當今,社會的發(fā)展越快,對于玻璃制品的質量要求也越來越高,必須實現(xiàn)更為精密、細致的加工結果,因為傳統(tǒng)工藝已經很難達到無微裂紋及邊緣質量面的要求,所以迫切需要玻璃切割的技術創(chuàng)新。激光切割技術已經成熟,在金屬板材與管材、有機板材與管材等材料的切割方面,獲得了成功的應用,使傳統(tǒng)的制造技術得到了很大程度的改造與提升。而玻璃是無機材料,熱傳導率很低,從理論上講用激光加工應該有較好的結果。這也就使得激光切割加工玻璃的技術發(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致玻璃融化,然后用氣流吹走熔融的玻璃,產生溝槽,從而實現(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,對玻璃表面進行激光加熱,較高的能量會使該處的溫度急劇升高,表面產生較大的壓應力,但該壓應力不會使玻璃產生破裂;第二步,對該區(qū)域進行急劇的冷卻,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生較大的溫度梯度和較大的拉應力,這個拉應力會使玻璃表面沿著預定劃線的方向開始破裂,實現(xiàn)玻璃的切割。
激光引致應力切割技術超越了傳統(tǒng)的玻璃切割/分離技術,通過適當?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。這種熱誘張力會產生精確的玻璃裂隙,從而實現(xiàn)高質量的切割邊緣。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)設置簡單等明顯優(yōu)勢,成為大批量加工的選擇。因為大型激光切割加工技術不是接觸的工具,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量。激光切割的邊緣強度非常高,與機械法加工后又打磨的樣品相比,邊緣強度提高30%左右。 激光切割避免了側面裂縫,顯著改善部件抗損壞的能力。材料強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品瑕疵而過早的在現(xiàn)場出現(xiàn)故障的問題。這對產品設計而言是一大優(yōu)勢,設計者不僅可以使用更輕、更薄的材料,而且還不影響產品使用壽命,所以這項技術是越來越受歡迎了。
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