传统的复合材料切割方法，本发明提供的复合材料的激光切割工艺方法所切割复合材料的热影响小，且切割后的复合材料边缘无毛刺，从而避免了传统的物理接触(如使用刀轮、砂轮等)切割方法所导致的复合材料变形、精度差的情况，进而提
升了切割后复合材料的品质。
附图说明
35.图1为本发明复合材料的激光切割工艺方法第一实施例的流程示意图；
36.图2为本发明复合材料的激光切割工艺方法第二实施例的流程示意图；
37.图3为本发明复合材料的激光切割工艺方法第三实施例的流程示意图；
38.图4为本发明复合材料的激光切割工艺设备的结构示意图。
39.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
40.应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
41.本发明实施例提供了一种复合材料的激光切割工艺方法，参考图1，图1为本发明复合材料的激光切割工艺方法第一实施例的流程示意图。
42.本实施例中，所述复合材料的激光切割工艺方法包括以下步骤：
43.步骤s10：在切割设备中运行切割软件，并通过所述切割软件导入切割图档。
44.需要说明的是，上述切割设备可以是包含了激光器、扩束镜、振镜、场镜和工作台等配件的设备。
45.应理解的是，上述切割图档的格式可以为dxf、dwg、plt中的任意一种，本实施例对此不加以限制。
46.可理解的是，上述切割软件为内置在上述切割设备中的一种预设软件，可以通过切割软件对切割设备的相关参数进行设置，如激光的波长、扩束镜的可变倍数、场镜的焦距等，从而使得切割设备按照既定的参数对待切割复合材料进行切割。
47.步骤s20：将待切割复合材料放置在所述切割设备的工作台上。
48.需要说明的是，上述待切割复合材料是一种多层复合镜片材料，它可以由树脂基底、柠檬酸脂聚合物以及pet薄膜(polyester film，聚脂薄膜)组成。具体地，上述柠檬酸脂聚合物可以为柠檬酸三丁酯或乙酰柠檬酸三丁酯。其中，上述待切割复合材料可以分为4层：第一层可以为50um的pet薄膜，第二层可以为15um的柠檬酸脂聚合物，第三层可以为20um的树脂基底，第四层可以为50um的pet薄膜。当然，上述对于待切割复合材料组成的描述仅用于举例说明而非用于限定，其他与上述组成结构相似的待切割复合材料也同样适用于本实施例，此处不作赘述。
49.应理解的是，上述工作台即为能够在工作过程中维持待切割复合材料处于水平状态的平台，工作台的材质可以是大理石材质，也可以是其他任意能够作为多层复合镜片材料的切割平台的材质，如不锈钢材质、铝合金材质等，本实施例对此不加以限制。
50.在具体实现中，由于上述待切割复合材料常常会被用于大尺寸的lcd、tv产品中，因此重量可能较重。此时可以通过使用机械化设备(如全自动机械手臂、半自动夹具)操纵的方式，将上述待切割复合材料放置在切割设备的工作台上。
51.步骤s30：基于所述切割图档，使用所述工作台上的激光器以非接触的方式对所述待切割复合材料进行切割。
52.需要说明的是，由于上述待切割复合材料的材质特性(即各层材质熔点、热变形温
度均有较大差异)，此时若采用传统的接触式切割方式(如使用刀轮、砂轮等损耗品进行切割)会使待切割复合材料出现变形，从而导致切割后的复合材料精度过低，不良品多。因此，在本实施例中可以使用激光器以非接触的方式对上述待切割复合材料进行切割。
53.在具体实现中，使用上述激光器所发射的激光对上述待切割复合材料进行切割的过程可分为：材料热吸收过程，材料被加热过程，材料表面熔化、汽化过程，冷却、凝固过程。激光加工切割实质上就是激光与待切割复合材料之间的相互作用，即激光束投射到待切割复合材料表面(或内部)时，部分能量被反射，部分被吸收，部分被传递出去，光能以电子和原子的振动激发形式被吸收，从而发生能量的转移与传递，能量转移与传递引起各种物理、化学和生物等效应与过程。激光的光作用主要有光化学反应和光热效应两类。在本实施例中，使用激光进行切割实际就是利用了激光的光热效应。
54.本实施例在切割设备中运行切割软件，并通过切割软件导入切割图档；将待切割复合材料放置在切割设备的工作台上；基于切割图档，使用工作台上的激光器以非接触的方式对待切割复合材料进行切割。由于本实施例上述方法采用激光器以非接触的方式对待切割复合材料进行切割，相比于传统的复合材料切割方法，本发明提供的复合材料的激光切割工艺方法所切割复合材料的热影响小，且切割后的复合材料边缘无毛刺，从而避免了传统的物理接触(如使用刀轮、砂轮等)切割方法所导致的复合材料变形、精度差的情况，进而提升了切割后复合材料的品质。
