بررسی وضعیت فعلی و پتانسیل پردازش لیزر شیشه ای

فناوری تولید لیزر در دهه گذشته پیشرفت سریعی داشته است و کاربرد اصلی آن پردازش لیزر برای مواد فلزی است. برش لیزری، جوشکاری لیزری و روکش لیزری فلزات از مهمترین فرآیندهای پردازش لیزری فلزات است. با این حال، با افزایش غلظت، همگن سازی محصولات لیزر شدید شده است و رشد بازار لیزر را محدود می کند. بنابراین، برای شکستن، کاربردهای لیزر باید در حوزه‌های مواد جدید گسترش یابد. مواد غیر فلزی مناسب برای کاربرد لیزر عبارتند از پارچه، شیشه، پلاستیک، پلیمر، سرامیک و غیره. هر ماده شامل صنایع متعددی است، اما تکنیک‌های پردازش بالغ در حال حاضر وجود دارد، که باعث می‌شود جایگزینی لیزر کار آسانی نباشد.

برای ورود به یک میدان مواد غیرفلزی، لازم است آنالیز شود که آیا برهمکنش لیزر با ماده امکان پذیر است و آیا واکنش های نامطلوب رخ خواهد داد یا خیر. در حال حاضر، شیشه به عنوان یک منطقه اصلی با ارزش افزوده بالا و پتانسیل برای کاربردهای پردازش دسته ای لیزر برجسته است.

فضای بزرگ برای برش لیزری شیشه

شیشه یک ماده صنعتی مهم است که در صنایع مختلف مانند خودروسازی، ساختمان سازی، پزشکی و الکترونیک مورد استفاده قرار می گیرد. کاربردهای آن از فیلترهای نوری در مقیاس کوچک با اندازه گیری میکرومتر تا پانل های شیشه ای در مقیاس بزرگ که در صنایعی مانند خودروسازی یا ساخت و ساز استفاده می شود را شامل می شود.

شیشه را می توان به شیشه نوری، شیشه کوارتز، شیشه میکرو کریستالی، شیشه یاقوت کبود و غیره طبقه بندی کرد. ویژگی بارز شیشه شکنندگی آن است که چالش های قابل توجهی را برای روش های پردازش سنتی ایجاد می کند. روش‌های سنتی برش شیشه معمولاً از آلیاژ سخت یا ابزار الماس استفاده می‌کنند که فرآیند برش به دو مرحله تقسیم می‌شود. ابتدا با استفاده از ابزاری با نوک الماس یا چرخ سنگ زنی آلیاژی، یک ترک بر روی سطح شیشه ایجاد می شود. ثانیاً از ابزارهای مکانیکی برای جداسازی شیشه در امتداد خط ترک استفاده می شود. با این حال، این فرآیندهای سنتی دارای اشکالات آشکار هستند. آنها نسبتاً ناکارآمد هستند و در نتیجه لبه‌های ناهمواری ایجاد می‌شوند که اغلب نیاز به پرداخت ثانویه دارند و زباله و گرد و غبار زیادی تولید می‌کنند. علاوه بر این، برای کارهایی مانند سوراخ کردن وسط پانل های شیشه ای یا برش اشکال نامنظم، روش های سنتی کاملاً چالش برانگیز هستند. اینجاست که مزایای لیزر برش شیشه آشکار می شود. در سال 2022، درآمد فروش صنعت شیشه چین تقریباً 744.3 میلیارد یوان بود. ضریب نفوذ فناوری برش لیزر در صنعت شیشه هنوز در مرحله اولیه خود است که نشان دهنده فضای قابل توجهی برای استفاده از فناوری برش لیزری به عنوان جایگزین است.

