激光加工作為一種新興的制造技術近年來逐漸滲透到各個行業(yè)，從早期的產(chǎn)品表面標記、雕刻，到大金屬件的切割焊接，再到高精密材料的微切割，其加工能力可謂面面俱到。隨著應用研發(fā)的突破，激光技術解決不同類型材料工藝的能力快速提高，有色金屬到稀有金屬，塑料、纖維、高分子材料、玻璃等均有涉足，一些新的材料激光加工工藝仍然在嘗試、探索中，其應用空間潛力是巨大的。
玻璃材料應用于傳統(tǒng)切割
本文探討的是玻璃材料， 相信大家每天都會接觸到各種玻璃制品，例如玻璃杯、玻璃門、玻璃窗、玻璃工藝品、玻璃擺設品等。應用這么廣泛的玻璃制品，帶來了大量的加工需求，最常見的就是切割、開孔了。而由于玻璃具有易碎的特性，所以加工起來要特別小心。
最為傳統(tǒng)的玻璃切割，是人工使用玻璃刀劃切，玻璃刀一般是金剛石作刀口，通過提前劃線，對準尺子使用勻力進行直線劃破。在開口后需要兩手去把玻璃掰斷，這就算是切割開了，但切邊往往是不平滑的，還需要磨砂布給玻璃磨邊至光滑。這種方法適用于1-6mm厚度的玻璃，也已經(jīng)覆蓋了生活中大部分的玻璃產(chǎn)品了，如果厚一點的，在切割前需要在表面加入煤油輔助。
這看起來是很落后的方式，但事實上這也是目前普遍、常見的玻璃切割，并且在大量的玻璃加工門店、加工廠仍然使用。稍好一點的就是使用玻璃切割片，實現(xiàn)了手持電動機切割，但其實也是高度依賴人工的。電機切割片的切割方式，容易產(chǎn)生較大量的玻璃碎渣，對周圍環(huán)境帶來污染，另外如果對人的防護不足也很容易對人體或眼睛帶來傷害。
這兩種全人工技術效率很低，而且面對平面玻璃，曲線切割、中間開孔切割，很難做到，精準度無法保證。
水刀切割玻璃也有較多的應用，是利用高壓水射流的細小的水刀對玻璃實現(xiàn)切割，能實現(xiàn)較高的精度，由于玻璃的切邊比較略顯粗糙，所以不會容易劃傷手，有時只需簡單打磨即可。水刀是自動化的，而且能夠在玻璃中間開孔，也可以實現(xiàn)曲線切割，圖形精準度較高。在一些大型的玻璃生產(chǎn)、加工企業(yè)，自動化水刀切割是用得較廣泛的。
激光切割玻璃異軍突起
近年來，激光加工技術迅速發(fā)展，超快激光器的技術突破讓精密激光技術得到發(fā)展，并滲透到玻璃加工領域。從原理上講，玻璃對紅外激光的吸收遠比金屬好，而且玻璃是熱的不良導體，玻璃切割所需要的激光功率比金屬要低得多。激光切割玻璃已經(jīng)從最早使用的納秒紫外激光發(fā)展到皮秒激光、甚至是飛秒激光，而且隨著激光設備價格的大幅度下滑，其使用成本已經(jīng)下降了許多。
但就成本而言，精密激光玻璃切割機目前少則近百萬元，多的三百多萬元，對于一般玻璃加工店仍然是消費不起，因此至今為止也僅在一些高端應用產(chǎn)品有應用規(guī)模，并且這些大廠能消費得起。如手機上的攝像頭玻片、手機觸摸屏幕、水滴屏、劉海屏的凹槽切割，目前蘋果、華為、小米等各大手機商的這些玻璃部件基本上都是采用激光切割了。另外，近兩年逐漸成熟的在大幅面的OLED、microLED等顯示屏產(chǎn)品，其玻璃屏也開始采用激光切割，顯示面板屏幕如果能大量采用激光切割，其市場規(guī)模十分可觀。
此前激光切割玻璃的技術能力長期維持在3mm的厚度，但是過去兩年迅速得到突破，前年有國內(nèi)廠家已經(jīng)實現(xiàn)了6mm厚度的快速切割，在今年據(jù)說已經(jīng)突破了10mm厚度的激光快速切割。激光切割出來的玻璃具有環(huán)境干凈、切口光滑、效率高、精度高、完全自動化等優(yōu)勢，是比水切割還高端高效的方式。未來極有可能推廣到汽車玻璃、導航儀玻璃、建筑玻璃等領域廣泛應用。
值得注意的是，激光不僅能輕松切割玻璃，它還可以焊接玻璃，眾所周知，玻璃的拼接是一個難度很高的事情。近兩年德國、中國相關的科研單位和企業(yè)成功研發(fā)出激光焊接玻璃的技術，國內(nèi)以西安光機所、華工激光為代表。這讓激光在玻璃行業(yè)應用打開了更多空間。
玻璃切割的專用
激光冷水機 超快激光切割玻璃材料，特別是電子產(chǎn)品用的玻璃片精度很高，要求激光設備穩(wěn)定可靠，需要配套穩(wěn)定性好、溫控精度高的激光冷水機。
廣州特域機電有限公司自2020年首次推出了用于皮秒、飛秒等超快固體激光器冷卻的CWUP系列冷水機。這款產(chǎn)品由特域機電根據(jù)市場需求和技術趨勢自主研發(fā)，溫控精度達到了±0.1℃，是目前行內(nèi)領先的水平。CWUP系列目前有CWUP-10、CWUP-20、CWUP-30和CWUP-40等四款產(chǎn)品，可適用玻璃切割用的皮秒、飛秒和紫外激光器。
CWUP系列產(chǎn)品設計緊湊，可與計算機通訊，滿足多個應用環(huán)境使用，因其穩(wěn)定可靠的性能，自推出以來廣受市場歡迎。特域機電CWUP冷水機研發(fā)成功為國內(nèi)精密玻璃激光切割加工提供更多可靠保障。
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