استكشاف الوضع الحالي وإمكانات معالجة الزجاج بالليزر

شهدت تكنولوجيا التصنيع بالليزر تطورًا سريعًا خلال العقد الماضي، وكان تطبيقها الأساسي هو معالجة المواد المعدنية بالليزر. يعد القطع واللحام بالليزر وتكسية المعادن بالليزر من أهم العمليات في معالجة المعادن بالليزر. ومع ذلك، مع زيادة التركيز، أصبح تجانس منتجات الليزر شديدًا، مما يحد من نمو سوق الليزر. ولذلك، لتحقيق اختراق، يجب أن تتوسع تطبيقات الليزر إلى مجالات مادية جديدة. تشمل المواد غير المعدنية المناسبة لتطبيق الليزر الأقمشة والزجاج والبلاستيك والبوليمرات والسيراميك وغيرها. تشتمل كل مادة على صناعات متعددة، لكن تقنيات المعالجة الناضجة موجودة بالفعل، مما يجعل استبدال الليزر ليس بالمهمة السهلة.

للدخول إلى مجال المواد غير المعدنية، من الضروري تحليل ما إذا كان تفاعل الليزر مع المادة ممكنًا وما إذا كانت هناك ردود فعل سلبية ستحدث. في الوقت الحالي، يبرز الزجاج كمنطقة رئيسية ذات قيمة مضافة عالية وإمكانات لتطبيقات المعالجة المجمعة بالليزر.

مساحة كبيرة لقطع الزجاج بالليزر

يعد الزجاج مادة صناعية مهمة تستخدم في صناعات مختلفة مثل السيارات والبناء والطب والإلكترونيات. وتتراوح تطبيقاتها من المرشحات الضوئية صغيرة الحجم التي تقيس الميكرومتر إلى الألواح الزجاجية واسعة النطاق المستخدمة في صناعات مثل السيارات أو البناء.

يمكن تصنيف الزجاج إلى الزجاج البصري، زجاج الكوارتز، الزجاج البلوري الدقيق، زجاج الياقوت، والمزيد. السمة المميزة للزجاج هي هشاشته، مما يشكل تحديات كبيرة لطرق المعالجة التقليدية. عادةً ما تستخدم طرق قطع الزجاج التقليدية أدوات من السبائك الصلبة أو الماس، وتنقسم عملية القطع إلى خطوتين. أولاً، يتم إنشاء صدع على السطح الزجاجي باستخدام أداة ذات رأس ماسي أو عجلة طحن مصنوعة من سبيكة صلبة. ثانيًا، يتم استخدام الوسائل الميكانيكية لفصل الزجاج على طول خط الكسر. ومع ذلك، فإن هذه العمليات التقليدية لها عيوب واضحة. إنها غير فعالة نسبيًا، مما يؤدي إلى حواف غير متساوية تتطلب غالبًا تلميعًا ثانويًا، وتنتج الكثير من الحطام والغبار. علاوة على ذلك، بالنسبة لمهام مثل حفر ثقوب في منتصف الألواح الزجاجية أو قطع الأشكال غير المنتظمة، فإن الطرق التقليدية تمثل تحديًا كبيرًا. وهنا تظهر مزايا قطع الزجاج بالليزر. وفي عام 2022، بلغت إيرادات مبيعات صناعة الزجاج في الصين حوالي 744.3 مليار يوان. لا يزال معدل تغلغل تكنولوجيا القطع بالليزر في صناعة الزجاج في مرحلته الأولية، مما يشير إلى وجود مساحة كبيرة لتطبيق تكنولوجيا القطع بالليزر كبديل.

قطع الزجاج بالليزر: من الهواتف المحمولة فصاعدًا

غالبًا ما يستخدم قطع الزجاج بالليزر رأس تركيز Bezier لتوليد طاقة عالية وكثافة عالية من أشعة الليزر داخل الزجاج. من خلال تركيز شعاع بيزييه داخل الزجاج، فإنه يبخر المادة على الفور، مما يخلق منطقة تبخير، والتي تتوسع بسرعة لتشكل شقوقًا على الأسطح العلوية والسفلية. تشكل هذه الشقوق قسم القطع الذي يتكون من عدد لا يحصى من نقاط المسام الصغيرة، مما يؤدي إلى القطع من خلال كسور الإجهاد الخارجي.

