Klaaslaseriga töötlemise hetkeseisu ja potentsiaali uurimine

Laseritootmistehnoloogia on viimase kümnendi jooksul kiiresti arenenud ja selle peamine rakendus on metallmaterjalide lasertöötlus. Metallide laserlõikamine, laserkeevitus ja laserkattega katmine on metalli lasertöötluse ühed olulisemad protsessid. Kontsentratsiooni suurenedes on aga lasertoodete homogeniseerimine muutunud tõsiseks, mis piirab laserituru kasvu. Seetõttu peavad laserrakendused läbimurdmiseks laienema uutesse materjalivaldkondadesse. Laserrakenduseks sobivad mittemetallilised materjalid on kangad, klaas, plast, polümeerid, keraamika ja palju muud. Iga materjal hõlmab mitut tööstust, kuid küpsed töötlemismeetodid on juba olemas, mistõttu laseri asendamine pole lihtne ülesanne.

Mittemetallilise materjali välja sisenemiseks on vaja analüüsida, kas laseri interaktsioon materjaliga on teostatav ja kas ilmnevad kõrvaltoimed. Praegu paistab klaas silma kui suur valdkond, millel on kõrge lisandväärtus ja potentsiaal partii lasertöötlusrakenduste jaoks.

Suur ruum klaasi laserlõikamiseks

Klaas on oluline tööstuslik materjal, mida kasutatakse erinevates tööstusharudes, nagu autotööstus, ehitus, meditsiin ja elektroonika. Selle rakendused ulatuvad väikesemahulistest optilistest filtritest, mis mõõdavad mikromeetreid, kuni suuremahuliste klaaspaneelideni, mida kasutatakse sellistes tööstusharudes nagu autotööstus või ehitus.

Klaasi saab liigitada optiliseks klaasiks, kvartsklaasiks, mikrokristallklaasiks, safiirklaasiks ja muuks. Klaasi oluline omadus on selle rabedus, mis seab traditsioonilistele töötlemismeetoditele olulisi väljakutseid. Traditsioonilistes klaasilõikusmeetodites kasutatakse tavaliselt kõvasulamist või teemanttööriistu, kusjuures lõikamisprotsess on jagatud kaheks etapiks. Esiteks tekitatakse teemantotsaga tööriista või kõvasulamist lihvketta abil klaasi pinnale pragu. Teiseks kasutatakse klaasi eraldamiseks piki pragude joont mehaanilisi vahendeid. Nendel traditsioonilistel protsessidel on aga selged puudused. Need on suhteliselt ebaefektiivsed, mille tulemuseks on ebaühtlased servad, mis nõuavad sageli teisest poleerimist, ning tekitavad palju prahti ja tolmu. Lisaks on traditsioonilised meetodid üsna keerulised selliste ülesannete puhul nagu aukude puurimine klaaspaneelide keskele või ebakorrapäraste kujundite lõikamine. Siin ilmnevad klaasi laserlõikamise eelised. 2022. aastal oli Hiina klaasitööstuse müügitulu ligikaudu 744,3 miljardit jüaani. Laserlõiketehnoloogia läbitungimiskiirus klaasitööstuses on alles algstaadiumis, mis näitab märkimisväärset ruumi laserlõikamise tehnoloogia asendamiseks.

Klaasi laserlõikamine: alates mobiiltelefonidest

Klaasi laserlõikamisel kasutatakse sageli Bezier' teravustamispead, et tekitada klaasi sees suure tippvõimsuse ja tihedusega laserkiire. Fokuseerides Bezier' tala klaasi sees, aurustab see koheselt materjali, luues aurustumistsooni, mis laieneb kiiresti, moodustades ülemisele ja alumisele pinnale pragusid. Need praod moodustavad lõikeosa, mis koosneb lugematutest pisikestest pooripunktidest, saavutades väliste pingemurdude lõikamise.

Lasertehnoloogia oluliste edusammudega on suurenenud ka võimsustase. Üle 20 W võimsusega nanosekundiline roheline laser lõikab tõhusalt klaasi, samas kui pikosekundiline ultraviolettlaser võimsusega üle 15 W lõikab vaevata alla 2 mm paksuse klaasi. On Hiina ettevõtteid, mis suudavad lõigata kuni 17 mm paksust klaasi. Laserlõikamisel klaasil on kõrge efektiivsus. Näiteks 10 cm läbimõõduga klaasitüki lõikamine 3 mm paksusel klaasil võtab laserlõikamisel vaid umbes 10 sekundit, võrreldes mehaaniliste nugadega mitu minutit. Laseriga lõigatud servad on siledad, sälgu täpsusega kuni 30 μm, mis välistab vajaduse üldiste tööstustoodete sekundaarse töötlemise järele.

