SmartCleave 切割:卓越的精密玻璃制造技术

基于超短脉冲激光器的高度精密玻璃切割技术能够满足要求严苛的应用需求。

2022年2月10日,作者:高意

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玻璃几乎无处不在,且拥有5000多年的历史。因此,人们很容易忽略这样一个事实:玻璃是一种独特的材料,具有非常有用的物理特性。其中最明显且最有价值的特性就是玻璃的透明性。

此外,玻璃具有较高的机械强度和良好的耐划伤性。它与大多数化学品(包括许多强酸)不会发生反应。而且,液体和气体无法穿透玻璃。玻璃还具有生物相容性,这意味着无菌玻璃可以安全地植入人体。

正因如此,玻璃的应用范围早已超越了我们熟悉的建筑和汽车领域,延伸至日益先进的产品领域。如今,玻璃已被广泛应用于医疗器械、生命科学仪器、半导体设备以及消费电子产品。在消费电子产品中,手机、笔记本电脑、平板电脑和电视的显示屏均采用了玻璃材质。

传统的玻璃切割技术无法满足要求

在许多这类高科技应用中,对更先进、更小巧轻便的产品需求日益增长。就玻璃的应用而言,这通常意味着需要更薄的玻璃,且通常具有弯曲的边缘或切口。例如,手机显示屏上设有“主页”按钮的切口。

然而,这种需求也带来了挑战。这是因为传统的玻璃切割方法——例如使用硬质合金刀具的传统机械切割或水刀切割——难以处理极薄的玻璃,也难以呈现相应的特性,尤其是紧凑的曲线。至少无法满足成本和生产时间的要求。即使是常见的激光玻璃切割方法,也无法以经济高效的方式满足市场需求。

此外,这些传统的玻璃切割方法会导致玻璃产生细微裂纹和残余应力。这会使玻璃在后续加工和使用过程中更容易破裂。因为当玻璃破裂时,裂缝几乎总是从外边缘开始,即使是在中心施加力也是如此。

大多数玻璃切割过程通常还会产生细小碎片和碎屑,且切割边缘未必完全垂直于玻璃表面。因此,可能需要进行各种后续处理,例如打磨或抛光切割表面。

对于制造商而言,切割后的任何后续加工步骤都意味着生产时间和成本的增加。此外,如果玻璃切割产生难以处理的碎屑或需要大量水进行清洁,可能会对环境产生负面影响。

SmartCleave 加速精密激光玻璃切割

我们专门开发了一种名为“成丝”的新型切割方法,以满足薄玻璃在精度、无应力、无碎屑以及自由曲面切割方面日益增长的需求。成丝切割需要使用超短脉冲(USP)激光器,因为只有这种激光器才能产生该技术所必需的极高峰值功率。

在成丝过程中,USP 激光器聚焦于玻璃表面,形成一条细小的缝隙(或细丝),其深度可达几毫米。为了实现连续切割,激光束会根据要求相对于玻璃移动,从而产生许多间距紧密的细丝。根据玻璃的厚度和类型,玻璃会直接沿切线分离,也可以通过加热实现分离。

成丝技术能够以高速将曲面和嵌入件(无锥度)切割成厚度为0.05毫米至10毫米的玻璃。该技术甚至适用于触摸屏中广泛采用的化学钢化玻璃。

高意 SmartCleave高意 该技术充分利用了我们HyperRapid系列 USP 激光器的独特性能。例如在“脉冲模式”下,激光器可输出一系列高速脉冲。最终产生的加热曲线比总能量相同但传输时间更长的连续脉冲序列更为平缓。

SmartCleave 可将切割速度提高一倍。与其他成丝切割方法相比,它还能切割出更光滑、更笔直的孔洞。此外,SmartCleave 能确保切割边缘无微裂纹、碎屑和碎片。由于该技术无需后续处理,因此提高了产能,从而降低了成本。通过 SmartCleave,可以生产出机械强度更高的成品玻璃部件。

玻璃在高科技产品中的应用显然将持续下去,因为它无可替代。此外,采用 SmartCleave 切割技术加工的玻璃部件能够满足这些严苛新应用所需的精度要求。了解更多关于SmartCleave在切割玻璃、蓝宝石、陶瓷和复合材料方面的表现。

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