Meneroka Status dan Potensi Semasa Pemprosesan Laser Kaca

Teknologi pembuatan laser telah menyaksikan perkembangan pesat sejak sedekad yang lalu, dengan aplikasi utamanya ialah pemprosesan laser untuk bahan logam. Pemotongan laser, kimpalan laser dan pelapisan laser logam adalah antara proses yang paling penting dalam pemprosesan laser logam. Walau bagaimanapun, apabila kepekatan meningkat, homogenisasi produk laser telah menjadi teruk, mengehadkan pertumbuhan pasaran laser. Oleh itu, untuk menembusi pasaran, aplikasi laser mesti berkembang ke dalam domain bahan baharu. Bahan bukan logam yang sesuai untuk aplikasi laser termasuk fabrik, kaca, plastik, polimer, seramik dan banyak lagi. Setiap bahan melibatkan pelbagai industri, tetapi teknik pemprosesan yang matang sudah wujud, menjadikan penggantian laser bukan tugas yang mudah.

Untuk memasuki medan bahan bukan logam, adalah perlu untuk menganalisis sama ada interaksi laser dengan bahan tersebut boleh dilaksanakan dan sama ada tindak balas buruk akan berlaku. Pada masa ini, kaca menonjol sebagai kawasan utama dengan nilai tambah yang tinggi dan berpotensi untuk aplikasi pemprosesan laser kelompok.

Ruang Besar untuk Pemotongan Laser Kaca

Kaca merupakan bahan perindustrian penting yang digunakan dalam pelbagai industri seperti automotif, pembinaan, perubatan dan elektronik. Aplikasinya merangkumi penapis optik berskala kecil yang mengukur mikrometer hingga panel kaca berskala besar yang digunakan dalam industri seperti automotif atau pembinaan.

Kaca boleh dikategorikan kepada kaca optik, kaca kuarza, kaca mikrokristalin, kaca nilam dan banyak lagi. Ciri penting kaca ialah kerapuhannya, yang menimbulkan cabaran ketara bagi kaedah pemprosesan tradisional. Kaedah pemotongan kaca tradisional biasanya menggunakan alat aloi keras atau berlian, dengan proses pemotongan dibahagikan kepada dua langkah. Pertama, retakan dibuat pada permukaan kaca menggunakan alat berhujung berlian atau roda pengisar aloi keras. Kedua, cara mekanikal digunakan untuk memisahkan kaca di sepanjang garis retakan. Walau bagaimanapun, proses tradisional ini mempunyai kelemahan yang jelas. Ia agak tidak cekap, mengakibatkan tepi yang tidak rata yang sering memerlukan penggilapan sekunder, dan ia menghasilkan banyak serpihan dan habuk. Selain itu, untuk tugas seperti menggerudi lubang di tengah panel kaca atau memotong bentuk yang tidak sekata, kaedah tradisional agak mencabar. Di sinilah kelebihan pemotongan kaca laser menjadi jelas. Pada tahun 2022, hasil jualan industri kaca China adalah kira-kira 744.3 bilion yuan. Kadar penembusan teknologi pemotongan laser dalam industri kaca masih di peringkat awalnya, menunjukkan ruang yang ketara untuk aplikasi teknologi pemotongan laser sebagai pengganti.

Pemotongan Laser Kaca: Dari Telefon Bimbit Ke Hadapan

Pemotongan laser kaca selalunya menggunakan kepala pemfokusan Bezier untuk menghasilkan pancaran laser kuasa puncak dan ketumpatan tinggi di dalam kaca. Dengan memfokuskan pancaran Bezier di dalam kaca, ia serta-merta mengewapkan bahan, mewujudkan zon pengewapan, yang mengembang dengan pantas untuk membentuk retakan pada permukaan atas dan bawah. Retakan ini membentuk bahagian pemotongan yang terdiri daripada titik liang kecil yang tidak terkira banyaknya, mencapai pemotongan melalui retakan tegasan luaran.

Dengan kemajuan ketara dalam teknologi laser, tahap kuasa juga telah meningkat. Laser hijau nanosaat dengan kuasa lebih 20W boleh memotong kaca dengan berkesan, manakala laser ultraungu pikosaat dengan kuasa lebih 15W boleh memotong kaca setebal kurang daripada 2mm dengan mudah. ​​Terdapat perusahaan China yang boleh memotong kaca sehingga setebal 17mm. Pemotongan kaca laser mempunyai kecekapan yang tinggi. Contohnya, memotong kepingan kaca berdiameter 10cm pada kaca setebal 3mm hanya mengambil masa sekitar 10 saat dengan pemotongan laser berbanding beberapa minit dengan pisau mekanikal. Tepi pemotongan laser licin, dengan ketepatan takuk sehingga 30μm, menghapuskan keperluan pemesinan sekunder untuk produk perindustrian am.

