Lasernieuws
Nauwkeurige temperatuurregeling voor lasersystemen en industriële toepassingen sinds 2002
Taal
Momenteel onderscheidt glas zich als een belangrijk gebied met een hoge toegevoegde waarde en potentieel voor batchlaserverwerkingstoepassingen. Femtoseconde-lasertechnologie is de afgelopen jaren een zich snel ontwikkelende geavanceerde verwerkingstechnologie, met extreem hoge verwerkingsprecisie en -snelheid, die in staat is tot etsen en verwerken op micrometer- tot nanometerniveau op verschillende materiaaloppervlakken (inclusief glaslaserverwerking).
Laserproductietechnologie heeft de afgelopen tien jaar een snelle ontwikkeling doorgemaakt, met als voornaamste toepassing de laserverwerking van metalen materialen. Lasersnijden, laserlassen en lasercladden van metalen behoren tot de belangrijkste processen bij de metaallaserbewerking. Naarmate de concentratie toeneemt, is de homogenisering van laserproducten echter ernstig geworden, waardoor de groei van de lasermarkt wordt beperkt. Om door te breken moeten lasertoepassingen zich daarom uitbreiden naar nieuwe materiaaldomeinen. Niet-metalen materialen die geschikt zijn voor lasertoepassing zijn onder meer stoffen, glas, kunststoffen, polymeren, keramiek en meer. Bij elk materiaal zijn meerdere industrieën betrokken, maar er bestaan al volwassen verwerkingstechnieken, waardoor laservervanging geen gemakkelijke taak is.
Om een niet-metaalachtig materiaalveld te betreden, is het noodzakelijk om te analyseren of laserinteractie met het materiaal mogelijk is en of er nadelige reacties zullen optreden. Momenteel onderscheidt glas zich als een belangrijk gebied met een hoge toegevoegde waarde en potentieel voor batchlaserverwerkingstoepassingen.
Grote ruimte voor glaslasersnijden
Glas is een belangrijk industrieel materiaal dat wordt gebruikt in verschillende industrieën, zoals de automobielsector, de bouw, de medische sector en de elektronica. De toepassingen variëren van kleinschalige optische filters die micrometers meten tot grootschalige glaspanelen die worden gebruikt in industrieën zoals de automobielsector of de bouw.
Glas kan worden onderverdeeld in optisch glas, kwartsglas, microkristallijn glas, saffierglas en meer. Het belangrijkste kenmerk van glas is de broosheid ervan, wat aanzienlijke uitdagingen met zich meebrengt voor traditionele verwerkingsmethoden. Traditionele glassnijmethoden maken doorgaans gebruik van gereedschappen van harde legeringen of diamanten, waarbij het snijproces in twee stappen wordt verdeeld. Eerst wordt er een scheur in het glasoppervlak gemaakt met behulp van een gereedschap met een diamantpunt of een slijpschijf van een harde aluminiumlegering. In de tweede plaats worden mechanische middelen gebruikt om het glas langs de scheurlijn te scheiden. Deze traditionele processen hebben echter duidelijke nadelen. Ze zijn relatief inefficiënt, wat resulteert in ongelijkmatige randen die vaak secundair polijsten vereisen, en ze produceren veel vuil en stof. Bovendien zijn traditionele methoden behoorlijk uitdagend voor taken zoals het boren van gaten in het midden van glaspanelen of het snijden van onregelmatige vormen. Dit is waar de voordelen van het lasersnijden van glas duidelijk worden. In 2022 bedroegen de verkoopopbrengsten van de Chinese glasindustrie ongeveer 744,3 miljard yuan. De penetratiegraad van lasersnijtechnologie in de glasindustrie bevindt zich nog in de beginfase, wat erop wijst dat er aanzienlijke ruimte is voor de toepassing van lasersnijtechnologie als vervanging.
Glaslasersnijden: vanaf mobiele telefoons
Glaslasersnijden maakt vaak gebruik van een Bezier-focusseerkop om laserstralen met hoog piekvermogen en dichtheid in het glas te genereren. Door de Bezier-straal in het glas te focussen, verdampt het materiaal onmiddellijk, waardoor een verdampingszone ontstaat, die snel uitzet en scheuren vormt op de boven- en onderoppervlakken. Deze scheuren vormen het snijgedeelte dat bestaat uit talloze kleine poriepunten, waardoor externe spanningsbreuken kunnen worden doorgesneden.
Met aanzienlijke vooruitgang in de lasertechnologie zijn de energieniveaus ook toegenomen. Een groene laser van nanoseconden met een vermogen van meer dan 20 W kan effectief glas snijden, terwijl een picoseconde ultraviolette laser met een vermogen van meer dan 15 W moeiteloos glas van minder dan 2 mm dik snijdt. Er bestaan Chinese bedrijven die glas tot 17 mm dik kunnen snijden. Lasersnijden van glas beschikt over een hoog rendement. Het snijden van een stuk glas met een diameter van 10 cm op een glas van 3 mm dik duurt bijvoorbeeld slechts ongeveer 10 seconden met lasersnijden, vergeleken met enkele minuten met mechanische messen. Lasergesneden randen zijn glad en hebben een kerfnauwkeurigheid tot 30 μm, waardoor secundaire bewerking voor algemene industriële producten overbodig is.
