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玻璃激光切割常见的工艺概述

日期:2019-07-01    来源:激光世界,Beyondlaser

        工业玻璃广泛用于平板显示制造(FPD)以及汽车和建筑领域的传统窗口应用中。在所有这些行业中,切割玻璃的需求越来越大,同时要求切割过程具有更高的精度、更高的速度、更大的灵活性(如切割曲线和图案)、更低的环境影响和更低的总体成本。各种基于激光的切割方法,在技术上特别适用于满足这些不断提升的要求。

       一直以来用机械工具刀来切割,以一种可控的方式将玻璃沿刻痕分离开来。但是针对于精密切割要求来说,这种机械切割方法会沿着切割边缘产生微裂纹和碎屑,也会产生崩边。随着玻璃基板变得越来越薄(<1mm),或是需要切割复杂的形状和图案时,机械切割方法可能还需要各种后处理步骤(如研磨、抛光)来缓解上述问题,这必然会增加额外的生产时间和成本。此外,这些工艺也可能对环境产生负面影响,如产生碎屑或需要大量清洁水。

玻璃激光切割常见的工艺概述.png

       随着科技的进步和激光的广泛应用。激光切割也可以减少加工步骤,因为它不需要任何后续的清洁或研磨。二氧化碳(CO2)激光切割机已经在玻璃切割中使用多年。因为所有的玻璃对CO2激光器输出的10.6µm的光都有着极强的吸收,因此聚焦光束会在玻璃表面或其附近引发快速加热。为了产生切口,玻璃相对于激光束平移,液体或空气通过喷嘴喷射到玻璃上,以让玻璃快速冷却。由此产生的热冲击会让玻璃形成连续的切缝。对于较薄的玻璃,这种切缝可以完全穿透整个玻璃基板,直接完成切割;对于较厚的玻璃,则还需要使用第二次激光切割或使用机械步骤才能完成切割。

玻璃激光切割机厂家工艺概述.jpg

       另外值得重要提示的是现今超快激光在玻璃切割中的完美应用。在所谓的“成丝切割”中,使用红外激光器进行大面积加热的激光玻璃切割方法,利用了聚焦的超快激光器(其脉冲宽度在皮秒范围或更短)的极高的功率密度,一束超快激光在玻璃基板上聚焦成一个非常小的点。并在玻璃中形成长达数毫米的、较为稳定的光丝。光丝间的间距为3~7µm。这些光丝会使材料变弱,并实现干净的切割。 飞秒脉冲激光切割机的使用,解决了皮秒激光器在玻璃成丝切割中的一个潜在局限性。具体来说,市场对切割含有一种以上材料的多层基板或层压板的需求日益增长,典型的应用是切割带有聚酰亚胺或PET涂层的玻璃。在许多情况下,这需要使用皮秒激光器来切割玻璃,并使用另一种激光工艺来切割其他材料。

玻璃激光切割样品1.png

      综上所述,当今更为复杂和苛刻的玻璃切割应用,需要改进古老的切割技术。在许多情况下,激光切割已被证明能够提供满足当下切割要求的诸多特性。然而,激光玻璃切割实际上是一个涵盖多种不同技术的广泛领域,每一种技术都有其独特的特征和优势。

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