Pemotongan kaca dengan laser merupakan perkembangan yang agak baru, bermula sekitar enam hingga tujuh tahun yang lalu. Industri pembuatan telefon bimbit merupakan antara pengguna awal, menggunakan pemotongan laser pada penutup kaca kamera dan mengalami lonjakan dengan pengenalan peranti pemotongan halimunan laser. Dengan populariti telefon pintar skrin penuh, pemotongan laser tepat bagi keseluruhan panel kaca skrin besar telah meningkatkan kapasiti pemprosesan kaca dengan ketara. Pemotongan laser telah menjadi perkara biasa dalam pemprosesan komponen kaca untuk telefon bimbit. Trend ini terutamanya didorong oleh peralatan automatik untuk pemprosesan laser kaca penutup telefon bimbit, peranti pemotongan laser untuk kanta perlindungan kamera dan peralatan pintar untuk substrat kaca penggerudian laser.

Kaca Skrin Elektronik yang Dipasang di Kereta Secara Beransur-ansur Menerima Pakai Pemotongan Laser

Skrin yang dipasang pada kereta menggunakan banyak panel kaca, terutamanya untuk skrin kawalan pusat, sistem navigasi, kamera pemuka, dan sebagainya. Pada masa kini, banyak kenderaan tenaga baharu dilengkapi dengan sistem pintar dan skrin kawalan pusat yang bersaiz besar. Sistem pintar telah menjadi standard dalam automobil, dengan skrin besar dan berbilang, serta skrin melengkung 3D secara beransur-ansur menjadi arus perdana pasaran. Panel penutup kaca untuk skrin yang dipasang pada kereta digunakan secara meluas kerana ciri-cirinya yang sangat baik, dan kaca skrin melengkung berkualiti tinggi dapat memberikan pengalaman yang lebih terbaik untuk industri automotif. Walau bagaimanapun, kekerasan dan kerapuhan kaca yang tinggi menimbulkan cabaran kepada pemprosesan.

Skrin kaca yang dipasang pada kereta memerlukan ketepatan yang tinggi, dan toleransi komponen struktur yang dipasang adalah sangat kecil. Ralat dimensi yang besar semasa pemotongan skrin segi empat sama/bar boleh menyebabkan masalah pemasangan. Kaedah pemprosesan tradisional melibatkan pelbagai langkah seperti pemotongan roda, pemecahan manual, pembentukan CNC dan chamfering, antara lain. Memandangkan ia adalah pemprosesan mekanikal, ia mengalami masalah seperti kecekapan yang rendah, kualiti yang rendah, kadar hasil yang rendah dan kos yang tinggi. Selepas pemotongan roda, pemesinan CNC bagi satu bentuk kaca penutup kawalan pusat kereta boleh mengambil masa sehingga 8-10 minit. Dengan laser ultra pantas melebihi 100W, kaca 17mm boleh dipotong dalam satu lejang; penyepaduan pelbagai proses pengeluaran meningkatkan kecekapan sebanyak 80%, di mana 1 laser bersamaan dengan 20 mesin CNC. Ini meningkatkan produktiviti dengan ketara dan mengurangkan kos pemprosesan unit.

Aplikasi Lain Laser dalam Kaca

Kaca kuarza mempunyai struktur yang unik, menjadikannya sukar untuk dibelah dengan laser, tetapi laser femtosaat boleh digunakan untuk mengukir pada kaca kuarza. Ini adalah aplikasi laser femtosaat untuk pemesinan jitu dan mengukir pada kaca kuarza. Teknologi laser femtosaat ialah teknologi pemprosesan canggih yang pesat membangun dalam beberapa tahun kebelakangan ini, dengan ketepatan dan kelajuan pemprosesan yang sangat tinggi, mampu mengukir dan memproses tahap mikrometer hingga nanometer pada pelbagai permukaan bahan. Teknologi penyejukan laser berbeza-beza mengikut permintaan pasaran yang berubah-ubah. Sebagai pengeluar penyejuk berpengalaman yang mengemas kini kami penyejuk air barisan pengeluaran selaras dengan trend pasaran, TEYU Penyejuk Laser Ultrapantas Siri CWUP Pengilang Penyejuk boleh menyediakan penyelesaian penyejukan yang cekap dan stabil untuk laser pikosaat dan femtosaat sehingga 60W.

Kimpalan laser kaca merupakan teknologi baharu yang telah muncul dalam tempoh dua hingga tiga tahun yang lalu, dan pada mulanya muncul di Jerman. Pada masa ini, hanya beberapa unit di China, seperti Huagong Laser, Institut Optik dan Mekanik Halus Xi'an, dan Teknologi Kimpalan Hit Harbin, telah berjaya menembusi teknologi ini. Di bawah tindakan laser denyut ultra pendek berkuasa tinggi, gelombang tekanan yang dihasilkan oleh laser boleh menghasilkan rekahan mikro atau kepekatan tegasan dalam kaca, yang boleh menggalakkan ikatan antara dua kepingan kaca. Kaca yang terikat selepas kimpalan adalah sangat kukuh, dan sudah mungkin untuk mencapai kimpalan ketat antara kaca setebal 3mm. Pada masa hadapan, para penyelidik juga menumpukan pada kimpalan lapisan kaca dengan bahan lain. Pada masa ini, proses baharu ini belum lagi digunakan secara meluas dalam kelompok, tetapi setelah matang, ia pasti akan memainkan peranan penting dalam beberapa bidang aplikasi mewah.