برش لیزری شیشه: از تلفن های همراه به بعد

برش لیزری شیشه اغلب از یک سر متمرکز Bezier برای تولید پرتوهای لیزری با حداکثر قدرت و چگالی بالا در داخل شیشه استفاده می کند. با متمرکز کردن پرتو Bezier در داخل شیشه، فوراً مواد را تبخیر می‌کند و یک ناحیه تبخیر ایجاد می‌کند که به سرعت گسترش می‌یابد و ترک‌هایی در سطوح بالایی و پایینی ایجاد می‌کند. این ترک‌ها بخش برشی را تشکیل می‌دهند که از نقاط منفذی بی‌شماری تشکیل شده است که از طریق شکستگی‌های استرس خارجی برش را به دست می‌آورند.

با پیشرفت های قابل توجه در فناوری لیزر، سطوح قدرت نیز افزایش یافته است. یک لیزر سبز نانوثانیه ای با توان بیش از 20 وات می تواند به طور موثر شیشه را برش دهد، در حالی که یک لیزر ماوراء بنفش پیکو ثانیه ای با توان بیش از 15 وات بدون زحمت شیشه را با ضخامت کمتر از 2 میلی متر برش می دهد. شرکت های چینی وجود دارند که می توانند شیشه را تا ضخامت 17 میلی متر برش دهند. شیشه برش لیزری دارای راندمان بالایی است. به عنوان مثال، برش یک قطعه شیشه‌ای به قطر 10 سانتی‌متر روی شیشه‌ای با ضخامت 3 میلی‌متر تنها حدود 10 ثانیه با برش لیزری در مقایسه با چند دقیقه با چاقوهای مکانیکی طول می‌کشد. لبه های برش لیزری صاف و با دقت بریدگی تا 30 میکرومتر هستند که نیاز به ماشینکاری ثانویه برای محصولات صنعتی عمومی را از بین می برد.

شیشه برش لیزری یک پیشرفت نسبتاً جدید است که از حدود شش تا هفت سال پیش شروع شده است. صنعت تولید تلفن همراه یکی از اولین پذیرندگان بود که با استفاده از برش لیزری روی جلدهای شیشه دوربین و با معرفی دستگاه برش نامرئی لیزری، موجی را تجربه کرد. با محبوبیت تلفن‌های هوشمند تمام صفحه، برش لیزری دقیق تمام پانل‌های شیشه‌ای با صفحه‌نمایش بزرگ، ظرفیت پردازش شیشه را به میزان قابل توجهی افزایش داده است. وقتی صحبت از پردازش قطعات شیشه ای برای تلفن های همراه می شود، برش لیزری رایج شده است. این روند عمدتاً توسط تجهیزات خودکار برای پردازش لیزری شیشه پوشش تلفن همراه، دستگاه های برش لیزری برای لنزهای محافظ دوربین و تجهیزات هوشمند برای زیرلایه های شیشه حفاری لیزری هدایت شده است.

شیشه صفحه نمایش الکترونیکی نصب شده روی خودرو به تدریج برش لیزری را اتخاذ می کند

صفحه‌نمایش‌های روی خودرو، پنل‌های شیشه‌ای زیادی مصرف می‌کنند، به‌ویژه برای صفحه‌های کنترل مرکزی، سیستم‌های ناوبری، داش‌کم‌ها و غیره. امروزه بسیاری از خودروهای جدید انرژی به سیستم‌های هوشمند و صفحه‌های کنترل مرکزی بزرگ مجهز شده‌اند. سیستم‌های هوشمند در خودروها استاندارد شده‌اند، با صفحه‌نمایش‌های بزرگ و چندگانه، و همچنین صفحه‌نمایش‌های منحنی سه‌بعدی به تدریج به جریان اصلی بازار تبدیل می‌شوند. پانل های پوشش شیشه ای برای صفحه نمایش های سوار شده در خودرو به دلیل ویژگی های عالی آنها به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند و شیشه صفحه نمایش خمیده با کیفیت بالا می تواند تجربه نهایی تری را برای صنعت خودرو فراهم کند. با این حال، سختی و شکنندگی بالای شیشه چالشی را برای پردازش ایجاد می کند.