Het lasersnijden van glas is een relatief recente ontwikkeling, die ongeveer zes tot zeven jaar geleden begon. De industrie voor de productie van mobiele telefoons behoorde tot de early adopters, die gebruik maakten van lasersnijden op de glazen afdekkingen van camera's en een enorme stijging doormaakten met de introductie van een laser-onzichtbaarheidssnijapparaat. Met de populariteit van smartphones met volledig scherm heeft het nauwkeurig lasersnijden van volledige glaspanelen met een groot scherm de glasverwerkingscapaciteit aanzienlijk vergroot. Lasersnijden is gemeengoed geworden als het gaat om de verwerking van glascomponenten voor mobiele telefoons. Deze trend wordt voornamelijk aangedreven door geautomatiseerde apparatuur voor de laserbewerking van glas voor mobiele telefoons, lasersnijapparaten voor camerabeschermingslenzen en intelligente apparatuur voor het laserboren van glassubstraten.
Op auto's gemonteerd elektronisch schermglas maakt geleidelijk gebruik van lasersnijden
Op auto's gemonteerde schermen verbruiken veel glaspanelen, vooral voor centrale bedieningsschermen, navigatiesystemen, dashcams, enz. Tegenwoordig zijn veel nieuwe energievoertuigen uitgerust met intelligente systemen en extra grote centrale bedieningsschermen. Intelligente systemen zijn standaard geworden in auto's, waarbij grote en meerdere schermen, evenals 3D-gebogen schermen geleidelijk de mainstream van de markt worden. Glazen afdekpanelen voor in auto's gemonteerde schermen worden veel gebruikt vanwege hun uitstekende eigenschappen, en een hoogwaardig gebogen schermglas kan een ultiemere ervaring bieden voor de auto-industrie. De hoge hardheid en brosheid van glas vormen echter een uitdaging voor de verwerking.
Op auto's gemonteerde glazen schermen vereisen een hoge nauwkeurigheid en de toleranties van de geassembleerde structurele componenten zijn zeer klein. Grote maatfouten bij het snijden van vierkante/staafschermen kunnen tot montageproblemen leiden. Traditionele verwerkingsmethoden omvatten meerdere stappen, zoals onder meer het snijden van wielen, handmatig breken, CNC-vormen en afschuinen. Omdat het een mechanische verwerking betreft, heeft het te kampen met problemen zoals een laag rendement, slechte kwaliteit, lage opbrengst en hoge kosten. Na het snijden van de wielen kan de CNC-bewerking van de glasvorm van de centrale besturingsafdekking van een enkele auto tot 8-10 minuten duren. Met ultrasnelle lasers van ruim 100W kan in één beweging een glas van 17 mm worden gesneden; het integreren van meerdere productieprocessen verhoogt de efficiëntie met 80%, waarbij 1 laser gelijk staat aan 20 CNC-machines. Dit verbetert de productiviteit aanzienlijk en verlaagt de verwerkingskosten per eenheid.
Andere toepassingen van lasers in glas
Kwartsglas heeft een unieke structuur, waardoor het moeilijk is om met lasers te splitsen, maar femtosecondelasers kunnen worden gebruikt voor het etsen op kwartsglas. Dit is een toepassing van femtosecondelasers voor precisiebewerking en etsen op kwartsglas.Femtoseconde-lasertechnologie is een zich de afgelopen jaren snel ontwikkelende geavanceerde verwerkingstechnologie, met extreem hoge verwerkingsprecisie en -snelheid, die in staat is tot etsen en verwerken op micrometer- tot nanometerniveau op verschillende materiaaloppervlakken. Laserkoeltechnologie varieert afhankelijk van de veranderende marktvraag. Als ervaren koelmachinefabrikant die onzewaterkoeler productielijnen in overeenstemming met de markttrends, kunnen de CWUP-serie ultrasnelle laserkoelers van TEYU Chiller Fabrikant efficiënte en stabiele koeloplossingen bieden voor picoseconde- en femtosecondelasers met maximaal 60W.
Het laserlassen van glas is een nieuwe technologie die de afgelopen twee tot drie jaar is ontstaan en voor het eerst in Duitsland is verschenen. Momenteel hebben slechts enkele eenheden in China, zoals Huagong Laser, Xi'an Institute of Optics and Fine Mechanics en Harbin Hit Weld Technology, deze technologie doorbroken.Onder invloed van krachtige, ultrakorte pulslasers kunnen de door lasers gegenereerde drukgolven microscheuren of spanningsconcentraties in het glas veroorzaken, wat de hechting tussen twee stukken glas kan bevorderen. Het verlijmde glas is na het lassen zeer stevig en tussen 3 mm dik glas is het al mogelijk om strak te lassen. In de toekomst richten onderzoekers zich ook op het overlaylassen van glas met andere materialen. Momenteel zijn deze nieuwe processen nog niet op grote schaal batchgewijs toegepast, maar zodra ze volwassen zijn, zullen ze ongetwijfeld een belangrijke rol spelen in sommige hoogwaardige toepassingsgebieden.
TEYU S&A Chiller werd in 2002 opgericht met 22 jaar ervaring in de productie van koelmachines en wordt nu erkend als pionier op het gebied van koeltechnologie en betrouwbare partner in de laserindustrie.
Copyright © 2021 TEYU S&A Koeler - Alle rechten voorbehouden.
