Vigtig viden om glaslaserskæringsteknologi

Glas er et kritisk industrielt materiale, der finder anvendelse på tværs af adskillige sektorer af den nationale økonomi, herunder bilindustrien, byggeri, sundhedspleje, display og elektronikindustrien. Dens anvendelser spænder fra bittesmå optiske filtre så små som et par mikrometer og glassubstrater til bærbare computere og tablet-skærme til store-glaspaneler, der bruges i masseproduktionsområder som bilindustrien og byggeri.

Et fremtrædende kendetegn ved glas er dets hårdhed og skørhed, hvilket udgør betydelige udfordringer for forarbejdningen. Traditionelle glasskæringsmetoder er afhængige af hårdmetal- eller diamantværktøj, som er meget udbredt i mange applikationer og består af to hovedtrin. Først skabes en revne på glasoverfladen ved hjælp af en diamantspids eller hårdmetalslibeskive. For det andet påføres mekanisk kraft for at spalte glasset langs revnelinjen.

Imidlertid har denne opskærings- og skæremetode flere ulemper. Materialefjernelse fører til generering af snavs, fragmenter og mikrorevner, som reducerer styrken af ​​skærekanten og kræver en yderligere rengøringsproces. Dybe revner forårsaget af denne proces er normalt ikke vinkelrette på glasoverfladen, da de adskillelseslinjer, der skabes af mekanisk kraft, generelt er ikke-lodrette. Desuden er produktionstab som følge af mekanisk kraft påført tyndt glas en anden negativ faktor.

Disse defekter kan afhjælpes ved at bruge-spændingsfrit glas og yderligere optimere de armaturer, der bruges til adskillelse. Ikke desto mindre er det umuligt helt at undgå den systematiske modsætning mellem at opnå vertikale skærelinjer og forhindre kantaffald eller revner. Udviklingen af ​​laserteknologi har givet en løsning på disse kvalitetsproblemer.

Laserskrivning og adskillelse

I modsætning til traditionelle mekaniske skæreværktøjer skærer laserstråleenergi glas på en -kontaktfri måde. Denne energi opvarmer specifikke områder af emnet til en foruddefineret temperatur. Den hurtige opvarmningsproces efterfølges øjeblikkeligt af hurtig afkøling, der skaber lodrette spændingszoner inde i glasset og danner et snavs-frit, revnefrit-brud i denne retning. Da bruddet er forårsaget af varme snarere end mekaniske kræfter, dannes der ingen snavs eller mikrorevner. Som et resultat heraf er styrken af ​​laserskårne-kanter højere end styrken af ​​kanter, der er fremstillet ved traditionelle indskærings- og adskillelsesmetoder. Behovet for efterbehandling er reduceret eller endda helt elimineret. Derudover kan forekomsten af ​​glasfragmenter helt undgås.

Til laserritning, under påvirkning af laserstråleopvarmning og efterfølgende afkøling, er en linje på ca. 10 mm dyb (ca. 10% af glastykkelsen) indridset på glasoverfladen. Glasset kan derefter spaltes langs den indskrevne retning. Fordi denne teknologi ikke producerer glasfragmenter, undgås almindelige grater og lav styrke på afskårne kanter, og efterfølgende polerings- og slibeprocesser er ikke længere nødvendige. Endnu vigtigere er det, at glas, der er behandlet ved hjælp af denne metode, er op til tre gange mere modstandsdygtigt over for splintring- end glas adskilt med traditionelle metoder. For glas med en tykkelse mellem 1 mm og 5 mm er det endda muligt at fuldføre hele skæreprocessen i et enkelt trin, hvilket eliminerer behovet for adskillelse og efterfølgende polering, slibning og skylletrin. Styrken af ​​den afskårne kant kan måles ved hjælp af den standardiserede fire-bøjningstest fra DIN-EN 843-1. Et stykke glas er fastgjort på to ruller, og to andre ruller bruges på den øvre overflade af glasset for at generere den nødvendige bøjningskraft, hvorunder glasset deler sig i to dele. Denne test gentages cirka 100 gange for at opnå pålidelige statistiske data om gennemførligheden af ​​adskillelse.

I de fleste tilfælde er laserritning og -skæring de foretrukne valg til massebearbejdning. Deres fordele omfatter høj behandlingshastighed, høj præcision og enkle parameterindstillinger. Men når skæring af mange forskellige linjer og behandlingstid er tilstrækkelig, er fuld-skæring en mere attraktiv metode på grund af dens tørre afkølingsmetode og ingen yderligere skæretrin. Skærekanter af høj-kvalitet opnås i begge tilfælde. Det er tydeligt, at brug af laserskæring til glas kan spare tid betydeligt, samtidig med at forarbejdningskvaliteten forbedres.

Anvendelser af glaslaserskæringsteknologi

Det er ingen nem opgave at transplantere en ny og moden teknologi til masseproduktionslinjer til behandling af højteknologiske-produkter. Fra kundens perspektiv skal teknologien før implementering være en automatiseret, pålidelig løsning, der ikke kun er fuldt bevist, men også økonomisk levedygtig. I praksis er anvendelsen af ​​innovativ teknologi kun effektiv i to scenarier: når lanceringen af ​​nye produkter kræver nye produktionsmetoder for at opnå innovative egenskaber eller reducere produktionsomkostningerne ved at reducere forarbejdningstrin, eller når eksisterende produktion står over for økonomisk pres og kræver væsentlige forbedringer i produktionsmetoder for at afhjælpe det.

I fladskærmsindustrien tog det fem år for laserskæringsteknologi at etablere sin position i produktionslinjer, efter tusindvis af timers applikationsverifikation på tværs af mange behandlingslinjer. I dag overvejes det almindeligvis til produktion af nye produkter med risiko for glasbrud, såsom glas-indeholdende kommunikations- og mobile produkter i elektronikindustrien eller andre produkter med skrøbelige tynde glaskomponenter som sensorer, touchpads eller glaskabinetter.

Forarbejdning udføres normalt i rene rum, ligesom i den biokemiske industri, da disse felter er meget følsomme over for partikler, der dannes ved traditionelle skære- eller formalingstrin. For eksempel bruges substratmaterialer dækket med DNA-koder (biokemiske stregkoder) eller materialer skåret i stykker af lasere til produkttestning. De næstmest lovende applikationsindustrier for laserskæringsteknologi vil være solenergi- og bilindustrien.

Ligesom laserteknologien har udviklet sig i metalforarbejdningsindustrien gennem årene, vil laserskæringsteknologi til glasbearbejdning fortsætte med at udvikle sig; det vil blive meget brugt i behandlingen af ​​forskellige produkter, der erstatter traditionelle metoder. Traditionelle glasforarbejdningsmetoder vil dog stadig bevare deres vigtige position i forarbejdningen af ​​de fleste glasprodukter, generelt i applikationer, hvor kvalitetskravene til skærekanter ikke er særlig høje.

Laserskæring er en innovativ teknologi, der vil finde sin plads i elektronik-, bil- eller byggeindustrien. Ud over laserskæring af glas er mange andre laser-baserede glasbehandlingsmetoder i videreudviklings- og teststadiet, såsom boring, affasning og fjernelse af belægning. Disse processer kræver forskellige typer lasere, såsom grønne lasere.