صفحه نمایش های شیشه ای نصب شده در خودرو به دقت بالایی نیاز دارند و تحمل اجزای ساختاری مونتاژ شده بسیار کم است. خطاهای ابعادی بزرگ در حین برش صفحه نمایش مربع/میله می تواند منجر به مشکلات مونتاژ شود. روش‌های پردازش سنتی شامل مراحل متعددی مانند برش چرخ، شکستن دستی، شکل‌دهی CNC و پخ زدن و غیره است. از آنجایی که پردازش مکانیکی است، از مشکلاتی مانند راندمان پایین، کیفیت پایین، نرخ بازده پایین و هزینه بالا رنج می برد. پس از برش چرخ، ماشینکاری CNC یک شیشه پوشش کنترل مرکزی تک ماشین می تواند 8-10 دقیقه طول بکشد. با لیزرهای فوق سریع بیش از 100 وات، یک شیشه 17 میلی متری را می توان در یک حرکت برش داد. ادغام چندین فرآیند تولید، راندمان را تا 80 درصد افزایش می دهد، در حالی که 1 لیزر برابر با 20 دستگاه CNC است. این امر بهره وری را تا حد زیادی بهبود می بخشد و هزینه های پردازش واحد را کاهش می دهد.

سایر کاربردهای لیزر در شیشه

شیشه کوارتز ساختار منحصر به فردی دارد که تقسیم برش با لیزر را دشوار می کند، اما لیزرهای فمتوثانیه را می توان برای حکاکی روی شیشه کوارتز استفاده کرد. این یک کاربرد از لیزرهای فمتوثانیه برای ماشینکاری دقیق و حکاکی روی شیشه کوارتز است.فناوری لیزر فمتوثانیه یک فناوری پردازش پیشرفته در سال‌های اخیر است که به سرعت در حال توسعه است، با دقت و سرعت پردازش بسیار بالا، قادر به اچ کردن و پردازش در سطوح میکرومتری تا نانومتری بر روی سطوح مختلف مواد است. تکنولوژی خنک کننده لیزری با تغییر تقاضای بازار متفاوت است. به عنوان یک سازنده چیلر با تجربه که ما را به روز می کندخنک کننده آبی خطوط تولید مطابق با روند بازار، چیلرهای لیزری فوق سریع سری CWUP تولید کننده چیلر TEYU می توانند راه حل های خنک کننده کارآمد و پایداری را برای لیزرهای پیکوثانیه و فمتوثانیه تا 60 وات ارائه دهند.

جوشکاری لیزری شیشه فناوری جدیدی است که در دو تا سه سال اخیر ظهور کرده و ابتدا در آلمان ظاهر شده است. در حال حاضر، تنها چند واحد در چین، مانند لیزر Huagong، موسسه اپتیک و مکانیک خوب شیان، و فناوری جوش هاربین Hit Weld، از این فناوری عبور کرده‌اند.تحت تأثیر لیزرهای پالس بسیار کوتاه و پرقدرت، امواج فشار تولید شده توسط لیزرها می تواند باعث ایجاد ریزترک یا غلظت استرس در شیشه شود که می تواند باعث ایجاد پیوند بین دو قطعه شیشه شود. شیشه چسبانده شده پس از جوشکاری بسیار سفت است و در حال حاضر امکان جوشکاری محکم بین شیشه های ضخامت 3 میلی متر وجود دارد. در آینده، محققان بر روی جوشکاری پوشش شیشه با مواد دیگر نیز تمرکز خواهند کرد. در حال حاضر، این فرآیندهای جدید هنوز به طور گسترده به صورت دسته ای اعمال نشده اند، اما پس از بلوغ، بدون شک نقش مهمی در برخی از زمینه های کاربردی پیشرفته خواهند داشت.

• سال تاسیس
  --
• نوع کسب و کار
  --
• کشور / منطقه
  --
• صنعت اصلی
  --
• محصولات اصلی
  --
• شرکت حقوقی شرکت
  --
• کل کارکنان
  --
• ارزش خروجی سالانه
  --
• بازار صادرات
  --
• مشتریان همکاری کردند
  --