זכוכית היא חומר תעשייתי חשוב, המשמש בתעשיות רבות בכלכלה הלאומית, כמו תעשיית רכב, תעשיית בנייה, טיפול רפואי, תצוגה, מוצרים אלקטרוניים וכו '. פילטרים אופטיים קטנים עד כמה מיקרון, מצעי זכוכית למחשבים ניידים. תצוגות פנלים, ופלטות זכוכית גדולות המשמשות בתחומי ייצור בקנה מידה גדול כמו תעשיית הבנייה.
המאפיין המדהים של זכוכית הוא קשיותו ושבריריותו, המביאה קשיים גדולים לעיבוד. בשיטות חיתוך זכוכית מסורתיות משתמשים בכלי קרביד או יהלום מלטיים, הנמצאים בשימוש נרחב ביישומים רבים. תהליך החיתוך מחולק לשני שלבים. ראשית, השתמש בקצה יהלום או בגלגל שחיקה קרביד מלט כדי לחתוך סדק על פני הזכוכית; ואז השתמש באמצעים מכניים כדי לפצל את הזכוכית לאורך קו הסדק.
ישנם כמה ליקויים בניקוד וחיתוך בשיטה זו. פינוי החומר יביא ליצירת פסולת, שברי סדקים ומיקרו, אשר יפחיתו את חוזק חוד החנית, הדורש תהליך ניקוי נוסף. הסדקים העמוקים הנגרמים כתוצאה מתהליך זה בדרך כלל אינם בניצב למשטח הזכוכית, מכיוון שקו ההפרדה הנוצר על ידי הכוח המכני בדרך כלל אינו אנכי. יתר על כן, אובדן התפוקה הנגרם כתוצאה מכוח מכני הפועל על זכוכית דקה הוא גם גורם רע.
התפתחות טכנולוגיית הלייזר הביאה פתרונות לבעיות איכות אלה.
שרבוט לייזר ופילוח
בשונה מכלי חיתוך מכניים מסורתיים, האנרגיה של קרן הלייזר חותכת זכוכית בצורה ללא מגע. אנרגיה זו מחממת את החלק שצוין של החומר לטמפרטורה מוגדרת מראש. אחרי תהליך החימום המהיר הזה נוצר קירור מהיר, כך שנוצר אזור מתח אנכי בתוך הזכוכית, וסדק ללא שבבים או סדקים מופיע בכיוון זה. מכיוון שסדקים נגרמים רק כתוצאה מחום, ולא מסיבות מכניות, לא יהיו פסולת ומייקים. לכן, כוח הקצה החתוך בלייזר אינו נפגע ואין צורך בגימור נוסף.
חשוב מכך, בהשוואה לזכוכית המחולקת לפי השיטה המסורתית, לזכוכית המעובדת בשיטה זו יש עמידות לנפץ עד שלוש פעמים. עבור זכוכית בעובי שבין 5 מ"מ ל -1 מ"מ, ניתן להשלים את החיתוך הכללי בצעד אחד בלבד. אין עוד צורך בחלוקה ובהברקה, ליטוש, כביסה ושלבים אחרים. ניתן למדוד את חוזק הקצה החתוך על ידי בדיקת כיפוף ארבע נקודות סטנדרטית לפי DIN-EN 843-1. פיסת זכוכית מקובעת על שתי גלילים, ושתי הגלילים האחרים משמשים ליצירת כוח הכיפוף הנדרש על גבי המשטח העליון של הזכוכית, שמתחתיו ניתן לפצל את הזכוכית לשני חלקים. הבדיקה חוזרת על עצמה כ 100 פעמים כדי להשיג נתונים סטטיסטיים מהימנים המתאימים לסבירות הפילוח.
ברוב המקרים, כתיבה וחיתוך בלייזר היא הבחירה לעיבוד המוני. היתרון שלה טמון במהירות עיבוד גבוהה, דיוק גבוה והגדרת פרמטרים פשוטה. ניתן לראות שאם משתמשים בזכוכית חיתוך בלייזר זה יכול לחסוך זמן ולשפר את איכות העיבוד.
טכנולוגיית זכוכית חיתוך לייזר משתמשת
לא קל להשתיל טכנולוגיה חדשה ובוגרת לפס ייצור המוני לעיבוד מוצרי היי-טק. מנקודת מבטו של' לפני היישום, הטכנולוגיה חייבת להיות פיתרון אוטומטי ואמין, שאינו רק מוכח לחלוטין, אלא גם חסכוני. בפועל היישום של טכנולוגיה חדשנית יעיל רק בשני מצבים: השקת מוצרים חדשים דורשת שיטות ייצור חדשות כדי להשיג תכונות חדשניות או להפחית את עלויות הייצור על ידי הפחתת שלבי עיבוד, או שהייצור הקיים עומד בלחצים כלכליים. שיפורים ענקיים בשיטות הייצור כדי להקל.
בענף תצוגות הלוח השטוח נדרשו חמש שנים לקידום טכנולוגיית חיתוך הלייזר כדי למצוא את מקומה בפס הייצור, בתנאי שנחווה אלפי שעות של אימות יישומים על קווי עיבוד רבים. עכשיו זה בדרך כלל נחשב לייצור מוצרים חדשים עם סיכון של שבירת זכוכית, או לייצור מוצרים ניידים לתקשורת עם זכוכית בתעשיית האלקטרוניקה, או מוצרים אחרים המכילים חלקים שבירים מזכוכית דקה, כמו חיישנים ולוחות מגע. או מתחם זכוכית.
העיבוד מתבצע בדרך כלל בחדר נקי, ממש כמו התעשייה הביוכימית, מכיוון שאלה רגישים מאוד לחלקיקים הנוצרים בשלבי חיתוך או טחינה מסורתיים. לדוגמה, חומרי בסיס המכוסים בקודי DNA (ברקודים ביוכימיים) או חומרים שנחתכים לחתיכות באמצעות לייזר משמשים לבדיקת מוצרים. עבור טכנולוגיית חיתוך לייזר, ענפי היישומים הפוטנציאליים הבאים יהיו תעשיית האנרגיה הסולארית ותעשיית הרכב.
בדיוק כמו התפתחות טכנולוגיית הלייזר בתעשיית עיבוד המתכות לאורך השנים, טכנולוגיית חיתוך לייזר לעיבוד זכוכית תמשיך להתפתח; טכנולוגיה זו תהיה בשימוש נרחב בעיבוד מוצרים שונים, ותחליף את השיטות המסורתיות. עם זאת, שיטת עיבוד הזכוכית המסורתית תשמור על מעמדה החשוב בעיבוד מרבית מוצרי הזכוכית בעתיד. באופן כללי, איכות העיבוד של חוד החנית אינה גבוהה במיוחד ביישומים אלה.
חיתוך פרופילי לייזר הוא טכנולוגיה חדשנית שתמצא מקום בענף האלקטרוניקה, הרכב או הבנייה. בנוסף לזכוכית חיתוך בלייזר, ישנן שיטות רבות אחרות לעיבוד זכוכית בלייזר הנמצאות בשלב פיתוח ובדיקה נוספות, כגון קידוח, כיפוף והסרת ציפוי. תהליכים אלה דורשים סוגים שונים של לייזרים, כגון לייזרים ירוקים.
