Viktig kunnskap om glasslaserskjæringsteknologi

Glass er et kritisk industrielt materiale som finner anvendelse på tvers av en rekke sektorer av den nasjonale økonomien, inkludert bilindustri, konstruksjon, helsevesen, display og elektronikkindustri. Bruksområdene spenner fra bittesmå optiske filtre så små som noen få mikron og glasssubstrater for bærbare datamaskiner og nettbrett til store-glasspaneler som brukes i masseproduksjonsfelt som bilindustri og konstruksjon.

Et fremtredende kjennetegn ved glass er dets hardhet og sprøhet, noe som utgjør betydelige utfordringer for bearbeiding. Tradisjonelle glasskuttemetoder er avhengige av hardmetall- eller diamantverktøy, som er mye brukt i mange applikasjoner og består av to hovedtrinn. Først dannes en sprekk på glassoverflaten ved hjelp av en diamantspiss eller en hardmetallslipeskive. For det andre påføres mekanisk kraft for å dele glasset langs sprekklinjen.

Imidlertid har denne skrive- og kuttemetoden flere ulemper. Materialfjerning fører til generering av rusk, fragmenter og mikrosprekker, som reduserer styrken til skjærekanten og krever en ekstra rengjøringsprosess. Dype sprekker forårsaket av denne prosessen er vanligvis ikke vinkelrett på glassoverflaten, ettersom separasjonslinjene skapt av mekanisk kraft vanligvis er ikke-vertikale. Videre er produksjonstap som følge av mekanisk kraft påført tynt glass en annen negativ faktor.

Disse defektene kan reduseres ved å bruke-stressfritt glass og ytterligere optimalisere armaturene som brukes til separering. Likevel er det umulig å helt unngå den systematiske motsetningen mellom å oppnå vertikale skjærelinjer og forhindre kantrester eller sprekker. Utviklingen av laserteknologi har gitt en løsning på disse kvalitetsproblemene.

Laserskriving og separering

I motsetning til tradisjonelle mekaniske skjæreverktøy, kutter laserstråleenergi glass på en -fri måte. Denne energien varmer opp spesifikke områder av arbeidsstykket til en forhåndsdefinert temperatur. Den raske oppvarmingsprosessen blir umiddelbart etterfulgt av rask avkjøling, som skaper vertikale spenningssoner inne i glasset og danner et -fritt, sprekkfritt-brudd i denne retningen. Siden bruddet er forårsaket av varme i stedet for mekaniske krefter, genereres det ikke rusk eller mikrosprekker. Som et resultat er styrken til laser-kuttede kanter høyere enn styrken til kanter som er produsert ved tradisjonelle rits- og separeringsmetoder. Behovet for etterbehandling er redusert eller til og med eliminert helt. I tillegg kan forekomsten av glassfragmenter unngås fullstendig.

For laserskrifting, under påvirkning av laserstråleoppvarming og påfølgende avkjøling, er en linje ca. 10 mm dyp (ca. 10 % av glasstykkelsen) ristet på glassoverflaten. Glasset kan deretter deles langs den påskrevne retningen. Fordi denne teknologien ikke produserer glassfragmenter, unngås vanlige grader og lav styrke på kuttekanter, og påfølgende polerings- og slipeprosesser er ikke lenger nødvendig. Enda viktigere er at glass behandlet med denne metoden er opptil tre ganger mer motstandsdyktig mot splintring- enn glass skilt med tradisjonelle metoder. For glass med en tykkelse mellom 1 mm og 5 mm er det til og med mulig å fullføre hele skjæreprosessen i ett enkelt trinn, noe som eliminerer behovet for separasjon og påfølgende polerings-, slipe- og skyltrinn. Styrken til den kuttede kanten kan måles ved hjelp av den standardiserte firepunkts bøyetesten fra DIN-EN 843-1. Et stykke glass er festet på to ruller, og to andre ruller brukes på den øvre overflaten av glasset for å generere den nødvendige bøyekraften, hvorunder glasset deler seg i to deler. Denne testen gjentas omtrent 100 ganger for å få pålitelige statistiske data om separasjonsmulighet.

I de fleste tilfeller er laserskjæring og -skjæring de foretrukne valgene for massebehandling. Fordelene deres inkluderer høy prosesseringshastighet, høy presisjon og enkle parameterinnstillinger. Men når skjæring av mange forskjellige linjer og behandlingstid er tilstrekkelig, er full-skjæring en mer attraktiv metode på grunn av tørrkjølingsmetoden og ingen ekstra skjæretrinn. Kuttkanter av høy-kvalitet oppnås i begge tilfeller. Det er tydelig at bruk av laserskjæring for glass kan spare tid betydelig samtidig som behandlingskvaliteten forbedres.

Anvendelser av glasslaserskjæringsteknologi

Å transplantere en ny og moden teknologi til masseproduksjonslinjer for prosessering av høyteknologiske-produkter er ingen enkel oppgave. Fra kundens perspektiv, før implementering, må teknologien være en automatisert, pålitelig løsning som ikke bare er fullt utprøvd, men også økonomisk levedyktig. I praksis er bruken av innovativ teknologi kun effektiv i to scenarier: når lansering av nye produkter krever nye produksjonsmetoder for å oppnå innovative funksjoner eller redusere produksjonskostnadene ved å redusere prosesstrinn, eller når eksisterende produksjon står overfor økonomisk press og krever betydelige forbedringer i produksjonsmetoder for å lindre det.

I flatpanelindustrien tok det fem år før laserskjæringsteknologien etablerte sin posisjon i produksjonslinjer, etter tusenvis av timer med applikasjonsverifisering på tvers av mange behandlingslinjer. I dag vurderes det vanligvis for produksjon av nye produkter med risiko for glassbrudd, for eksempel glass-inneholdende kommunikasjons- og mobilprodukter i elektronikkindustrien, eller andre produkter med skjøre tynne glasskomponenter som sensorer, berøringsplater eller glasshus.

Prosessering utføres vanligvis i rene rom, akkurat som i den biokjemiske industrien, da disse feltene er svært følsomme for partikler generert av tradisjonelle kutte- eller slipetrinn. For eksempel brukes substratmaterialer dekket med DNA-koder (biokjemiske strekkoder) eller materialer kuttet i stykker med laser til produkttesting. De neste mest lovende applikasjonsindustriene for laserskjæringsteknologi vil være solenergi- og bilindustrien.

Akkurat som laserteknologien har utviklet seg i metallbearbeidingsindustrien gjennom årene, vil laserskjæringsteknologi for glassbehandling fortsette å utvikle seg; det vil bli mye brukt i behandlingen av ulike produkter, og erstatter tradisjonelle metoder. Tradisjonelle glassbearbeidingsmetoder vil imidlertid fortsatt opprettholde sin viktige posisjon i bearbeidingen av de fleste glassprodukter, generelt i applikasjoner hvor kvalitetskravene til kuttekanter ikke er særlig høye.

Laserformskjæring er en innovativ teknologi som vil finne sin plass i elektronikk-, bil- eller byggebransjen. I tillegg til laserskjæring av glass, er mange andre laserbaserte-glassbehandlingsmetoder i videreutviklings- og teststadiet, for eksempel boring, fasing og fjerning av belegg. Disse prosessene krever forskjellige typer lasere, for eksempel grønne lasere.