Aktualności laserowe
Precyzyjna kontrola temperatury w systemach laserowych i zastosowaniach przemysłowych Od 2002 roku
Język
Obecnie szkło wyróżnia się jako główny obszar o wysokiej wartości dodanej i potencjale w zastosowaniach wsadowego przetwarzania laserowego. Technologia lasera femtosekundowego to szybko rozwijająca się w ostatnich latach zaawansowana technologia przetwarzania, charakteryzująca się niezwykle dużą precyzją i szybkością przetwarzania, umożliwiająca trawienie i obróbkę na poziomie od mikrometrów do nanometrów na różnych powierzchniach materiałów (w tym obróbkę laserem szkła).
Technologia produkcji laserowej szybko się rozwinęła w ciągu ostatniej dekady, a jej głównym zastosowaniem jest obróbka laserowa materiałów metalowych. Cięcie laserowe, spawanie laserowe i napawanie laserowe metali należą do najważniejszych procesów w laserowej obróbce metali. Jednakże wraz ze wzrostem stężenia homogenizacja produktów laserowych stała się poważna, ograniczając rozwój rynku laserów. Dlatego, aby się przebić, zastosowania lasera muszą rozszerzyć się na nowe domeny materiałowe. Materiały niemetalowe odpowiednie do zastosowań laserowych obejmują tkaniny, szkło, tworzywa sztuczne, polimery, ceramikę i inne. Każdy materiał ma zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu, ale istnieją już zaawansowane techniki przetwarzania, co sprawia, że zastąpienie lasera nie jest łatwym zadaniem.
Aby wejść w pole materiału niemetalicznego, należy przeanalizować, czy możliwa jest interakcja lasera z materiałem i czy nie wystąpią niepożądane reakcje. Obecnie szkło wyróżnia się jako główny obszar o wysokiej wartości dodanej i potencjale w zastosowaniach wsadowego przetwarzania laserowego.
Duża przestrzeń do cięcia laserowego szkła
Szkło jest ważnym materiałem przemysłowym stosowanym w różnych gałęziach przemysłu, takich jak motoryzacja, budownictwo, medycyna i elektronika. Zakres jego zastosowań sięga od małych filtrów optycznych mierzących mikrometry po wielkogabarytowe panele szklane stosowane w branżach takich jak motoryzacja czy budownictwo.
Szkło można podzielić na szkło optyczne, szkło kwarcowe, szkło mikrokrystaliczne, szkło szafirowe i inne. Istotną cechą szkła jest jego kruchość, która stwarza poważne wyzwania dla tradycyjnych metod przetwarzania. Tradycyjne metody cięcia szkła zazwyczaj wykorzystują narzędzia z twardego stopu lub diamenty, a proces cięcia dzieli się na dwa etapy. W pierwszej kolejności na powierzchni szkła tworzy się pęknięcie za pomocą narzędzia z końcówką diamentową lub tarczy szlifierskiej z twardego stopu. Po drugie, do oddzielania szkła wzdłuż linii pęknięcia stosuje się środki mechaniczne. Jednakże te tradycyjne procesy mają wyraźne wady. Są stosunkowo nieefektywne, co powoduje nierówne krawędzie, które często wymagają wtórnego polerowania, a także wytwarzają dużo zanieczyszczeń i pyłu. Co więcej, w przypadku zadań takich jak wiercenie otworów w środku tafli szklanych czy wycinanie nieregularnych kształtów, tradycyjne metody są dość wymagające. Tutaj ujawniają się zalety cięcia laserowego szkła. W 2022 r. przychody ze sprzedaży chińskiego przemysłu szklarskiego wyniosły około 744,3 miliarda juanów. Stopień penetracji technologii cięcia laserowego w przemyśle szklarskim znajduje się wciąż w początkowej fazie, co wskazuje na znaczną przestrzeń dla zastosowania technologii cięcia laserowego jako substytutu.
Cięcie laserowe szkła: począwszy od telefonów komórkowych
Cięcie laserowe szkła często wykorzystuje głowicę ogniskującą Beziera do generowania wiązek laserowych o wysokiej mocy szczytowej i gęstości w szkle. Skupiając wiązkę Beziera wewnątrz szkła, natychmiast odparowuje materiał, tworząc strefę parowania, która szybko się rozszerza, tworząc pęknięcia na górnej i dolnej powierzchni. Pęknięcia te tworzą sekcję tnącą złożoną z niezliczonych drobnych punktów porów, umożliwiając przecięcie pęknięć naprężeniowych zewnętrznych.
Wraz ze znacznym postępem w technologii laserowej wzrósł także poziom mocy. Nanosekundowy zielony laser o mocy ponad 20 W może skutecznie ciąć szkło, natomiast pikosekundowy laser ultrafioletowy o mocy ponad 15 W bez wysiłku tnie szkło o grubości poniżej 2 mm. Istnieją chińskie przedsiębiorstwa, które potrafią ciąć szkło o grubości do 17 mm. Laserowe cięcie szkła charakteryzuje się dużą wydajnością. Na przykład wycięcie kawałka szkła o średnicy 10 cm na szkle o grubości 3 mm zajmuje tylko około 10 sekund w przypadku cięcia laserowego w porównaniu do kilku minut w przypadku noży mechanicznych. Krawędzie wycinane laserowo są gładkie, a dokładność karbu sięga 30 μm, co eliminuje potrzebę obróbki wtórnej w przypadku ogólnych produktów przemysłowych.