ومع التقدم الكبير في تكنولوجيا الليزر، زادت مستويات الطاقة أيضًا. يمكن للليزر الأخضر بالنانو ثانية بقوة تزيد عن 20 واط أن يقطع الزجاج بشكل فعال، بينما يقطع الليزر فوق البنفسجي بيكو ثانية بقوة تزيد عن 15 واط الزجاج بسهولة أقل من 2 مم. توجد شركات صينية يمكنها قطع الزجاج بسمك يصل إلى 17 ملم. يتميز زجاج القطع بالليزر بكفاءة عالية. على سبيل المثال، يستغرق قطع قطعة زجاجية بقطر 10 سم على زجاج بسمك 3 مم حوالي 10 ثوانٍ فقط باستخدام القطع بالليزر مقارنة بعدة دقائق باستخدام السكاكين الميكانيكية. تتميز الحواف المقطوعة بالليزر بأنها ناعمة، مع دقة تصل إلى 30 ميكرومتر، مما يلغي الحاجة إلى المعالجة الثانوية للمنتجات الصناعية العامة.

يعد قطع الزجاج بالليزر تطورًا حديثًا نسبيًا، حيث بدأ منذ حوالي ستة إلى سبعة أعوام. كانت صناعة تصنيع الهواتف المحمولة من أوائل الشركات التي اعتمدت استخدام القطع بالليزر على الأغطية الزجاجية للكاميرات وشهدت طفرة مع إدخال جهاز القطع غير المرئي بالليزر. مع شعبية الهواتف الذكية ذات الشاشة الكاملة، أدى القطع الدقيق بالليزر للألواح الزجاجية ذات الشاشة الكبيرة بالكامل إلى تعزيز قدرة معالجة الزجاج بشكل كبير. أصبح القطع بالليزر شائعًا عندما يتعلق الأمر بمعالجة المكونات الزجاجية للهواتف المحمولة. كان هذا الاتجاه مدفوعًا في المقام الأول بالمعدات الآلية للمعالجة بالليزر لزجاج غطاء الهاتف المحمول، وأجهزة القطع بالليزر لعدسات حماية الكاميرا، والمعدات الذكية للركائز الزجاجية لحفر الليزر.

زجاج الشاشة الإلكترونية المثبت على السيارة يعتمد تدريجيًا على القطع بالليزر

تستهلك الشاشات المثبتة على السيارة الكثير من الألواح الزجاجية، خاصة شاشات التحكم المركزية، وأنظمة الملاحة، وكاميرات القيادة، وما إلى ذلك. وفي الوقت الحاضر، تم تجهيز العديد من مركبات الطاقة الجديدة بأنظمة ذكية وشاشات تحكم مركزية كبيرة الحجم. أصبحت الأنظمة الذكية معيارًا قياسيًا في السيارات، حيث أصبحت الشاشات الكبيرة والمتعددة، فضلاً عن الشاشات المنحنية ثلاثية الأبعاد، هي الاتجاه السائد في السوق تدريجيًا. تُستخدم ألواح الغطاء الزجاجي للشاشات المثبتة على السيارات على نطاق واسع نظرًا لخصائصها الممتازة، ويمكن لزجاج الشاشة المنحني عالي الجودة أن يوفر تجربة أكثر نهائية لصناعة السيارات. ومع ذلك، فإن صلابة الزجاج العالية وهشاشته تشكل تحديًا أمام المعالجة.

