ข่าวเลเซอร์
ภาษา
ในปัจจุบัน แก้วมีความโดดเด่นในฐานะพื้นที่หลักที่มีมูลค่าเพิ่มสูงและมีศักยภาพสำหรับการใช้งานในการประมวลผลด้วยเลเซอร์แบบแบตช์ เทคโนโลยีเลเซอร์ Femtosecond เป็นเทคโนโลยีการประมวลผลขั้นสูงที่พัฒนาอย่างรวดเร็วในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ด้วยความแม่นยำและความเร็วในการประมวลผลที่สูงมาก สามารถแกะสลักและประมวลผลระดับไมโครเมตรถึงนาโนเมตรบนพื้นผิววัสดุต่างๆ (รวมถึงการประมวลผลด้วยเลเซอร์แก้ว)
เทคโนโลยีการผลิตเลเซอร์มีการพัฒนาอย่างรวดเร็วในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา โดยการใช้งานหลักคือการประมวลผลด้วยเลเซอร์สำหรับวัสดุโลหะ การตัดด้วยเลเซอร์ การเชื่อมด้วยเลเซอร์ และการหุ้มโลหะด้วยเลเซอร์ถือเป็นกระบวนการที่สำคัญที่สุดในกระบวนการแปรรูปโลหะด้วยเลเซอร์ อย่างไรก็ตาม เมื่อความเข้มข้นเพิ่มขึ้น การทำให้ผลิตภัณฑ์เลเซอร์เป็นเนื้อเดียวกันจะรุนแรงขึ้น ซึ่งจำกัดการเติบโตของตลาดเลเซอร์ ดังนั้น เพื่อที่จะเจาะทะลุ การใช้งานเลเซอร์จะต้องขยายไปสู่ขอบเขตวัสดุใหม่ วัสดุที่ไม่ใช่โลหะที่เหมาะสำหรับการใช้งานเลเซอร์ ได้แก่ ผ้า แก้ว พลาสติก โพลีเมอร์ เซรามิก และอื่นๆ วัสดุแต่ละชนิดเกี่ยวข้องกับหลายอุตสาหกรรม แต่มีเทคนิคการประมวลผลที่ครบถ้วนอยู่แล้ว ทำให้การเปลี่ยนเลเซอร์ไม่ใช่เรื่องง่าย
ในการเข้าสู่สนามวัสดุที่ไม่ใช่โลหะ จำเป็นต้องวิเคราะห์ว่าปฏิกิริยาระหว่างเลเซอร์กับวัสดุเป็นไปได้หรือไม่ และจะเกิดอาการไม่พึงประสงค์หรือไม่ ในปัจจุบัน แก้วมีความโดดเด่นในฐานะพื้นที่หลักที่มีมูลค่าเพิ่มสูงและมีศักยภาพสำหรับการใช้งานในการประมวลผลด้วยเลเซอร์แบบแบตช์
พื้นที่ขนาดใหญ่สำหรับการตัดด้วยเลเซอร์แก้ว
แก้วเป็นวัสดุอุตสาหกรรมที่สำคัญที่ใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น ยานยนต์ การก่อสร้าง การแพทย์ และอิเล็กทรอนิกส์ การใช้งานมีตั้งแต่ตัวกรองแสงขนาดเล็กในการวัดไมโครมิเตอร์ไปจนถึงแผงกระจกขนาดใหญ่ที่ใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น ยานยนต์หรือการก่อสร้าง