Cięcie laserowe szkła to stosunkowo nowy wynalazek, który rozpoczął się około sześciu do siedmiu lat temu. Branża produkująca telefony komórkowe była jednym z pierwszych, którzy zastosowali cięcie laserowe w osłonach szkieł aparatów fotograficznych i odnotowali gwałtowny wzrost wraz z wprowadzeniem laserowego urządzenia do cięcia w sposób niewidzialny. Wraz z popularnością pełnoekranowych smartfonów, precyzyjne cięcie laserowe całych wielkoekranowych paneli szklanych znacznie zwiększyło możliwości obróbki szkła. Cięcie laserowe stało się powszechne w przypadku obróbki elementów szklanych w telefonach komórkowych. Trend ten napędzany jest przede wszystkim przez zautomatyzowane urządzenia do laserowej obróbki szkła obudowy telefonów komórkowych, laserowe urządzenia do cięcia soczewek ochronnych aparatów oraz inteligentne urządzenia do laserowego wiercenia podłoży szklanych.
Elektroniczne szyby ekranowe montowane w samochodach stopniowo zaczynają być wycinane laserem
Ekrany montowane w samochodach zużywają dużo szklanych paneli, zwłaszcza w przypadku ekranów centralnego sterowania, systemów nawigacji, kamer samochodowych itp. Obecnie wiele nowych pojazdów energetycznych jest wyposażonych w inteligentne systemy i duże ekrany centralnego sterowania. Inteligentne systemy stały się standardem w samochodach, a duże i liczne ekrany, a także zakrzywione ekrany 3D stopniowo stają się głównym nurtem rynku. Szklane panele osłonowe do ekranów montowanych w samochodach są szeroko stosowane ze względu na ich doskonałe właściwości, a wysokiej jakości zakrzywione szkło ekranowe może zapewnić jeszcze lepsze wrażenia w przemyśle motoryzacyjnym. Jednak duża twardość i kruchość szkła stanowią wyzwanie w obróbce.
Szklane ekrany montowane w samochodach wymagają dużej precyzji, a tolerancje montowanych elementów konstrukcyjnych są bardzo małe. Duże błędy wymiarowe podczas cięcia sit kwadratowych/prętowych mogą prowadzić do problemów montażowych. Tradycyjne metody przetwarzania obejmują wiele etapów, takich jak między innymi cięcie kół, łamanie ręczne, kształtowanie CNC i fazowanie. Ponieważ jest to obróbka mechaniczna, wiąże się z takimi problemami, jak niska wydajność, niska jakość, niska wydajność i wysokie koszty. Po wycięciu koła obróbka CNC kształtu szyby centralnego sterowania pojedynczego samochodu może zająć do 8-10 minut. Dzięki ultraszybkim laserom o mocy ponad 100 W jednym pociągnięciem można wyciąć szkło o grubości 17 mm; integracja wielu procesów produkcyjnych zwiększa wydajność o 80%, gdzie 1 laser równa się 20 maszynom CNC. To znacznie poprawia produktywność i zmniejsza jednostkowe koszty przetwarzania.
Inne zastosowania laserów w szkle
Szkło kwarcowe ma unikalną strukturę, która utrudnia cięcie laserem, ale do trawienia szkła kwarcowego można używać laserów femtosekundowych. Jest to zastosowanie laserów femtosekundowych do precyzyjnej obróbki i trawienia szkła kwarcowego.Technologia lasera femtosekundowego to szybko rozwijająca się w ostatnich latach zaawansowana technologia przetwarzania, charakteryzująca się niezwykle dużą precyzją i szybkością przetwarzania, umożliwiająca trawienie i obróbkę na poziomie od mikrometrów do nanometrów na różnych powierzchniach materiałów. Technologia chłodzenia laserowego zmienia się w zależności od zmieniających się wymagań rynku. Jako doświadczony producent agregatów chłodniczych, który aktualizuje naszeagregat wody linie produkcyjne zgodnie z trendami rynkowymi, ultraszybkie laserowe agregaty chłodnicze CWUP firmy TEYU mogą zapewnić wydajne i stabilne rozwiązania chłodzące dla laserów pikosekundowych i femtosekundowych o mocy do 60 W.
Spawanie laserowe szkła to nowa technologia, która pojawiła się w ciągu ostatnich dwóch-trzech lat, początkowo pojawiając się w Niemczech. Obecnie tylko kilka jednostek w Chinach, takich jak Huagong Laser, Instytut Optyki i Mechaniki Precyzyjnej w Xi'an oraz Harbin Hit Weld Technology, przebiło się przez tę technologię.Pod działaniem laserów o ultrakrótkich impulsach o dużej mocy fale ciśnienia generowane przez lasery mogą powodować mikropęknięcia lub koncentracje naprężeń w szkle, co może sprzyjać wiązaniu dwóch kawałków szkła. Klejone szkło po zespawaniu jest bardzo mocne i można już uzyskać szczelne zgrzewanie szkła o grubości 3 mm. W przyszłości badacze skupią się także na napawaniu szkła z innymi materiałami. Obecnie te nowe procesy nie są jeszcze szeroko stosowane w seriach, ale gdy osiągną dojrzałość, niewątpliwie odegrają ważną rolę w niektórych zaawansowanych obszarach zastosowań.
TEYU S&A Firma Chiller została założona w 2002 roku z 22-letnim doświadczeniem w produkcji agregatów chłodniczych i obecnie jest uznawana za pioniera technologii chłodzenia i niezawodnego partnera w branży laserowej.
Prawa autorskie © 2021 TEYU S&A Chłodnica - Wszelkie prawa zastrzeżone.