55.参考图2，图2为本发明复合材料的激光切割工艺方法第二实施例的流程示意图。
56.进一步地，为了确保切割设备是在运行正常的情况下开始执行切割工作，从而避免由于使用了异常设备进行切割工作而导致的产品报废等情况的出现，在上述步骤s10之前，还可以包括：
57.步骤s01：依次打开所述切割设备的设备总开关、冷水机开关、激光器开关、工控机开关以及电控箱开关启动所述切割设备。
58.需要说明的是，上述冷水机开关用于操控冷水机设备的开启或关闭，冷水机设备是一种能提供恒温、恒流、恒压的冷却水设备，冷水机设备可以是螺杆式冷水机组，也可以是涡旋式冷水机组、离心式冷水机组，本实施例对此不加以限制。
59.步骤s02：对所述切割设备是否启动完成进行确认，并在所述切割设备启动完成时，执行所述在切割设备中运行切割软件，并通过所述切割软件导入切割图档的步骤。
60.应理解的是，可以基于切割设备的指示灯来确认上述切割设备是否启动完成。例如，事先对上述切割设备的指示灯的颜色进行预定义，例如绿色代表切割设备启动完成，红色代表切割设备未启动完成。在实际生产过程中，当上述切割设备的指示灯亮起且为绿色时，则可以执行上述在切割设备中运行切割软件，并通过所述切割软件导入切割图档的步骤。当然，上述对于预设颜色的描述仅用于举例说明，而非用于限定，其他能够区分切割设备是否启动完成的预设颜色也同样适用于本实施例，此处不作赘述。
61.进一步地，为了降低待切割复合材料在切割过程中的热影响，在本实施例中，上述步骤s20，可以包括：
62.步骤s201：将待切割复合材料正面对应的光反射率与反面对应的光反射率进行对比，获得对比结果。
63.需要说明的是，上述光反射率可以是反射光的光通量与入射光的光通量之比。
64.在具体实现中，可以通过光电测定法来对上述待切割复合材料的正面和反面进行光反射率的检测。
65.步骤s202：根据所述对比结果确定所述待切割复合材料的目标放置方式。
66.需要说明的是，上述目标放置方式即待切割复合材料是正面朝上(即正面朝向激光器的入光口)还是反面朝上(即反面朝向激光器的入光口)。
67.步骤s203：基于所述目标放置方式将待切割复合材料放置在所述切割设备的工作台上。
68.进一步地，为了基于待切割复合材料的材料特性确定放置方式，从而降低激光切割对待切割复合材料的热影响，在本实施例中，上述步骤s202，可以包括：
69.步骤s2021：若正面对应的光反射率大于反面对应的光反射率，则将反面朝上、正面朝下的放置方式作为目标放置方式。
70.应理解的是，对于上述待切割复合材料来说，与激光接触的面的光反射率越大，则热影响越大；而热影响越大，则待切割复合材料切割后的精度也就越低。基于此，若待切割复合材料的正面对应的光反射率大于反面对应的光反射率，则可以按反面朝上、正面朝下的放置方式将待切割复合材料放置在切割设备的工作台上，从而减小激光切割过程中的热影响。
71.步骤s2022：若所述正面对应的光反射率小于或等于反面对应的光反射率，则将反面朝下、正面朝上的放置方式作为目标放置方式。
72.可理解的是，基于上述步骤s2021中的论述，若待切割复合材料的正面对应的光反射率小于或等于反面对应的光反射率，则可以按正面朝上、反面朝下的放置方式将待切割复合材料放置在切割设备的工作台上，从而减小激光切割过程中的热影响。
73.本实施例通过依次打开切割设备的设备总开关、冷水机开关、激光器开关、工控机开关以及电控箱开关启动切割设备；对切割设备是否启动完成进行确认，并在切割设备启动完成时，执行在切割设备中运行切割软件，并通过切割软件导入切割图档的步骤。将待切割复合材料正面对应的光反射率与反面对应的光反射率进行对比，获得对比结果；若正面对应的光反射率大于反面对应的光反射率，则将反面朝上、正面朝下的放置方式作为目标放置方式；若正面对应的光反射率小于或等于反面对应的光反射率，则将反面朝下、正面朝上的放置方式作为目标放置方式；基于目标放置方式将待切割复合材料放置在切割设备的工作台上。由于本实施例根据待切割复合材料正反面的光反射率大小来确定在切割过程中将光反射率小的一面朝上(即朝向激光器的入光口)，相较于现有的复合材料切割方法，本实施例上述方法能够降低反射光对切割效果的负面影响，从而减小待切割复合材料在激光切割过程中的热影响，提升了切割精度。