กระจกสามารถแบ่งได้เป็นกระจกออพติคัล แก้วควอทซ์ กระจกไมโครคริสตัลไลน์ กระจกแซฟไฟร์ และอื่นๆ คุณลักษณะที่สำคัญของ Glass คือความเปราะบาง ซึ่งเป็นความท้าทายที่สำคัญสำหรับวิธีการประมวลผลแบบดั้งเดิม วิธีการตัดกระจกแบบดั้งเดิมมักใช้โลหะผสมแข็งหรือเครื่องมือเพชร โดยกระบวนการตัดแบ่งออกเป็นสองขั้นตอน ประการแรก รอยแตกจะถูกสร้างขึ้นบนพื้นผิวกระจกโดยใช้เครื่องมือปลายเพชรหรือล้อเจียรโลหะผสมแข็ง ประการที่สอง ใช้วิธีการเชิงกลเพื่อแยกกระจกตามแนวรอยแตกร้าว อย่างไรก็ตาม กระบวนการแบบเดิมๆ เหล่านี้มีข้อเสียที่ชัดเจน พวกมันค่อนข้างไม่มีประสิทธิภาพ ส่งผลให้ขอบไม่เรียบซึ่งมักต้องขัดเงาขั้นที่สอง และทำให้เกิดเศษและฝุ่นจำนวนมาก นอกจากนี้ สำหรับงานต่างๆ เช่น การเจาะรูตรงกลางแผงกระจกหรือการตัดรูปทรงที่ไม่ปกติ วิธีการแบบเดิมๆ ค่อนข้างท้าทาย นี่คือจุดที่ข้อดีของกระจกตัดด้วยเลเซอร์ปรากฏให้เห็นชัดเจน ในปี 2022 รายได้จากการขายอุตสาหกรรมแก้วของจีนอยู่ที่ประมาณ 744.3 พันล้านหยวน อัตราการเจาะของเทคโนโลยีการตัดด้วยเลเซอร์ในอุตสาหกรรมแก้วยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น ซึ่งบ่งชี้ถึงพื้นที่ที่สำคัญสำหรับการใช้เทคโนโลยีตัดด้วยเลเซอร์ทดแทน
การตัดด้วยเลเซอร์แก้ว: จากโทรศัพท์มือถือเป็นต้นไป
การตัดด้วยเลเซอร์แก้วมักใช้หัวโฟกัส Bezier เพื่อสร้างกำลังสูงสุดและลำแสงเลเซอร์ความหนาแน่นสูงภายในกระจก ด้วยการโฟกัสลำแสง Bezier เข้าไปในกระจก วัสดุจะระเหยกลายเป็นไอทันที ทำให้เกิดโซนการกลายเป็นไอ ซึ่งขยายตัวอย่างรวดเร็วจนเกิดรอยแตกบนพื้นผิวด้านบนและด้านล่าง รอยแตกเหล่านี้ก่อให้เกิดส่วนตัดที่ประกอบด้วยจุดรูพรุนเล็กๆ จำนวนนับไม่ถ้วน ทำให้เกิดการตัดผ่านการแตกหักจากความเค้นภายนอก
ด้วยความก้าวหน้าอย่างมากในเทคโนโลยีเลเซอร์ ระดับพลังงานก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน เลเซอร์สีเขียวนาโนวินาทีที่มีกำลังมากกว่า 20W สามารถตัดกระจกได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในขณะที่เลเซอร์อัลตราไวโอเลตขนาด picosecond ที่มีกำลังมากกว่า 15W จะตัดกระจกที่มีความหนาต่ำกว่า 2 มม. ได้อย่างง่ายดาย มีบริษัทจีนที่สามารถตัดกระจกได้หนาถึง 17 มม. กระจกตัดด้วยเลเซอร์มีประสิทธิภาพสูง ตัวอย่างเช่น การตัดชิ้นกระจกเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 ซม. บนกระจกหนา 3 มม. ใช้เวลาประมาณ 10 วินาทีด้วยการตัดด้วยเลเซอร์ เมื่อเทียบกับการตัดด้วยมีดเชิงกลหลายนาที ขอบที่ตัดด้วยเลเซอร์มีความเรียบ โดยมีความแม่นยำของรอยบากสูงถึง 30μm ทำให้ไม่จำเป็นต้องตัดเฉือนขั้นที่สองสำหรับผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมทั่วไป
