Verkenning van die huidige status en potensiaal van glaslaserverwerking

Laservervaardigingstegnologie het die afgelope dekade vinnig ontwikkel, met laserverwerking vir metaalmateriale as die primêre toepassing daarvan. Lasersny, lasersweiswerk en laserbekleding van metale is van die belangrikste prosesse in metaallaserverwerking. Namate konsentrasie egter toeneem, het die homogenisering van laserprodukte ernstig geword, wat die groei van die lasermark beperk. Daarom, om deur te breek, moet lasertoepassings na nuwe materiaaldomeine uitbrei. Nie-metaalmateriale wat geskik is vir lasertoepassings sluit in materiale, glas, plastiek, polimere, keramiek en meer. Elke materiaal behels verskeie industrieë, maar volwasse verwerkingstegnieke bestaan reeds, wat laservervanging nie 'n maklike taak maak nie.

Om 'n nie-metaalmateriaalveld te betree, is dit nodig om te analiseer of laserinteraksie met die materiaal haalbaar is en of nadelige reaksies sal voorkom. Tans staan glas uit as 'n belangrike gebied met hoë toegevoegde waarde en potensiaal vir bondel-laserverwerkingstoepassings.

Groot ruimte vir glaslasersny

Glas is 'n belangrike industriële materiaal wat in verskeie nywerhede soos motorvoertuie, konstruksie, mediese en elektronika gebruik word. Die toepassings daarvan wissel van kleinskaalse optiese filters wat mikrometers meet tot grootskaalse glaspanele wat in nywerhede soos die motorbedryf of konstruksie gebruik word.

Glas kan gekategoriseer word in optiese glas, kwartsglas, mikrokristallyne glas, saffierglas en meer. Glas se belangrike kenmerk is sy brosheid, wat beduidende uitdagings vir tradisionele verwerkingsmetodes inhou. Tradisionele glassnymetodes gebruik tipies harde legering- of diamantgereedskap, met die snyproses wat in twee stappe verdeel word. Eerstens word 'n kraak op die glasoppervlak geskep met behulp van 'n diamantpuntgereedskap of 'n slypwiel van harde legering. Tweedens word meganiese middele gebruik om die glas langs die kraaklyn te skei. Hierdie tradisionele prosesse het egter duidelike nadele. Hulle is relatief ondoeltreffend, wat lei tot ongelyke rande wat dikwels sekondêre polering benodig, en hulle produseer baie puin en stof. Boonop, vir take soos die boor van gate in die middel van glaspanele of die sny van onreëlmatige vorms, is tradisionele metodes nogal uitdagend. Dit is waar die voordele van lasersnyglas duidelik word In 2022 was China se glasbedryf se verkope-inkomste ongeveer 744,3 miljard yuan. Die penetrasietempo van lasersnytegnologie in die glasbedryf is nog in sy aanvanklike stadium, wat dui op 'n beduidende ruimte vir die toepassing van lasersnytegnologie as 'n plaasvervanger.

Glaslasersny: Van selfone af

Glaslasersny gebruik dikwels 'n Bezier-fokuskop om hoë piekkrag en digtheid laserstrale binne die glas te genereer. Deur die Bezier-straal binne die glas te fokus, verdamp dit die materiaal onmiddellik, wat 'n verdampingsone skep wat vinnig uitbrei om krake op die boonste en onderste oppervlaktes te vorm. Hierdie krake vorm die snygedeelte wat uit tallose klein poriepunte bestaan, wat deur eksterne spanningsfrakture sny.

Met beduidende vooruitgang in lasertegnologie het kragvlakke ook toegeneem. 'n Nanosekonde groen laser met meer as 20 W krag kan glas effektief sny, terwyl 'n pikosekonde ultraviolet laser met meer as 15 W krag moeiteloos glas onder 2 mm dik sny. Daar bestaan Chinese ondernemings wat glas tot 17 mm dik kan sny. Lasersnyglas spog met hoë doeltreffendheid. Byvoorbeeld, die sny van 'n glasstuk met 'n deursnee van 10 cm op 'n 3 mm dik glas neem slegs ongeveer 10 sekondes met lasersny in vergelyking met 'n paar minute met meganiese messe. Lasersnykante is glad, met 'n kerfnauwkeurigheid van tot 30 μm, wat die behoefte aan sekondêre bewerking vir algemene industriële produkte uitskakel.