تتطلب الشاشات الزجاجية المثبتة على السيارة دقة عالية، كما أن تفاوتات المكونات الهيكلية المجمعة صغيرة جدًا. يمكن أن تؤدي الأخطاء الكبيرة في الأبعاد أثناء قطع الشاشات المربعة/الشريطية إلى مشكلات في التجميع. تتضمن طرق المعالجة التقليدية خطوات متعددة مثل قطع العجلة، والكسر اليدوي، والتشكيل باستخدام الحاسب الآلي، والشطب، وغيرها. وبما أنها معالجة ميكانيكية، فإنها تعاني من مشاكل مثل الكفاءة المنخفضة، الجودة الرديئة، معدل الإنتاج المنخفض، والتكلفة العالية. بعد قطع العجلة، يمكن أن تستغرق عملية التصنيع باستخدام الحاسب الآلي للشكل الزجاجي لغطاء التحكم المركزي لسيارة واحدة ما يصل إلى 8-10 دقائق. باستخدام أشعة الليزر فائقة السرعة التي تزيد عن 100 واط، يمكن قطع زجاج مقاس 17 مم بتمريرة واحدة؛ يؤدي دمج عمليات الإنتاج المتعددة إلى زيادة الكفاءة بنسبة 80%، حيث يساوي الليزر الواحد 20 ماكينة CNC. يؤدي هذا إلى تحسين الإنتاجية بشكل كبير وتقليل تكاليف معالجة الوحدة.

تطبيقات أخرى لليزر في الزجاج

يتمتع زجاج الكوارتز ببنية فريدة من نوعها، مما يجعل من الصعب قطعه بالليزر، ولكن يمكن استخدام ليزر الفيمتو ثانية للحفر على زجاج الكوارتز. هذا هو تطبيق ليزر الفيمتو ثانية للتصنيع الدقيق والحفر على زجاج الكوارتز.تعد تقنية ليزر الفيمتو ثانية من تقنيات المعالجة المتقدمة سريعة التطور في السنوات الأخيرة، مع دقة وسرعة معالجة عالية للغاية، وقادرة على النقش والمعالجة على مستوى الميكرومتر إلى مستوى النانومتر على أسطح المواد المختلفة. تختلف تكنولوجيا التبريد بالليزر مع تغير متطلبات السوق. كشركة مصنعة للمبردات ذات الخبرة التي تقوم بتحديث منتجاتنابراد مياه تماشيًا مع خطوط الإنتاج مع اتجاهات السوق، يمكن لمبردات الليزر فائقة السرعة CWUP-Series من شركة TEYU Chiller توفير حلول تبريد فعالة ومستقرة لأشعة الليزر البيكو ثانية والفيمتو ثانية بقدرة تصل إلى 60 وات.

لحام الزجاج بالليزر هي تقنية جديدة ظهرت في السنتين أو الثلاث سنوات الأخيرة، وظهرت في البداية في ألمانيا. في الوقت الحالي، لم يتمكن سوى عدد قليل من الوحدات في الصين، مثل Huagong Laser، ومعهد Xi'an للبصريات والميكانيكا الدقيقة، وHarbin Hit Weld Technology، من اختراق هذه التكنولوجيا.تحت تأثير أشعة الليزر ذات النبضات العالية الطاقة والقصيرة جدًا، يمكن لموجات الضغط الناتجة عن الليزر أن تخلق شقوقًا صغيرة أو تركيزات إجهاد في الزجاج، مما قد يعزز الترابط بين قطعتين من الزجاج. الزجاج المرتبط بعد اللحام يكون متينًا للغاية، ومن الممكن بالفعل تحقيق لحام محكم بين الزجاج بسمك 3 مم. وفي المستقبل، يركز الباحثون أيضًا على لحام الزجاج بمواد أخرى. في الوقت الحالي، لم يتم تطبيق هذه العمليات الجديدة على نطاق واسع على دفعات، ولكن بمجرد نضجها، ستلعب بلا شك دورًا مهمًا في بعض مجالات التطبيق المتطورة.

• سنة التأسيس
  --
• نوع العمل
  --
• البلد / المنطقة
  --
• الصناعة الرئيسية
  --
• المنتجات الرئيسية
  --
• الشخص الاعتباري
  --
• عدد الموظفي
  --
• قيمة الإخراج السنوي
  --
• سوق التصدير
  --
• تعاون العملاء
  --