กระจกตัดด้วยเลเซอร์เป็นการพัฒนาที่ค่อนข้างใหม่ โดยเริ่มต้นเมื่อประมาณหกถึงเจ็ดปีที่แล้ว อุตสาหกรรมการผลิตโทรศัพท์มือถือเป็นหนึ่งในกลุ่มแรกๆ ที่หันมาใช้การตัดด้วยเลเซอร์บนฝาครอบกระจกกล้อง และพบกับการเติบโตอย่างรวดเร็วด้วยการเปิดตัวอุปกรณ์ตัดที่มองไม่เห็นด้วยเลเซอร์ ด้วยความนิยมของสมาร์ทโฟนแบบเต็มหน้าจอ การตัดด้วยเลเซอร์ที่แม่นยำของแผงกระจกหน้าจอขนาดใหญ่ทั้งหมดได้เพิ่มความสามารถในการประมวลผลแก้วอย่างมาก การตัดด้วยเลเซอร์กลายเป็นเรื่องปกติเมื่อพูดถึงการประมวลผลส่วนประกอบแก้วสำหรับโทรศัพท์มือถือ แนวโน้มนี้ได้รับแรงผลักดันหลักจากอุปกรณ์อัตโนมัติสำหรับการประมวลผลด้วยเลเซอร์ของกระจกฝาครอบโทรศัพท์มือถือ อุปกรณ์ตัดด้วยเลเซอร์สำหรับเลนส์ป้องกันกล้อง และอุปกรณ์อัจฉริยะสำหรับพื้นผิวกระจกที่เจาะด้วยเลเซอร์
กระจกหน้าจออิเล็กทรอนิกส์ที่ติดตั้งในรถยนต์กำลังค่อยๆ นำการตัดด้วยเลเซอร์มาใช้
หน้าจอที่ติดตั้งในรถยนต์ใช้แผงกระจกจำนวนมาก โดยเฉพาะหน้าจอควบคุมส่วนกลาง ระบบนำทาง กล้องติดรถยนต์ ฯลฯ ในปัจจุบัน รถยนต์พลังงานใหม่จำนวนมากได้รับการติดตั้งระบบอัจฉริยะและหน้าจอควบคุมส่วนกลางขนาดใหญ่ ระบบอัจฉริยะได้กลายเป็นมาตรฐานในรถยนต์ โดยมีหน้าจอขนาดใหญ่และหลายหน้าจอ รวมถึงหน้าจอโค้ง 3 มิติที่ค่อยๆ กลายเป็นกระแสหลักของตลาด แผงฝาครอบกระจกสำหรับหน้าจอที่ติดตั้งในรถยนต์มีการใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากมีคุณลักษณะที่ยอดเยี่ยม และกระจกหน้าจอโค้งคุณภาพสูงสามารถมอบประสบการณ์ที่ดีที่สุดให้กับอุตสาหกรรมยานยนต์ได้ อย่างไรก็ตาม กระจกที่มีความแข็งและความเปราะบางสูงทำให้เกิดความท้าทายในกระบวนการผลิต
หน้าจอกระจกที่ติดตั้งในรถยนต์ต้องการความแม่นยำสูง และความคลาดเคลื่อนของส่วนประกอบโครงสร้างที่ประกอบเข้าด้วยกันนั้นน้อยมาก ข้อผิดพลาดด้านมิติขนาดใหญ่ระหว่างการตัดตะแกรงสี่เหลี่ยม/แท่งอาจทำให้เกิดปัญหาในการประกอบได้ วิธีการประมวลผลแบบดั้งเดิมเกี่ยวข้องกับหลายขั้นตอน เช่น การตัดล้อ การหักด้วยมือ การขึ้นรูปด้วย CNC และการลบมุม และอื่นๆ เนื่องจากเป็นกระบวนการทางกล จึงประสบปัญหาต่างๆ เช่น ประสิทธิภาพต่ำ คุณภาพต่ำ อัตราผลผลิตต่ำ และต้นทุนสูง หลังจากการตัดล้อ การกลึง CNC ของรูปทรงกระจกฝาครอบแผงควบคุมส่วนกลางของรถยนต์คันเดียวอาจใช้เวลานานถึง 8-10 นาที ด้วยเลเซอร์ความเร็วสูงพิเศษมากกว่า 100W ทำให้สามารถตัดกระจกขนาด 17 มม. ได้ในครั้งเดียว บูรณาการกระบวนการผลิตหลายขั้นตอนเพิ่มประสิทธิภาพได้ถึง 80% โดยที่เลเซอร์ 1 อันเท่ากับเครื่องจักร CNC 20 เครื่อง สิ่งนี้ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตอย่างมากและลดต้นทุนการประมวลผลต่อหน่วย
