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激光切割技术在玻璃行业的应用
日期:2019年09月05日 访问:2 作者:十大正规网赌网址 来源:十大正规网赌网址

玻璃是一种重要的材料,广泛应用于汽车工业、建筑业、医疗、显示器和电子产品等国民经济的许多行业,用于汽车工业或建筑业等大型制造档案中的大型玻璃面板。工业领域,小到几微米的滤光片,笔记本电脑平板显示器的玻璃基板。


玻璃有许多种类型。最常见的是碱石灰玻璃,又称碱性玻璃,主要应用于汽车工业、建筑业和家用电器领域。厚度一般为1.6-10毫米,1毫米及以下的玻璃称为硼硅酸盐玻璃或非碱性玻璃,主要用于平板显示器和电子产品领域。


玻璃具有硬脆的特点,给加工带来很大的困难。传统的玻璃切割使用硬质合金或金刚石刀具。切割工艺一般如下:首先用金刚石刀尖或硬质合金砂轮或高硬度金属砂轮在玻璃表面划一道划痕,然后用机械方法沿刻线将玻璃劈开。


用砂轮或机械轮在玻璃上划线时,沿切割方向产生切向张力,使玻璃沿划痕开裂,这种切割方法的结果是边缘不光滑,有微小的裂纹和和材料上的残余碎片等。对于许多应用,碎片和局部应力引起的微小裂纹会导致设备故障,因此必须对边缘进行抛光。此外,还需要辅助剂来协助切割机械轮的加工,辅料也可能粘在成品边缘,需要水清洗或超声波清洗等处理。后续的加工操作和低产量(例如不确定是否有裂纹)将增加制作玻璃制品的成本。

目前,玻璃制品的质量要求越来越高,必须达到更精确、更细致的加工效果。


由于传统工艺难以满足微裂纹和边缘质量的要求,迫切需要玻璃切割的技术创新。激光切割技术已经成熟,已成功应用于金属板材、管材、有机板材等材料的切割,极大地改变和升级了传统的制造技术。


玻璃是一种无机材料,其导热系数很低。理论上讲,激光加工应该有更好的效果,这也导致了激光切割玻璃技术的发展。


激光切割玻璃的方法原则上可分为两种:一种是熔融(蒸发)切割法,另一种是裂纹控制法。


(1)熔切法:采用具有良好塑性和延展性的软化温度下的玻璃,在软化后的玻璃表面用聚焦CO2激光或紫外线激光照射,激光能量密度高,导致玻璃熔化,然后用气流吹走熔融玻璃。这样就形成一个凹槽,实现了玻璃的熔切。


(2)裂纹控制方法,是一种常用的激光切割方法。第一步,用激光加热玻璃表面,高能量使温度急剧升高,玻璃表面产生较大的压缩应力。但压缩应力不会导致玻璃破裂。在第二步中,该区域进行快速冷却,通常使用冷却气体或冷却液。急剧的温度下降会导致玻璃表面产生较大的温度梯度和较大的拉伸应力。这种拉伸应力会使玻璃表面沿着预定的刻线裂开,从而实现玻璃的切割。


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