日期:2019-07-01 來源:激光世界,Beyondlaser
工業玻璃廣泛用于平板顯示制造(FPD)以及汽車和建筑領域的傳統窗口應用中。在所有這些行業中,切割玻璃的需求越來越大,同時要求切割過程具有更高的精度、更高的速度、更大的靈活性(如切割曲線和圖案)、更低的環境影響和更低的總體成本。各種基于激光的切割方法,在技術上特別適用于滿足這些不斷提升的要求。
一直以來用機械工具刀來切割,以一種可控的方式將玻璃沿刻痕分離開來。但是針對于精密切割要求來說,這種機械切割方法會沿著切割邊緣產生微裂紋和碎屑,也會產生崩邊。隨著玻璃基板變得越來越薄(<1mm),或是需要切割復雜的形狀和圖案時,機械切割方法可能還需要各種后處理步驟(如研磨、拋光)來緩解上述問題,這必然會增加額外的生產時間和成本。此外,這些工藝也可能對環境產生負面影響,如產生碎屑或需要大量清潔水。
隨著科技的進步和激光的廣泛應用。激光切割也可以減少加工步驟,因為它不需要任何后續的清潔或研磨。 二氧化碳(CO2)激光切割機 已經在玻璃切割中使用多年。因為所有的玻璃對CO2激光器輸出的10.6µm的光都有著極強的吸收,因此聚焦光束會在玻璃表面或其附近引發快速加熱。為了產生切口,玻璃相對于激光束平移,液體或空氣通過噴嘴噴射到玻璃上,以讓玻璃快速冷卻。由此產生的熱沖擊會讓玻璃形成連續的切縫。對于較薄的玻璃,這種切縫可以完全穿透整個玻璃基板,直接完成切割;對于較厚的玻璃,則還需要使用第二次激光切割或使用機械步驟才能完成切割。
另外值得重要提示的是現今 超快激光在玻璃切割 中的完美應用。在所謂的“成絲切割”中,使用紅外激光器進行大面積加熱的激光玻璃切割方法,利用了聚焦的超快激光器(其脈沖寬度在 皮秒 范圍或更短)的極高的功率密度,一束超快激光在玻璃基板上聚焦成一個非常小的點。并在玻璃中形成長達數毫米的、較為穩定的光絲。光絲間的間距為3~7µm。這些光絲會使材料變弱,并實現干凈的切割。 飛秒脈沖激光切割機 的使用,解決了皮秒激光器在玻璃成絲切割中的一個潛在局限性。具體來說,市場對切割含有一種以上材料的多層基板或層壓板的需求日益增長,典型的應用是切割帶有聚酰亞胺或PET涂層的玻璃。在許多情況下,這需要使用皮秒激光器來切割玻璃,并使用另一種激光工藝來切割其他材料。
綜上所述,當今更為復雜和苛刻的玻璃切割應用,需要改進古老的切割技術。在許多情況下,激光切割已被證明能夠提供滿足當下切割要求的諸多特性。然而,激光玻璃切割實際上是一個涵蓋多種不同技術的廣泛領域,每一種技術都有其獨特的特征和優勢。