对于玻璃制品的质量要求越来越高,必须实现更为精密、细致的加工结果,因为传统工艺已经很难达到无微裂纹及边缘质量方面的要求,所以迫切需要玻璃切割的技术创新。激光切割技术已经成熟,在金属板材与管材、有机板材与管材等材料的切割方面,获得了成功的应用,使传统的制造技术得到了很大程度的改造与提升。
1、CO2激光切割技术的特点
(1)切割质量好。 切口宽度窄(一般为0.1~0.5mm)、精度高(一般孔中心距误差0.1~0.4mm,轮廓尺寸误差0.1~0.5mm)、切口表面粗糙度好(一般Ra为12.5~25μm),切缝一般不需要再加工即可焊接。
(2)切割速度快。 例如采用2kW激光功率,8mm厚的碳钢切割速度为1.6m/min;2mm厚的不锈钢切割速度为3.5m/min,热影响区小,变形极小。
(3)清洁、安全、无污染大大改善了操作人员的工作环境。 当然就精度和切口表面粗糙度而言,CO₂激光切割不可能超过电加工;就切割厚度而言难以达到火焰和等离子切割的水平。但是就以上显著的优点足以证明:CO₂激光切割已经和正在取代一部分传统的切割工艺方法,特别是各种非金属材料的切割。它是发展迅速,应用日益广泛的一种先进加工方法。
2、激光切割玻璃的优越性
激光引致应力切割技术超越了传统的玻璃切割/分离技术,通过适当的加热和冷却工艺,激光束可在玻璃上精确加热一条直线或曲线,随后再喷射冷气或气液混合物加以冷却。这种热诱张力会产生精确的玻璃裂隙,从而实现高质量的切割边缘。这种切割方法的主要优势在于:精度高;不产生微裂纹、破碎或碎片问题;玻璃的边缘抗破裂性极高;玻璃边缘保持了光学性能;无需冲洗、打磨、抛光,从而降低了制造成本;不会造成材料损耗等。
激光切割玻璃具备加工速度快、精度高、参数设置简单等明显优势,成为大批量加工的选择。因为激光是非接触工具,没有磨损问题,从而可保证持续、均匀的切割厚度和边缘质量。 激光切割避免了侧面裂缝,不仅边缘的抗冲击强度增强,整体组件强度通常能提高80%,从而显著改善部件抗损坏的能力。材料强度的提高减少了损坏与损失的可能性,也减少了由于潜在的产品瑕疵而过早的在现场出现故障的问题。这对产品设计而言是一大优势,设计者不仅可以使用更轻、更薄的材料,而且还不影响产品使用寿命。
3、激光切割玻璃技术的用途
玻璃激光切割新技术推广并移植到大批量的生产线中,经过了长时间的工程应用验证,不仅得到了技术可行的充分证明,而且取得了明显的经济效益。可以用于大量地生产各种各样的小玩具、饰品、摆挂件和生活用的玻璃制品。在下述的情况下,如:存在玻璃破碎危险的产品的生产;电子行业中用于装有玻璃的通讯移动产品的制造;包含薄玻璃易碎部件的产品,如传感器、触控板或玻璃外壳,又如:研发新产品,需要新的加工手段来实现创新特征;希望减少加工步骤来降低生产成本;现有的生产遇到经济压力需要巨大的生产方式改良等,玻璃激光切割新技术都成为首选。
结语:
玻璃激光切割是一项创新技术,已在电子、汽车、建筑行业得到应用(显示器、手机平板的屏幕、汽车的车窗、挡风玻璃等),同时该技术能用在加工其他易碎材料,如制造电子行业晶圆的陶瓷材料,其他半导体行业常见的材料等都有望成为激光引致应力切割加工的对象。在节能减排要求的大环境下,下一个最具潜力的应用行业将是太阳能产业。 相信激光切割技术会越来越成熟,激光切割玻璃的技术的发展也将会越来越好。