Factors affecting the quality of ceramic colour layers, laser fused on glass substrate

Praca prezentuje wyniki badań prowadzonych w ramach projektu pt. „Innowacyjna technologia barwnego, laserowego zdobienia szkła płaskiego środkami ceramicznymi”. Badania prowadzono z użyciem dwóch laserów o działaniu ciągłym: lasera światłowodowego SP-100 C o mocy do 100 W i długości fali 1070 nm oraz lasera światłowodowego GLPM o mocy do 10 W i długości fali 532 nm. Podłoże stanowiły tafle szklane szkła hartowanego. Materiałem do badań były farby ceramiczne na bazie topników ołowiowych i bezołowiowych. Wykazano wpływ parametrów pracy lasera (gęstość mocy, geometria układu) na jakość powierzchni barwnej poprzez wyznaczanie parametrów chropowatości Ra i Rz oraz zależność tych parametrów od składu chemicznego badanych farb. Badano wpływ rodzaju wypełnienia (kropkowe, krzyżowe, liniowe) na jakość powierzchni i intensywność barwy. W badaniach wykazano zależność grubości warstwy dekoracji od dawki promieniowania laserowego, jak również zależność parametru chropowatości Ra od konfiguracji naświetlania laserowego (oddziaływanie promieniowania bezpośrednio na warstwę barwną i przez szkło). Przykłady tak wykonanych dekoracji prezentują zamieszczone zdjęcia.This paper presents the results of a research conducted within the framework of the project titled “Innovative technology of colour, laser decoration of flat glass with ceramic agents”. The tests were performed with two permanent operating lasers: fibre laser SP-100 C with the capacity of 100 W and the wavelength of 1070 nm and the fibre laser GLPM with the capacity of 10 W and the wavelength of 532 nm. Hardened glass panes were used as a substrate. The materials tested in the study were ceramic colours based on lead and lead-free fluxes. The tests demonstrated that the laser parameters (power density, layout of the test setup) influence the quality of the coloured surface. The method applied for the test was determining the roughness parameters Ra and Rz and their dependence on the chemical composition of the tested colours. The influence of the filling type (dots, cross-form, linear) on the surface quality and colour intensity has been examined. The tests proved the dependence of the thickness of the decorative layer on the laser irradiation dose, as well the dependence of the Ra roughness parameter on the configuration of the laser exposition (irradiation on the coloured layer directly and through glass). The pictures enclosed are examples of decorations done with the use of the discussed methods