Sklo je dôležitý priemyselný materiál, ktorý sa používa v mnohých odvetviach národného hospodárstva, ako je automobilový priemysel, stavebníctvo, lekárske ošetrenie, displej, elektronické výrobky atď. Optické filtre malé ako niekoľko mikrónov, sklenené substráty pre laptop - panelové displeje a veľkoplošné sklenené dosky používané vo veľkovýrobných oblastiach, ako je stavebný priemysel.
Pozoruhodnou vlastnosťou skla je jeho tvrdosť a krehkosť, čo so spracovaním prináša veľké ťažkosti. Tradičné metódy rezania skla používajú nástroje z tvrdeného karbidu alebo diamantu, ktoré sa široko používajú v mnohých aplikáciách. Proces rezania je rozdelený do dvoch krokov. Najskôr pomocou diamantovej špičky alebo brúsneho kotúča zo slinutého karbidu vyrežte trhlinu na povrchu skla; potom pomocou mechanických prostriedkov rozdeľte sklo pozdĺž línie prasknutia.
Pri tejto metóde sa vyskytujú chyby v bodovaní a rezaní. Odstránenie materiálu povedie k tvorbe zvyškov, úlomkov a mikrotrhlín, čo zníži pevnosť reznej hrany, čo vyžaduje ďalší proces čistenia. Hlboké praskliny spôsobené týmto procesom obvykle nie sú kolmé na povrch skla, pretože deliaca čiara generovaná mechanickou silou nie je vo všeobecnosti vertikálna. Zlý faktor je tiež strata výkonu spôsobená mechanickou silou pôsobiacou na tenké sklo.
Vývoj laserovej technológie priniesol riešenia týchto problémov s kvalitou.
Laserové písanie a segmentácia
Na rozdiel od tradičných mechanických rezných nástrojov energia laserového lúča reže sklo bezkontaktne. Táto energia zahreje špecifikovanú časť obrobku na vopred určenú teplotu. Po tomto rýchlom zahrievaní nasleduje rýchle ochladenie, takže vo vnútri skla sa vytvorí zvislá napäťová zóna a v tomto smere sa objaví prasklina bez triesok alebo prasklín. Pretože praskliny sú spôsobené iba teplom, nie mechanickými dôvodmi, nedochádza k žiadnym úlomkom a mikrotrhlinám. Preto nie je ohrozená pevnosť rezanej hrany laserom a nie je potrebné ďalšie dokončovanie.
Čo je dôležitejšie, v porovnaní so sklom deleným tradičnou metódou má sklo spracované touto metódou odolnosť voči rozbitiu až trikrát. V prípade skla s hrúbkou od 5 mm do 1 mm je možné celkové rezanie dokončiť v jednom kroku. Delenie a následné leštenie, brúsenie, umývanie a ďalšie kroky už nie sú potrebné. Pevnosť reznej hrany sa môže merať štandardizovanou štvorbodovou skúškou ohybom podľa DIN-EN 843-1. Kus skla je pripevnený na dvoch valcoch a ďalšie dva valce sa používajú na vytvorenie požadovanej ohybovej sily na hornom povrchu skla, pod ktorou sa sklo môže rozdeliť na dve časti. Test sa opakuje približne stokrát, aby sa získali vhodné spoľahlivé štatistiky o pravdepodobnosti segmentácie.
Vo väčšine prípadov je laserové písanie a rezanie voľbou pre hromadné spracovanie. Jeho výhoda spočíva vo vysokej rýchlosti spracovania, vysokej presnosti a jednoduchom nastavení parametrov. Je zrejmé, že ak sa použije sklo na rezanie laserom, môže to ušetriť čas a zlepšiť kvalitu spracovania.
Technológia laserového rezania skla
Nie je ľahké transponovať novú a vyspelú technológiu do sériovej výrobnej linky na spracovanie high-tech výrobkov. Z pohľadu zákazníka' musí byť technológia pred implementáciou automatizovaným a spoľahlivým riešením, ktoré je nielen plne preverené, ale aj ekonomické. V praxi je uplatňovanie inovatívnej technológie účinné iba v dvoch situáciách: zavádzanie nových produktov si vyžaduje nové výrobné metódy na dosiahnutie inovatívnych funkcií alebo zníženie výrobných nákladov skrátením krokov spracovania alebo existujúca výroba čelí hospodárskym tlakom. Obrovské vylepšenia výrobných metód na uľahčenie.
V priemysle plochých panelových displejov trvalo päť rokov, kým si technológia laserového rezania našla svoje miesto na výrobnej linke za predpokladu, že na mnohých spracovateľských linkách boli vyskúšané tisíce hodín overovania aplikácií. Teraz sa zvyčajne uvažuje o výrobe nových výrobkov s rizikom rozbitia skla alebo o výrobe mobilných komunikačných výrobkov vybavených sklom v elektronickom priemysle alebo iných výrobkoch, ktoré obsahujú tenké krehké časti skla, ako sú snímače a dotykové panely. Alebo sklenený kryt.
Spracovanie sa zvyčajne vykonáva v čistej miestnosti, rovnako ako v biochemickom priemysle, pretože tie sú veľmi citlivé na častice generované tradičnými krokmi rezania alebo brúsenia. Na testovanie produktu sa používajú napríklad základné materiály pokryté kódmi DNA (biochemické čiarové kódy) alebo materiály rozrezané na kúsky laserom. Pokiaľ ide o technológiu laserového rezania, budú medzi ďalšie potenciálne aplikačné odvetvia patriť solárny priemysel a automobilový priemysel.
Rovnako ako vývoj laserovej technológie v kovospracujúcom priemysle v priebehu rokov, bude sa naďalej rozvíjať technológia laserového rezania pre spracovanie skla; táto technológia sa bude široko používať pri spracovaní rôznych výrobkov a nahrádza tradičné metódy. Tradičná metóda spracovania skla si však v budúcnosti zachová svoje významné postavenie pri spracovaní väčšiny sklenených výrobkov. Všeobecne povedané, kvalita spracovania reznej hrany nie je v týchto aplikáciách príliš vysoká.
Rezanie laserovým profilom je inovatívna technológia, ktorá nájde miesto v elektronickom, automobilovom alebo stavebnom priemysle. Okrem rezania skla laserom existuje ešte veľa ďalších metód laserového spracovania skla, ktoré sú v štádiu ďalšieho vývoja a testovania, napríklad vŕtanie, zrážanie hrán a odstraňovanie povlakov. Tieto procesy vyžadujú rôzne druhy laserov, napríklad zelené lasery.
