Að kanna núverandi stöðu og möguleika glerlaservinnslu

Tækni til að framleiða leysigeisla hefur þróast hratt á síðasta áratug og hefur aðallega verið notuð í leysivinnslu á málmum. Leysiskurður, leysissuða og leysihúðun málma eru meðal mikilvægustu ferlanna í leysigeislavinnslu málma. Hins vegar, þegar einbeiting eykst, hefur einsleitni leysigeislaafurða orðið mikil, sem takmarkar vöxt leysigeislamarkaðarins. Þess vegna, til að ná árangri, verða leysigeislaframleiðslur að stækka inn á ný efnissvið. Ómálmleg efni sem henta til leysigeisla eru meðal annars efni, gler, plast, fjölliður, keramik og fleira. Hvert efni nær til margra atvinnugreina, en þróuð vinnslutækni er þegar til staðar, sem gerir það að verkum að leysigeislaskipti eru ekki auðvelt verkefni.

Til að komast inn á svið efnis sem ekki eru úr málmi er nauðsynlegt að greina hvort leysigeislavirkni við efnið sé möguleg og hvort aukaverkanir muni koma fram. Eins og er stendur gler upp úr sem stórt svið með mikið virðisauka og möguleika fyrir lotuvinnslu með leysigeisla.

Stórt rými fyrir glerlaserskurð

Gler er mikilvægt iðnaðarefni sem notað er í ýmsum atvinnugreinum eins og bílaiðnaði, byggingariðnaði, læknisfræði og rafeindatækni. Notkun þess spanna allt frá litlum ljóssíum sem mæla míkrómetra til stórra glerplata sem notaðar eru í atvinnugreinum eins og bílaiðnaði eða byggingariðnaði.

Gler má flokka í ljósgler, kvarsgler, örkristallað gler, safírgler og fleira. Helsta einkenni glersins er brothættni þess, sem veldur verulegum áskorunum fyrir hefðbundnar vinnsluaðferðir. Hefðbundnar aðferðir við glerskurð nota yfirleitt verkfæri úr hörðu málmblöndu eða demantverkfæri, þar sem skurðarferlið skiptist í tvö skref. Fyrst er sprunga búin til á yfirborði glersins með demantsslípiefni eða slípihjóli úr hörðu málmblöndu. Í öðru lagi eru notaðar vélrænar aðferðir til að aðskilja glerið meðfram sprungulínunni. Hins vegar hafa þessar hefðbundnu aðferðir greinilega galla. Þær eru tiltölulega óhagkvæmar, sem leiðir til ójafnra brúna sem þarfnast oft viðbótarpússunar, og þær framleiða mikið rusl og ryk. Þar að auki, fyrir verkefni eins og að bora göt í miðjum glerplötum eða skera óregluleg form, eru hefðbundnar aðferðir nokkuð krefjandi. Þetta er þar sem kostir þess að skera gler með laser koma í ljós Árið 2022 námu sölutekjur kínverska gleriðnaðarins um það bil 744,3 milljörðum júana. Útbreiðsla leysiskurðartækni í gleriðnaðinum er enn á frumstigi, sem bendir til verulegs rýmis fyrir notkun leysiskurðartækni sem staðgengils.

Glerlaserskurður: Frá farsímum og áfram

Glerlaserskurður notar oft Bezier-fókushaus til að mynda leysigeisla með miklum hámarksafli og þéttleika innan glersins. Með því að beina Bezier-geislanum að glerinu gufar hann efnið upp samstundis og myndar uppgufunarsvæði sem stækkar hratt og myndar sprungur á efri og neðri fleti. Þessar sprungur mynda skurðarhlutann sem samanstendur af ótal örsmáum svitaholum, sem gerir það að verkum að skorið er í gegnum ytri spennubrot.

Með verulegum framförum í leysigeislatækni hefur afköstin einnig aukist. Nanósekúndu grænn leysir með yfir 20W afli getur skorið gler á áhrifaríkan hátt, en píkósekúndu útfjólublár leysir með yfir 15W afli sker áreynslulaust gler undir 2 mm þykkt. Það eru til kínversk fyrirtæki sem geta skorið gler allt að 17 mm þykkt. Laserskurður á gleri státar af mikilli skilvirkni. Til dæmis tekur það aðeins um 10 sekúndur að skera 10 cm þvermál glerstykki á 3 mm þykkt gler með leysigeislaskurði samanborið við nokkrar mínútur með vélrænum hnífum. Laserskornar brúnir eru sléttar, með allt að 30 μm nákvæmni í hakskurði, sem útrýmir þörfinni fyrir auka vinnslu á almennum iðnaðarvörum.

