自 2002 年以來，為雷射系統和工業應用提供精確的溫度控制
語言
目前，玻璃是具有高附加價值和批量雷射加工應用潛力的主要領域。飛秒雷射技術是近年來快速發展的先進加工技術，具有極高的加工精度和速度，能夠對各種材料表面進行微米至奈米級的蝕刻加工（包括玻璃雷射加工）。
雷射製造技術在過去十年中得到了快速發展，其主要應用是金屬材料的雷射加工。金屬雷射切割、雷射焊接和雷射熔覆是金屬雷射加工中最重要的工藝。但隨著集中度的提高，雷射產品同質化現像日益嚴重，限制了雷射市場的成長。因此，要取得突破，雷射應用必須擴展到新材料領域。適合雷射應用的非金屬材料包括織物、玻璃、塑膠、聚合物、陶瓷等。每種材料都涉及多個行業，但成熟的加工技術已經存在，雷射替代並不是一件容易的事。
進入非金屬材料領域，需要分析雷射與材料相互作用是否可行，是否會發生不良反應。目前，玻璃是具有高附加價值和批量雷射加工應用潛力的主要領域。
玻璃雷射切割空間大
玻璃是一種重要的工業材料，廣泛應用於汽車、建築、醫療和電子等各個行業。其應用範圍從測量微米的小型光學濾光片到汽車或建築等行業使用的大型玻璃面板。
玻璃可分為光學玻璃、石英玻璃、微晶玻璃、藍寶石玻璃等。玻璃的顯著特徵是脆性，這對傳統的加工方法提出了重大挑戰。傳統的玻璃切割方法通常使用硬質合金或鑽石刀具，切割過程分為兩個步驟。首先，使用鑽石工具或硬質合金砂輪在玻璃表面產生裂痕。其次，採用機械手段沿裂紋線分離玻璃。然而，這些傳統工藝有明顯的缺點。它們的效率相對較低，導致邊緣不平整，通常需要二次拋光，並且會產生大量碎片和灰塵。此外，對於在玻璃面板中間鑽孔或切割不規則形狀等任務，傳統方法非常具有挑戰性。這就是雷射切割玻璃的優勢顯現出來的地方。 2022年，我國玻璃產業銷售收入約7,443億元。雷射切割技術在玻璃產業的滲透率仍處於起步階段，雷射切割技術替代應用空間巨大。
玻璃雷射切割：從手機開始
玻璃雷射切割通常採用貝塞爾聚焦頭在玻璃內產生高峰值功率和密度的雷射光束。透過將貝塞爾光束聚焦在玻璃內部，瞬間汽化材料，形成汽化區，汽化區迅速擴展，在上下表面形成裂縫。這些裂紋形成由無數微小孔點組成的切割斷面，實現透過外應力斷裂的切割。
隨著雷射技術的顯著進步，功率水平也隨之提高。功率超過20W的奈秒綠光雷射可以有效切割玻璃，而功率超過15W的皮秒紫外線雷射可以毫不費力地切割2mm以下的玻璃。中國已有企業可以切割厚度達17毫米的玻璃。雷射切割玻璃效率高。例如，在 3 毫米厚的玻璃上切割直徑 10 公分的玻璃片，使用雷射切割僅需約 10 秒，而使用機械刀則需要幾分鐘。雷射切割邊緣光滑，切口精度高達30μm，無需對一般工業產品進行二次加工。
雷射切割玻璃是一項相對較新的發展，大約始於六到七年前。手機製造業是早期採用者之一，在相機玻璃蓋上使用雷射切割，並隨著雷射隱形切割設備的引入而經歷了激增。隨著全螢幕智慧型手機的普及，整塊大螢幕玻璃面板的精密雷射切割大幅提升了玻璃加工能力。在手機玻璃零件加工方面，雷射切割已經變得很常見。這一趨勢主要由手機蓋板玻璃雷射加工自動化設備、相機保護鏡片雷射切割設備以及雷射鑽孔玻璃基板智慧型裝置所推動。
車上電子屏玻璃逐漸採用雷射切割
車載螢幕消耗大量玻璃面板，特別是中控螢幕、導航系統、行車記錄器等。現在許多新能源汽車都配備了智慧型系統和超大中控螢幕。智慧型系統已成為汽車標配，大螢幕、多螢幕、3D曲面螢幕逐漸成為市場主流。車載螢幕玻璃蓋板因其優異的特性而被廣泛應用，而高品質的曲面屏玻璃可以為汽車行業提供更極致的體驗。然而，玻璃的高硬度和脆性給加工帶來了挑戰。
車載玻璃螢幕精度要求高，組裝的結構零件公差很小。切割方形/條形螢幕時的大尺寸誤差可能會導致組裝問題。傳統的加工方法需要經過砂輪切割、手工斷裂、數控整形、倒角等多個步驟。由於是機械加工，有效率低、品質差、成品率低、成本高等問題。車輪切割後，單車中控蓋板玻璃形狀的 CNC 加工可能需要長達 8-10 分鐘。採用超過100W的超快雷射器，可一次切割17mm的玻璃；整合多個生產流程可將效率提高 80%，其中 1 台雷射相當於 20 台CNC工具機。這大大提高了生產率並降低了單位加工成本。
雷射在玻璃中的其他應用
石英玻璃具有獨特的結構，很難用雷射進行分割切割，但飛秒雷射可以在石英玻璃上進行蝕刻。這是飛秒雷射在石英玻璃上進行精密加工和蝕刻的應用。飛秒雷射技術是近年來快速發展的先進加工技術，具有極高的加工精度和速度，能夠對各種材料表面進行微米至奈米級的蝕刻加工。 雷射冷卻技術隨著市場需求的變化而變化。作為經驗豐富的冷水機製造商，更新我們的水冷裝置 順應市場趨勢，TEYU冷水機製造商的CWUP系列超快雷射冷水機可以為高達60W的皮秒和飛秒雷射提供高效穩定的冷卻解決方案。
玻璃雷射焊接是近兩三年出現的新技術，最初出現在德國。目前國內僅有華工雷射、西安光機所、哈爾濱海特焊接技術有限公司等少數單位突破了該技術。在高功率、超短脈衝雷射的作用下，雷射產生的壓力波可以在玻璃中產生微裂紋或應力集中，從而促進兩片玻璃之間的黏合。 焊接後的黏合玻璃非常牢固，已經可以實現3mm厚玻璃之間的緊密焊接。未來，研究人員也將重點放在玻璃與其他材料的堆焊。目前，這些新製程尚未批量廣泛應用，但一旦成熟，無疑將在一些高端應用領域發揮重要作用。
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