邊緣質(zhì)量
定性地描述在一張1.5毫米厚的玻璃片上三個不同的切痕之間的動態(tài)差異。玻璃切割的邊緣干凈沒有裂片和裂痕,不需要后續(xù)處理工序。因為激光是非接觸工具,沒有工具的磨損問題,從而可保證持續(xù)、均勻的切割厚度和邊緣質(zhì)量。作為比較,3(b)顯示了使用金屬輪進行切割的邊緣,可以看到沿著切割線存在各種殘余張力成份。3(c)是金剛石砂輪切割的結(jié)果,可看到很多微小的裂痕,對于許多應用來說,需要打磨切割邊緣。
為了定量地評價邊緣質(zhì)量,根據(jù)ISO3274,應使用Stylus 輪廓測量儀對激光切割的邊緣進行測量。權(quán)威測量顯示,平均粗糙度(Ra)小于0.5微米。
邊緣強度
因為邊緣質(zhì)量優(yōu)秀,以及加熱/淬火過程中的自然回火效應,激光切割的邊緣強度非常高。Jena 的Otto-Schott-Insititut 研究所根據(jù)DIN5230011 參數(shù)做了獨立的測試,相關數(shù)據(jù)已公開發(fā)布。采用這種新方法,與機械法加工后又打磨的樣品相比,邊緣強度提高了30%左右。
厚度和切割速度
限制切割速度的有3個因素:玻璃的厚度、材料的熱膨脹系數(shù)(見圖2)、以及激光器的輸出功率。在這個測試中,我們使用150W 輸出功率的CO2 激光器切割a=7.2 x 10-6 、厚度為1.1mm的玻璃,直線切割,速度為500mm/秒。作為比較,硬質(zhì)金屬輪切割同樣厚度同種玻璃的速度可達1500mm/秒。但是,即使是在注重速度的應用中,這種差異也將被激光切割所帶來的經(jīng)濟性和質(zhì)量優(yōu)勢所彌補。同時,我們都相信,進一步的加工過程優(yōu)化以及采用更高輸出功率的激光器進行切割都會容易地將加工速度提高2至3倍。
曲線切割
因為裂痕是精確地沿著激光光束所劃出的痕跡, 激光引致的分離可以切劃出非常精確的曲線圖案。事實上,我們所做的實驗也證明了無論直線或是曲線,激光切割都能連續(xù)地、精確地完成設定圖案,重復性可達+50μm。所以激光可以進行曲線和三維圖形的精確切割。
應用
長遠來說,激光引致的分離技術將在許多玻璃的切割應用中取代機械法。近期,激光切割已在下述的三個應用領域中顯示強大的技術優(yōu)勢,它們是:CRTS,平板顯示,以及汽車的風擋玻璃等的切割等。
有些應用需要對玻璃進行特殊的后續(xù)處理,比如,某些安全玻璃元件須經(jīng)溫度硬化處理,以及多數(shù)帶硅鍍層的平板顯示器元件必須經(jīng)過溫度退火等。激光引致分離法也配合這些特殊的后處理,我們用激光法切割了100個4mm 厚的玻璃片,在特殊熱處理過程中,沒有一片被破壞。
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