شیشه به عنوان یک ماده صنعتی مهم در بسیاری از صنایع اقتصاد ملی مانند لوازم خانگی، لوازم بهداشتی، دکوراسیون، الکترونیک، صنایع دستی، اپتیک، ساختمان سازی، خودروسازی، صنایع فتوولتائیک و غیره استفاده می شود. میکرومتر از فیلترهای نوری کوچک، نمایشگرهای صفحه تخت لپ تاپ و صفحات شیشه ای با اندازه بزرگ که در زمینه های تولیدی در مقیاس بزرگ مانند خودروسازی، فتوولتائیک و صنایع ساختمانی استفاده می شود.
شیشه، به عنوان یک ماده معمولی شکننده، مشکلات قابل توجهی در طول پردازش ایجاد می کند. به طور سنتی، شیشه با استفاده از ابزار کاربید یا الماس برش داده می شود و فرآیند برش به دو مرحله تقسیم می شود. ابتدا از نوک الماس یا چرخ سنگ زنی کاربید برای ایجاد شکاف در سطح شیشه استفاده می شود. سپس از ابزارهای مکانیکی برای شکافتن شیشه در امتداد خط ترک استفاده می شود.
خط کشی و برش با استفاده از این روش دارای تعدادی اشکال است. حذف مواد منجر به ایجاد برادهها، قطعات و ریزترکها میشود که استحکام لبههای برش را کاهش میدهد و نیاز به یک فرآیند تمیز کردن اضافی را دارد. ترک های عمیق حاصل از فرآیند معمولاً عمود بر سطح شیشه نیستند زیرا خطوط جداسازی ایجاد شده توسط نیروهای مکانیکی عموماً غیر عمود هستند و از دست دادن تسلیم به دلیل اعمال نیروهای مکانیکی به شیشه نازک نیز یک عامل منفی است.
این کاستیها را میتوان با استفاده از شیشههای بدون استرس و بهینهسازی بیشتر فرآیند مورد استفاده برای شکافتن بهبود بخشید. با این حال، هنوز نمی توان به طور کامل از تضاد سیستماتیک بین خطوط برش عمودی و جلوگیری از بریدگی / ترک لبه اجتناب کرد. توسعه فناوری لیزر راه حلی برای این مشکلات کیفی ارائه می دهد.
برخلاف ابزارهای برش مکانیکی معمولی، انرژی پرتو لیزر شیشه را به صورت غیر تماسی برش می دهد. انرژی قسمت مشخصی از قطعه کار را تا دمای از پیش تعریف شده گرم می کند. این فرآیند گرمایش سریع بلافاصله با خنکسازی سریع دنبال میشود که یک نوار تنش عمودی در داخل شیشه ایجاد میکند و در نتیجه شکافی در آن جهت بدون بریدگی یا ترک ایجاد میشود. از آنجایی که ترک فقط در اثر حرارت و نه به دلایل مکانیکی ایجاد می شود، هیچ تراشه یا ریزترک ظاهر نمی شود.
لبه های برش لیزری قوی تر از روش های معمولی امتیازدهی و شکاف هستند و نیاز به تکمیل کاهش یافته یا از بین می رود. علاوه بر این، از وقوع شکستگی شیشه می توان به طور کامل جلوگیری کرد.
در مورد برش لیزری، سطح شیشه با گرمایش و متعاقباً خنکسازی پرتو لیزر تقریباً 10 میلیمتر نمرهگذاری میشود و سپس میتوان شیشه را در جهت نمرهدهی تقسیم کرد. از آنجایی که فناوری لیزر هیچ قطعه شیشه ای تولید نمی کند، از ایجاد فرزهای معمولی و استحکام کم لبه های بریده شده اجتناب می شود و دیگر فرآیندهای پرداخت و سنباده بعدی ضروری نیست. علاوه بر این، شیشهای که به این وسیله پردازش میشود تا سه برابر بیشتر از شیشههایی که با روشهای معمولی تقسیم میشوند، در برابر شکستگی مقاومتر است. برای ضخامت شیشه تا 20 میلی متر، می توان کل قطعه را تنها در یک مرحله برش داد. شکافتن و سپس پولیش، آسیاب و آبکشی دیگر ضروری نیست. استحکام لبه های برش را می توان با استفاده از تست استاندارد خمش چهار نقطه ای DIN-EN 843-1 اندازه گیری کرد. یک تکه شیشه روی دو غلتک ثابت می شود و در سطح بالایی شیشه از دو غلتک اضافی برای ایجاد نیروی خمشی مورد نیاز استفاده می شود که در زیر آن می توان شیشه را به دو قسمت تقسیم کرد. آزمایش تقریباً 100 بار تکرار شد تا مقادیر آماری مناسب و قابل اعتماد برای امکان شکافتن بدست آید.
