當(dāng)今,社會的發(fā)展越快,對于玻璃制品的質(zhì)量要求也越來越高,必須實(shí)現(xiàn)更為精密、細(xì)致的加工結(jié)果,因?yàn)閭鹘y(tǒng)工藝已經(jīng)很難達(dá)到無微裂紋及邊緣質(zhì)量面的要求,所以迫切需要玻璃切割的技術(shù)創(chuàng)新。激光切割技術(shù)已經(jīng)成熟,在金屬板材與管材、有機(jī)板材與管材等材料的切割方面,獲得了成功的應(yīng)用,使傳統(tǒng)的制造技術(shù)得到了很大程度的改造與提升。而玻璃是無機(jī)材料,熱傳導(dǎo)率很低,從理論上講用激光加工應(yīng)該有較好的結(jié)果。這也就使得激光切割加工玻璃的技術(shù)發(fā)展起來了。
激光切割玻璃的方法大型激光切割從原理上可以分為熔融切割法和裂紋控制法;融融切割法是利用玻璃處在軟化的溫度下具有較好的塑和延展性,用聚焦的CO2激光或者紫外激光照射到軟化的玻璃表面,激光具有的較高的能量密度會導(dǎo)致玻璃融化,然后用氣流吹走熔融的玻璃,產(chǎn)生溝槽,從而實(shí)現(xiàn)玻璃的熔融切割。裂紋控制法是一種常用的激光切割方法。第一步,對玻璃表面進(jìn)行激光加熱,較高的能量會使該處的溫度急劇升高,表面產(chǎn)生較大的壓應(yīng)力,但該壓應(yīng)力不會使玻璃產(chǎn)生破裂;第二步,對該區(qū)域進(jìn)行急劇的冷卻,一般采用冷卻氣體或者冷卻液,急劇的降溫會使玻璃表面產(chǎn)生較大的溫度梯度和較大的拉應(yīng)力,這個(gè)拉應(yīng)力會使玻璃表面沿著預(yù)定劃線的方向開始破裂,實(shí)現(xiàn)玻璃的切割。
激光引致應(yīng)力切割技術(shù)超越了傳統(tǒng)的玻璃切割/分離技術(shù),通過適當(dāng)?shù)募訜岷屠鋮s工藝,激光束可在玻璃上精確加熱一條直線或曲線,隨后再噴射冷氣或氣液混合物加以冷卻。這種熱誘張力會產(chǎn)生精確的玻璃裂隙,從而實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的切割邊緣。這種切割方法的主要優(yōu)勢在于:精度高;不產(chǎn)生微裂紋、破碎或碎片問題;玻璃的邊緣抗破裂性極高;玻璃邊緣保持了光學(xué)性能;無需沖洗、打磨、拋光,從而降低了制造成本;不會造成材料損耗等。
激光切割玻璃具備加工速度快、精度高、參數(shù)設(shè)置簡單等明顯優(yōu)勢,成為大批量加工的選擇。因?yàn)榇笮图す馇懈罴庸ぜ夹g(shù)不是接觸的工具,沒有磨損問題,所以可保證持續(xù)、均勻的切割厚度和邊緣質(zhì)量。激光切割的邊緣強(qiáng)度非常高,與機(jī)械法加工后又打磨的樣品相比,邊緣強(qiáng)度提高30%左右。 激光切割避免了側(cè)面裂縫,顯著改善部件抗損壞的能力。材料強(qiáng)度的提高減少了損壞與損失的可能性,也減少了由于潛在的產(chǎn)品瑕疵而過早的在現(xiàn)場出現(xiàn)故障的問題。這對產(chǎn)品設(shè)計(jì)而言是一大優(yōu)勢,設(shè)計(jì)者不僅可以使用更輕、更薄的材料,而且還不影響產(chǎn)品使用壽命,所以這項(xiàng)技術(shù)是越來越受歡迎了。
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