การใช้งานอื่นๆ ของเลเซอร์ในกระจก
แก้วควอตซ์มีโครงสร้างที่เป็นเอกลักษณ์ ทำให้ยากต่อการแยกการตัดด้วยเลเซอร์ แต่เลเซอร์ femtosecond สามารถใช้ในการแกะสลักบนแก้วควอตซ์ได้ นี่คือการประยุกต์ใช้เลเซอร์ femtosecond สำหรับการตัดเฉือนและการแกะสลักบนกระจกควอตซ์อย่างแม่นยำเทคโนโลยีเลเซอร์ Femtosecond เป็นเทคโนโลยีการประมวลผลขั้นสูงที่พัฒนาอย่างรวดเร็วในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ด้วยความแม่นยำและความเร็วในการประมวลผลที่สูงมาก สามารถแกะสลักและประมวลผลระดับไมโครเมตรถึงนาโนเมตรบนพื้นผิววัสดุต่างๆ เทคโนโลยีการระบายความร้อนด้วยเลเซอร์จะแตกต่างกันไปตามความต้องการของตลาดที่เปลี่ยนแปลงไป ในฐานะผู้ผลิตเครื่องทำความเย็นที่มีประสบการณ์ซึ่งคอยอัพเดทเราเครื่องทำน้ำเย็น สายการผลิตที่สอดคล้องกับแนวโน้มของตลาด CWUP-Series Ultrafast Laser Chillers ของผู้ผลิต TEYU Chiller สามารถมอบโซลูชันการระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพและเสถียรสำหรับเลเซอร์พิโควินาทีและเฟมโตวินาทีที่มีกำลังสูงถึง 60W
การเชื่อมแก้วด้วยเลเซอร์เป็นเทคโนโลยีใหม่ที่เกิดขึ้นในช่วงสองถึงสามปีที่ผ่านมา โดยเริ่มแรกในประเทศเยอรมนี ปัจจุบัน มีเพียงไม่กี่หน่วยในจีน เช่น Huagong Laser, Xi'an Institute of Optics and Fine Mechanics และ Harbin Hit Weld Technology ที่บุกเบิกเทคโนโลยีนี้ภายใต้การทำงานของเลเซอร์พัลส์สั้นพิเศษกำลังแรงสูง คลื่นความดันที่เกิดจากเลเซอร์สามารถสร้างรอยแตกขนาดเล็กหรือความเข้มข้นของความเครียดในแก้ว ซึ่งสามารถส่งเสริมการยึดเกาะระหว่างกระจกสองชิ้น กระจกที่ยึดติดหลังการเชื่อมจะแน่นหนามาก และสามารถเชื่อมอย่างแน่นหนาระหว่างกระจกหนา 3 มม. ได้ ในอนาคต นักวิจัยยังมุ่งเน้นไปที่การเชื่อมกระจกซ้อนกับวัสดุอื่นๆ อีกด้วย ปัจจุบัน กระบวนการใหม่เหล่านี้ยังไม่ได้ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในแบตช์ แต่เมื่อครบกำหนดแล้ว ก็จะมีบทบาทสำคัญในสาขาแอปพลิเคชันระดับไฮเอนด์บางสาขาอย่างไม่ต้องสงสัย