Laserskurður á gleri er tiltölulega nýleg þróun og hófst fyrir um sex til sjö árum. Farsímaiðnaðurinn var meðal þeirra sem fyrstu tóku upp þessa tækni, notaði leysigeislaskurð á glerlokum myndavéla og upplifði aukningu með tilkomu leysigeislaskurðarbúnaðar til að gera ósýnileika mögulega. Með vinsældum snjallsíma með öllum skjám hefur nákvæm leysirskurður á stórum glerplötum aukið verulega getu til glervinnslu. Laserskurður er orðinn algengur þegar kemur að vinnslu gleríhluta fyrir farsíma. Þessi þróun hefur fyrst og fremst verið knúin áfram af sjálfvirkum búnaði til leysigeislavinnslu á gleri fyrir farsíma, leysigeislaskurðartækjum fyrir linsur fyrir myndavélar og snjallbúnaði til leysigeislaborunar á glerundirlögum.

Rafrænt skjágler sem fest er í bíl er smám saman að taka upp leysiskurð

Skjáir sem festir eru í bíla nota mikið af glerplötum, sérstaklega fyrir miðstýringarskjái, leiðsögukerfi, mælaborðsmyndavélar o.s.frv. Nú til dags eru mörg ný orkutæki búin snjöllum kerfum og stórum miðlægum stjórnskjám. Greindarkerfi eru orðin staðalbúnaður í bílum, með stórum og mörgum skjám, sem og þrívíddar sveigðir skjáir sem smám saman eru að verða almennur markaður. Glerplötur fyrir skjái sem festir eru í bíla eru mikið notaðar vegna framúrskarandi eiginleika sinna og hágæða bogadregið skjágler getur veitt bílaiðnaðinn enn betri upplifun. Hins vegar er mikil hörka og brothættni glersins áskorun við vinnslu.

Glerskjáir sem festir eru í bíla krefjast mikillar nákvæmni og vikmörk samsettra burðarhluta eru mjög lítil. Stórar víddarvillur við skurð á ferkantuðum/stangaskjám geta leitt til samsetningarvandamála. Hefðbundnar vinnsluaðferðir fela í sér mörg skref eins og hjólaskurð, handvirka brotningu, CNC mótun og afskurð, svo eitthvað sé nefnt. Þar sem þetta er vélræn vinnsla þjáist hún af vandamálum eins og lágri skilvirkni, lélegum gæðum, lágum ávöxtunarkröfum og miklum kostnaði. Eftir að hjólin eru skorin getur CNC-vinnsla á einni miðstýringargleri bíls tekið allt að 8-10 mínútur. Með afar hraðvirkum leysigeislum, yfir 100W, er hægt að skera 17 mm gler í einu höggi; samþætting margra framleiðsluferla eykur skilvirkni um 80%, þar sem 1 leysigeisli jafngildir 20 CNC vélum. Þetta eykur framleiðni til muna og lækkar kostnað við vinnslu á einingum.

Önnur notkun leysigeisla í gleri

Kvarsgler hefur einstaka uppbyggingu, sem gerir það erfitt að kljúfa skera með leysigeislum, en femtosekúnduleysir geta verið notaðir til etsunar á kvarsgleri. Þetta er notkun femtósekúnduleysirs fyrir nákvæma vinnslu og etsun á kvarsgleri. Femtosekúndu leysigeislatækni er ört vaxandi háþróuð vinnslutækni á undanförnum árum, með afar mikilli nákvæmni og hraða, sem getur etsað og unnið úr ýmsum efnisyfirborðum á míkrómetra- til nanómetrastigi.  Leysikælingartækni er breytileg eftir breyttum markaðskröfum. Sem reyndur framleiðandi kælivéla sem uppfærir okkar vatnskælir  Í samræmi við markaðsþróun geta CWUP-serían af hraðvirkum leysigeislakælum frá TEYU kæliframleiðanda veitt skilvirkar og stöðugar kælilausnir fyrir píkósekúndu- og femtósekúnduleysigeisla með allt að 60W.

Lasersuðun á gleri er ný tækni sem hefur komið fram á síðustu tveimur til þremur árum, fyrst í Þýskalandi. Eins og er hafa aðeins fáar einingar í Kína, eins og Huagong Laser, Xi'an Institute of Optics and Fine Mechanics og Harbin Hit Weld Technology, brotist í gegnum þessa tækni. Undir áhrifum öflugra, afar stuttra púlslasera geta þrýstibylgjurnar sem myndast af leysinum skapað örsprungur eða spennuþéttni í glerinu, sem getur stuðlað að límingu milli tveggja glerhluta.  Glerið sem er límt saman eftir suðu er mjög fast og það er þegar hægt að ná þéttri suðu á milli 3 mm þykks gler. Í framtíðinni munu vísindamenn einnig einbeita sér að yfirlagssuðu gleri við önnur efni. Eins og er hafa þessar nýju aðferðir ekki verið notaðar víða í lotum, en þegar þær hafa þroskast munu þær án efa gegna mikilvægu hlutverki á sumum sviðum háþróaðra notkunar.