Lasersnyglas is 'n relatief onlangse ontwikkeling wat ongeveer ses tot sewe jaar gelede begin het. Die selfoonvervaardigingsbedryf was onder die vroeë aannemers, wat lasersny op kameraglasdeksels gebruik het en 'n oplewing beleef het met die bekendstelling van 'n laser-onsigbaarheidssnytoestel. Met die gewildheid van volskerm-slimfone het presiese lasersny van hele grootskerm-glaspanele die glasverwerkingskapasiteit aansienlik verhoog. Lasersny het algemeen geword wanneer dit kom by die verwerking van glaskomponente vir selfone. Hierdie tendens is hoofsaaklik gedryf deur outomatiese toerusting vir laserverwerking van selfoon-omslagglas, lasersnytoestelle vir kamerabeskermingslense en intelligente toerusting vir laserboorglassubstrate.

Elektroniese skermglas vir motors word geleidelik gebruik vir lasersny

Motorgemonteerde skerms verbruik baie glaspanele, veral vir sentrale beheerskerms, navigasiestelsels, dashcams, ens. Deesdae is baie nuwe energievoertuie toegerus met intelligente stelsels en oorgroot sentrale beheerskerms. Intelligente stelsels het standaard in motors geword, met groot en veelvuldige skerms, sowel as 3D-geboë skerms wat geleidelik die hoofstroom van die mark word. Glasbedekkingspanele vir motorgemonteerde skerms word wyd gebruik as gevolg van hul uitstekende eienskappe, en 'n hoëgehalte geboë skermglas kan 'n meer ultieme ervaring vir die motorbedryf bied. Die hoë hardheid en brosheid van glas hou egter 'n uitdaging in vir verwerking.

Motorgemonteerde glasskerms vereis hoë presisie, en die toleransies van die saamgestelde strukturele komponente is baie klein. Groot dimensionele foute tydens die sny van vierkantige/staafskerms kan lei tot monteringsprobleme. Tradisionele verwerkingsmetodes behels verskeie stappe soos wielsny, handmatige breek, CNC-vorming en afskuinsing, onder andere. Aangesien dit meganiese verwerking is, ly dit aan probleme soos lae doeltreffendheid, swak gehalte, lae opbrengskoers en hoë koste. Na wielsny kan CNC-bewerking van 'n enkele motor se sentrale beheerde dekselglasvorm tot 8-10 minute duur. Met ultrasnelle lasers van meer as 100 W kan 'n 17 mm-glas in een slag gesny word; die integrasie van verskeie produksieprosesse verhoog doeltreffendheid met 80%, waar 1 laser gelyk is aan 20 CNC-masjiene. Dit verbeter produktiwiteit aansienlik en verminder eenheidsverwerkingskoste.

Ander toepassings van lasers in glas

Kwartsglas het 'n unieke struktuur, wat dit moeilik maak om met lasers te sny, maar femtosekondelasers kan gebruik word vir ets op kwartsglas. Dit is 'n toepassing van femtosekonde lasers vir presisiebewerking en etsing op kwartsglas. Femtosekonde-lasertegnologie is 'n vinnig ontwikkelende gevorderde verwerkingstegnologie in onlangse jare, met uiters hoë verwerkingspresisie en -spoed, wat in staat is tot etsing en verwerking van mikrometer- tot nanometervlak op verskeie materiaaloppervlaktes.  Laserverkoelingstegnologie wissel met die veranderende markaanvraag. As 'n ervare verkoelervervaardiger wat ons waterkoeler  Produksielyne in ooreenstemming met markneigings, kan TEYU-koelvervaardiger se CWUP-reeks ultrasnelle laserkoelers doeltreffende en stabiele verkoelingsoplossings bied vir pikosekonde- en femtosekondelasers met tot 60W.

Lasersweising van glas is 'n nuwe tegnologie wat in die afgelope twee tot drie jaar na vore gekom het, aanvanklik in Duitsland. Tans het slegs 'n paar eenhede in China, soos Huagong Laser, Xi'an Instituut vir Optika en Fyn Meganika, en Harbin Hit Weld Technology, deur hierdie tegnologie gebreek. Onder die werking van hoë-krag, ultra-kort pulslasers, kan die drukgolwe wat deur lasers gegenereer word, mikroskeure of spanningskonsentrasies in die glas skep, wat die binding tussen twee stukke glas kan bevorder.  Die gebonde glas na sweiswerk is baie stewig, en dit is reeds moontlik om digte sweiswerk tussen 3 mm dik glas te verkry. In die toekoms fokus navorsers ook op die oorvleuelingslas van glas met ander materiale. Tans is hierdie nuwe prosesse nog nie wyd in bondels toegepas nie, maar sodra hulle volwasse is, sal hulle ongetwyfeld 'n belangrike rol in sommige hoë-end toepassingsvelde speel.