Klaasi laserlõikamine on suhteliselt uus areng, mis sai alguse umbes kuus kuni seitse aastat tagasi. Mobiiltelefonide tootmistööstus oli üks esimesi kasutajaid, kes kasutas kaameraklaasi katetel laserlõikamist ja koges tõusu laseri nähtamatuks jääva lõikeseadme kasutuselevõtuga. Täisekraaniga nutitelefonide populaarsuse tõttu on kogu suure ekraaniga klaaspaneelide täpne laserlõikamine oluliselt suurendanud klaasitöötlusvõimsust. Laserlõikamine on muutunud tavaliseks mobiiltelefonide klaasikomponentide töötlemisel. Selle suundumuse taga on peamiselt mobiiltelefonide katteklaasi lasertöötluse automatiseeritud seadmed, kaamera kaitseobjektiivide laserlõikusseadmed ja intelligentsed seadmed klaasist aluspindade laserpuurimiseks.

Autosse paigaldatav elektrooniline ekraaniklaas hakkab järk-järgult kasutusele võtma laserlõikamise

Autodele paigaldatavad ekraanid tarbivad palju klaaspaneele, eriti keskjuhtimisekraanide, navigatsioonisüsteemide, armatuurkaamerate jms jaoks. Tänapäeval on paljud uued energiasõidukid varustatud intelligentsete süsteemide ja ülisuurte keskjuhtimisekraanidega. Intelligentsed süsteemid on muutunud autode standardiks, kuna suured ja mitme ekraaniga ekraanid, aga ka kumerad 3D-ekraanid on järk-järgult muutumas turu peavooluks. Autodele paigaldatavate ekraanide klaaskattepaneele kasutatakse laialdaselt nende suurepäraste omaduste tõttu ning kvaliteetne kumer ekraaniklaas võib pakkuda autotööstusele ülimat kogemust. Klaasi kõrge kõvadus ja rabedus seavad aga töötlemisele väljakutse.

Autosse paigaldatavad klaasekraanid nõuavad suurt täpsust ja kokkupandud konstruktsioonikomponentide tolerantsid on väga väikesed. Suured mõõtmevead ruudu/varraste lõikamisel võivad põhjustada montaažiprobleeme. Traditsioonilised töötlemismeetodid hõlmavad mitut etappi, nagu rataste lõikamine, käsitsi purustamine, CNC vormimine ja faasimine. Kuna tegemist on mehaanilise töötlemisega, kannatab see selliste probleemide all nagu madal efektiivsus, halb kvaliteet, madal saagis ja kõrge hind. Pärast rataste lõikamist võib ühe auto keskjuhtkatte klaasi kuju CNC-töötlus kesta kuni 8-10 minutit. Ülikiirete, üle 100 W laseritega saab ühe tõmbega lõigata 17 mm klaasi; mitme tootmisprotsessi integreerimine suurendab efektiivsust 80%, kus 1 laser võrdub 20 CNC-masinaga. See suurendab oluliselt tootlikkust ja vähendab ühiku töötlemise kulusid.

Klaaslaserite muud rakendused

Kvartsklaasil on ainulaadne struktuur, mis muudab laseritega lõikamise keeruliseks, kuid kvartsklaasile söövitamiseks saab kasutada femtosekundilasereid. See on femtosekundiliste laserite rakendus kvartsklaasi täppistöötluseks ja söövitamiseks.Femtosekundiline lasertehnoloogia on viimastel aastatel kiiresti arenev täiustatud töötlemistehnoloogia, millel on äärmiselt suur töötlemistäpsus ja -kiirus, mis on võimeline söövitama ja töödelda erinevatel materjalide pindadel mikromeetrist nanomeetrini. Laserjahutustehnoloogia varieerub vastavalt muutuvatele turunõuetele. Kogenud jahutitootjana, kes uuendab meieveejahuti TEYU jahutitootja CWUP-seeria ülikiired laserjahutid võivad turusuundumustele vastavad tootmisliinid pakkuda tõhusaid ja stabiilseid jahutuslahendusi pikosekundiliste ja femtosekundiliste laserite jaoks kuni 60 W.

Klaasi laserkeevitus on uus tehnoloogia, mis on esile kerkinud viimase kahe-kolme aasta jooksul ja mis ilmus esialgu Saksamaal. Praegu on Hiinas sellest tehnoloogiast läbi murdnud vaid mõned üksused, nagu Huagong Laser, Xi'ani optika ja peenmehaanika instituut ning Harbin Hit Weld Technology.Suure võimsusega ülilühikeste impulsslaserite toimel võivad laserite tekitatud rõhulained tekitada klaasis mikropragusid või pingekontsentratsioone, mis võivad soodustada kahe klaasitüki vahelist sidet. Liimitud klaas on pärast keevitamist väga tugev ja juba 3 mm paksuse klaasi vahel on võimalik saavutada tihe keevitamine. Tulevikus keskenduvad teadlased ka klaasi kattele keevitamisele teiste materjalidega. Praegu ei ole neid uusi protsesse veel partiidena laialdaselt rakendatud, kuid pärast valmimist mängivad need kahtlemata olulist rolli mõnes tipptasemel rakendusvaldkonnas.

• Asutamise aasta
  --
• Äri tüüp
  --
• Riik / piirkond
  --
• Peamine tööstus
  --
• Peamised tooted
  --
• Ettevõtte juriidiline isik
  --
• Töötajad kokku
  --
• Aastane toodangu väärtus
  --
• Eksporditurg
  --
• Koostööd kliendid
  --