74.参考图3，图3为本发明复合材料的激光切割工艺方法第三实施例的流程示意图。
75.为了准确对激光器进行控制，在本实施例中，上述步骤s30，可以包括：
76.步骤s301：通过所述切割软件将所述切割图档转换为激光路径图，所述激光路径图用于指示激光器所发射的激光在所述切割设备中的传播路径。
77.需要说明的是，上述激光器可以为紫外皮秒激光器。其中，上述紫外皮秒激光器的功率可以为2.5w、频率可以为100khz。上述紫外皮秒激光器所发射激光的波长可以为355nm、脉宽可以为6-15ps、速度可以为500mm/s。
78.步骤s302：根据所述激光路径图控制所述激光器以非接触的方式对所述待切割复合材料进行切割。
79.在具体实现中，可以通过将上述切割图档对应的面分解为若干与上述激光光斑大小一样的点。然后通过上述切割软件对上述点进行最优连线，该连线所对应的路径即为上述激光路径图，以使切割设备根据激光路径图控制激光器以非接触的方式对待切割复合材料进行切割。
80.进一步地，为了提升激光切割的切割精度，在本实施例中，上述步骤302，可以包括：
81.步骤s3021：根据所述激光路径图对所述激光器进行控制，并通过扩束镜改变所述激光器所发射激光的光束直径和扩散角，以使所述激光传播至振镜中。
82.可理解的是，上述激光的光束直径是沿垂直于激光光束轴线并与激光光束轴线相交的指定线的直径；上述激光的扩散角是激光的有效光照区域中心与边界之间的夹角。上述扩束镜的适用波长为355nm、可变倍数为2-10倍。
83.步骤s3022：通过所述振镜控制所述激光在x、y方向上的移动，并使用场镜对所述激光进行聚焦。
84.需要说明的是，上述振镜也称扫描头，内有两个带反射镜的电机，用于控制x、y方向上激光的移动，从而能够加工复杂的图形。其中，振镜的进光孔径可以为10mm、适用波长为355nm、扫描速度小于10000mm/s。
85.可理解的是，上述场镜的适用波长为355nm、焦距为100mm。
86.步骤s3023：使用聚焦后的激光按照所述振镜控制的移动方向以非接触的方式对所述待切割复合材料进行切割。
87.本实施例通过切割软件将切割图档转换为激光路径图，激光路径图用于指示激光器所发射的激光在切割设备中的传播路径，根据激光路径图对激光器进行控制，并通过扩束镜改变激光器所发射激光的光束直径和扩散角，以使激光传播至振镜中；通过振镜控制激光在x、y方向上的移动，并使用场镜对激光进行聚焦；使用聚焦后的激光按照振镜控制的移动方向以非接触的方式对待切割复合材料进行切割。由于本实施例上述方法采用激光器以非接触的方式对待切割复合材料进行切割，相比于传统的复合材料切割方法，本发明提供的复合材料的激光切割工艺方法所切割复合材料的热影响小，且切割后的复合材料边缘无毛刺，从而避免了传统的物理接触(如使用刀轮、砂轮等)切割方法所导致的复合材料变形、精度差的情况，进而提升了切割后复合材料的品质。
88.此外，如图4所示，图4为本发明切割设备的结构示意图。
89.本发明实施例还提出一种复合材料的激光切割工艺设备，所述复合材料的激光切割工艺设备可以应用于前文所述的复合材料的激光切割工艺方法中。所述复合材料的激光切割工艺设备包括：激光器、扩束镜、振镜、场镜和工作台；其中，所述激光器的激光发射端朝向所述扩束镜的入光端，所述扩束镜的出光端朝向所述振镜的入光端，所述振镜的出光端朝向所述场镜的入光端，所述场镜的出光端朝向所述工作台。
90.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有
的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
91.上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如只读存储器/随机存取存储器、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
92.以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。