Szkło jest ważnym materiałem przemysłowym wykorzystywanym w wielu gałęziach gospodarki krajowej, takich jak produkty motoryzacyjne, budowlane, medyczne, wystawowe, elektroniczne, małe filtry optyczne o wielkości zaledwie kilku mikronów, szklane podłoża do płaskich wyświetlaczy notebooków. Wielkoformatowe tafle szkła stosowane w dużych dziedzinach produkcji, takich jak przemysł motoryzacyjny lub budownictwo.
Niezwykła cecha szkła jest twarda i krucha, co wiąże się z dużymi trudnościami w przetwarzaniu. Konwencjonalne metody cięcia szkła wykorzystują narzędzia z węglików lub diamentów i są szeroko stosowane w wielu aplikacjach. Proces cięcia podzielony jest na dwa etapy. Po pierwsze, szkło jest wykonane z diamentowej końcówki lub koła węglikowego, aby utworzyć pęknięcie na powierzchni szkła; następnie drugim etapem jest mechaniczne oddzielenie szkła wzdłuż linii pęknięcia.
Istnieją jednak pewne wady dotyczące trasowania i cięcia za pomocą tej metody. Usunięcie materiału może spowodować powstanie szczątków, gruzu i mikropęknięć, co zmniejsza wytrzymałość krawędzi skrawającej i wymaga dalszego czyszczenia. Głębokie pęknięcia spowodowane tym procesem nie są na ogół prostopadłe do powierzchni szkła, ponieważ linie podziału generowane przez siły mechaniczne są generalnie nie-prostopadłe. Co więcej, utrata wydajności z sił mechanicznych działających na cienkie szkło jest również czynnikiem ujemnym.
Niedociągnięcia te można poprawić, stosując bezstresowe szkło i dalszą optymalizację oprzyrządowania do segmentacji. Jednak w przypadku systemowych sprzeczności między pionowymi liniami cięcia i zapobiegającymi odłamkom / pęknięciom krawędzi nadal nie można ich całkowicie uniknąć. Rozwój technologii laserowej przyniósł rozwiązania tych problemów z jakością.
Cięcie laserowe i segmentacja
W przeciwieństwie do konwencjonalnych mechanicznych narzędzi skrawających, energia wiązki laserowej tnie szkło bezkontaktowo. Energia ta podgrzewa określoną część przedmiotu do określonej temperatury. Po szybkim nagrzewaniu następuje szybkie chłodzenie w celu wytworzenia pionowej taśmy naprężającej wewnątrz szkła, w której występuje pęknięcie lub pęknięcie. Ponieważ pęknięcia są generowane tylko przez ciepło, a nie mechaniczne, nie ma gruzu ani mikropęknięć. W związku z tym intensywność krawędzi ciętej laserem jest silniejsza niż konwencjonalne metody skrybów i segmentacji. Konieczność wykończenia jest również zmniejszona lub wcale nie jest potrzebna. Ponadto można całkowicie uniknąć sytuacji występowania fragmentów szkła.
W przypadku trasowania laserowego, powierzchnia szkła jest przeciągnięta do głębokości około 10 mm (około 10% grubości szkła) pod działaniem ogrzewania wiązki laserowej, a następnie chłodzenia. Szkło można następnie oddzielić w kierunku skrobania. Ponieważ technika ta nie wytwarza żadnych fragmentów szkła, unika się również zwykłych zadziorów i niskiej wytrzymałości krawędzi skrawających, a dalsze procesy polerowania i szlifowania nie są już potrzebne. Co ważniejsze, szkło przetwarzane tą metodą jest trzykrotnie bardziej odporne na pękanie niż szkło podzielone konwencjonalną metodą. W przypadku szkła o grubości od 5 mm do 1 mm możliwe jest ukończenie ogólnego cięcia tylko w jednym kroku. Segmentacja i późniejsze polerowanie, szlifowanie, płukanie itp. Nie są już wymagane. Wytrzymałość ostrza może być mierzona za pomocą znormalizowanego czteropunktowego testu zginania z DIN-EN 843-1. Kawałek szkła jest przymocowany do dwóch rolek i jest używany na górnej powierzchni szkła przez dwa pozostałe wałki, aby utworzyć pożądaną siłę zginającą, przy której szkło można podzielić na dwie części. Ten test powtarza się około 100 razy, aby uzyskać odpowiednią wiarygodną wartość statystyczną dla prawdopodobieństwa segmentacji.
W większości przypadków cięcie laserowe i cięcie są wybierane przy obróbce dużej objętości. Zaletami są duża szybkość przetwarzania, wysoka precyzja i proste ustawienia parametrów. Jednak w przypadku cięcia wielu różnych linii i czasu obróbki jest wystarczająca, ogólne cięcie jest bardziej atrakcyjną metodą, ponieważ ma metodę suchego chłodzenia i nie ma dodatkowych etapów cięcia. W obu przypadkach produkowane są wysokiej jakości krawędzie tnące. Widać, że jeśli stosuje się cięcie laserowe, można zaoszczędzić czas i poprawić jakość przetwarzania.