در بیشتر موارد، برش لیزری انتخابی برای فرآیندهای برش شیشه با حجم بالا است. از مزایای آن می توان به سرعت و دقت بالا و همچنین پارامترسازی ساده اشاره کرد. با این حال، در جاهایی که قرار است خطوط مختلف بریده شوند و زمان پردازش کافی است، برش یکپارچه به دلیل خنک شدن خشک و عدم وجود مراحل برش اضافی، روش جذابتری است. در هر دو مورد یک لبه برش با کیفیت بالا تولید می شود. مشاهده می شود که برش لیزری شیشه برای صرفه جویی در زمان و در عین حال افزایش کیفیت پردازش بسیار مناسب است.
انتقال یک فناوری جدید و اثبات شده به یک خط تولید با حجم بالا برای محصولات با تکنولوژی بالا کار آسانی نیست. از دیدگاه مشتری، قبل از پیاده سازی، فناوری باید یک راه حل خودکار و قابل اعتماد باشد که نه تنها به خوبی اثبات شده باشد، بلکه اقتصادی نیز در نظر گرفته شود. در عمل، استفاده از فناوریهای نوآورانه تنها در دو حالت مؤثر است: راهاندازی یک محصول جدید نیازمند ابزار تولید جدید برای تحقق ویژگیهای نوآورانه است یا کاهش هزینههای تولید با کاهش تعداد مراحل پردازش، یا اینکه تولید موجود با اقتصادی مواجه شود. فشارهایی که باید با بهبودی عظیم در روش های تولید کاهش یابد.
در صنعت صفحه نمایش تخت، پنج سال طول کشید تا رونمایی از فناوری برش لیزری جایگاه خود را در خط تولید پیدا کند، مشروط بر اینکه هزاران ساعت تأیید برنامه در بسیاری از خطوط پردازش را پشت سر گذاشته باشد. در حال حاضر اغلب برای تولید محصولات جدید در جایی که خطر شکستن شیشه وجود دارد، یا در صنعت الکترونیک برای تولید محصولات تلفن همراه ارتباطی حاوی شیشه، یا سایر محصولاتی که در آن قطعات شکننده حاوی شیشه نازک وجود دارد، مانند سنسورها در نظر گرفته می شود. ، پانل های لمسی یا محفظه های شیشه ای.
پردازش اغلب در محیط های عاری از گرد و غبار انجام می شود، مانند صنایع بیوشیمیایی، زیرا این محیط ها به ذرات تولید شده توسط مراحل برش یا سنگ زنی معمولی بسیار حساس هستند. به عنوان مثال، مواد بستر پوشیده شده با کدهای DNA (بارکدهای بیوشیمیایی) یا موادی که با لیزر برش داده شده اند برای آزمایش محصول استفاده می شوند. برای فناوری برش لیزری، در حال حاضر امیدوارکننده ترین بخش های کاربردی، صنعت لوازم خانگی، صنعت لوازم بهداشتی، صنعت خورشیدی و صنعت خودرو هستند.
همانطور که فناوری لیزر طی سالها در صنعت پردازش فلزات توسعه یافته است، فناوری برش لیزری برای پردازش شیشه به تکامل خود ادامه خواهد داد. این فناوری در طیف گسترده ای از برنامه های کاربردی برای محصولات مختلف استفاده می شود و جایگزین روش های سنتی می شود.
به عنوان یک فناوری نوآورانه، برش لیزر در آینده بیشتر در بسیاری از صنایع شیشه مانند لوازم خانگی، لوازم بهداشتی، دکوراسیون، الکترونیک، صنایع دستی، اپتیک، ساخت و ساز، خودرو، فتوولتائیک و بسیاری دیگر استفاده خواهد شد. علاوه بر شیشه برش لیزری، بسیاری از فنآوریهای دیگر برای پردازش لیزری شیشه وجود دارد که در حال حاضر ترویج و اعمال میشوند، مانند سوراخکاری و پخزنی و همچنین حذف پوشش.
