Технология лазерного разделения
В последнее время, благодаря прогрессу производительности лазера на углекислом газе, появилась экономичная и практичная новая технология лазерной обработки для резки стекла. Инженеры и техники нашли способ резки – с помощью маломощного лазера отделить стекло без плавления и других термических воздействий. Это лазерно-индуцированная технология разделения. Его основной принцип заключается в «разделении» стекла с помощью напряжения, создаваемого лазером.
Установлено, что при использовании углекислотного лазера со средней выходной мощностью 150 Вт на поверхности стекла формируется эллиптическая фокальная точка за счет фокусировки оптического пути через линзу таким образом, чтобы энергия лазера формировала равномерную и оптимальную распределение по обеим сторонам линии реза. Из-за характеристик поглощения стекла лазером почти вся световая энергия поглощается площадью 15 микрон на поверхности стекла. Перемещая фокус, можно сформировать необходимую линию разреза. До тех пор, пока используется соответствующая скорость движения, может быть достигнут идеальный эффект резки, который может полностью резать, не расплавляя край щели.
Технические детали, требующие внимания
Чтобы стекло разбилось, перед резкой механическим способом в начальной точке линии реза необходимо провести небольшую начальную трещину.
Ключевым компонентом лазерной резки является сопло закалочного газа. При движении световой точки фокуса гасящий газ через сопло нагнетает холодный воздух на нагретый участок поверхности стекла и быстро гасит его. После такой обработки стекло разобьется в направлении максимального напряжения, то есть в заранее заданном направлении резки, и, наконец, реализует разделение стекла в соответствии с траекторией резки.
Выбранная мощность лазера и скорость сканирования светового пятна различны, а также различна глубина разрушения, вызванная напряжением, которая колеблется от 100 микрон до нескольких миллиметров. Следовательно, этим методом можно за один раз разрезать стекло толщиной от 100 микрон до нескольких миллиметров. В дополнение к мощности лазера и скорости резки глубина разрушения также тесно связана с коэффициентом расширения самого материала. Вообще говоря, для стекла, вырезанного методом лазерно-индуцированной сепарации, минимальный коэффициент расширения должен достигать 3,2x10-6k-1. Это не очень высокий порог, ведь этому требованию соответствует большинство обычных очков.
Основные преимущества лазерной сепарации
По сравнению с традиционным методом механической резки, лазерный метод разделения имеет несколько выдающихся преимуществ. Во-первых, резка может быть выполнена за один этап, и процесс резки происходит всухую без смазочно-охлаждающей жидкости; Во-вторых, края резаного стекла получаются ровными и аккуратными, без последующей очистки и полировки; Кроме того, в процессе лазерной сепарации получаются высокопрочные, естественно закаленные кромки, которые не дают крошечных трещин; Наконец, для резки стекла используется лазерный метод разделения, который позволяет избежать неожиданных трещин и поломок, снижает процент брака и эффективно улучшает производительность и качество.