Лазерно рязано стъкло: Всичко, което трябва да знаете за [2024]
Когато повечето хора мислят за стъкло, те си го представят като деликатен материал - нещо, което може лесно да се счупи, ако е подложено на твърде голяма сила или топлина.
Поради тази причина може да се изненадате да научите, че стъклотовсъщност може да се реже с лазер.
Чрез процес, известен като лазерна аблация, мощните лазери могат прецизно да премахват или „изрязват“ форми от стъкло, без да причиняват пукнатини или фрактури.
Съдържание:
1. Можете ли да режете стъкло с лазер?
Лазерната аблация работи чрез насочване на изключително фокусиран лазерен лъч върху повърхността на стъклото.
Интензивната топлина от лазера изпарява малко количество от стъкления материал.
Чрез преместване на лазерния лъч по програмиран шаблон, сложни форми и дизайни могат да бъдат изрязани с удивителна точност, понякога до резолюция от само няколко хилядни от инча.
За разлика от механичните методи на рязане, които разчитат на физически контакт, лазерите позволяват безконтактно рязане, което произвежда много чисти ръбове без нащърбване или напрежение върху материала.
Макар идеята за „рязане“ на стъкло с лазер да изглежда нелогична, тя е възможна, защото лазерите позволяват изключително прецизно и контролирано нагряване и отстраняване на материал.
Стига рязането да се извършва постепенно, на малки стъпки, стъклото е в състояние да разсейва топлината достатъчно бързо, за да не се напука или експлодира от термичен шок.
Това прави лазерното рязане идеален процес за стъкло, позволявайки създаването на сложни шарки, които биха били трудни или невъзможни с традиционните методи на рязане.
2. Какво стъкло може да се реже с лазер?
Не всички видове стъкло могат да се режат с лазер еднакво добре. Оптималното стъкло за лазерно рязане трябва да има определени термични и оптични свойства.
Някои от най-разпространените и подходящи видове стъкло за лазерно рязане включват:
1. Закалено стъкло:Обикновено флоатно или плоско стъкло, което не е преминало през допълнителна термична обработка. Реже се и гравира добре, но е по-склонно към напукване от термично напрежение.
2. Закалено стъкло:Стъкло, което е термично обработено за повишена здравина и устойчивост на счупване. То има по-висока термична устойчивост, но и по-висока цена.
3. Стъкло с ниско съдържание на желязо:Стъкло с намалено съдържание на желязо, което пропуска лазерната светлина по-ефективно и реже с по-малко остатъчна топлина.
4. Оптично стъкло:Специално стъкло, формулирано за висока пропускливост на светлината с ниско затихване, използвано за приложения с прецизна оптика.
5. Стъкло от разтопен силициев диоксид:Изключително високочиста форма на кварцово стъкло, която може да издържи на висока лазерна мощност и рязане/ецване с ненадмината прецизност и детайлност.
Като цяло, стъклата с по-ниско съдържание на желязо се режат с по-високо качество и ефективност, тъй като абсорбират по-малко лазерна енергия.
По-дебелите стъкла над 3 мм също изискват по-мощни лазери. Съставът и обработката на стъклото определят неговата пригодност за лазерно рязане.
3. Какъв лазер може да реже стъкло?
Съществуват няколко вида промишлени лазери, подходящи за рязане на стъкло, като оптималният избор зависи от фактори като дебелина на материала, скорост на рязане и изисквания за прецизност:
1. CO2 лазери:Работният лазер за рязане на различни материали, включително стъкло. Произвежда инфрачервен лъч, добре абсорбиран от повечето материали. Може да режедо 30 ммот стъкло, но с по-ниски скорости.
2. Фибролазери:По-нови твърдотелни лазери, предлагащи по-бързи скорости на рязане от CO2. Произвеждат лъчи в близък инфрачервен диапазон, ефективно абсорбирани от стъклото. Често използвани за рязанедо 15 ммстъкло.
3. Зелени лазери:Твърдотелни лазери, излъчващи видима зелена светлина, добре абсорбирана от стъклото, без да нагряват околните области. Използват се зависокопрецизно гравиранеот тънко стъкло.
4. UV лазери:Ексимерните лазери, излъчващи ултравиолетова светлина, могат да постигнатнай-висока прецизност на рязаневърху тънки стъкла поради минималните зони, засегнати от топлината. Изисква обаче по-сложна оптика.
5. Пикосекундни лазери:Ултрабързи импулсни лазери, които режат чрез аблация с отделни импулси с продължителност само една трилионна част от секундата. Те могат да режатизключително сложни шаркив стъкло спочти няма риск от нагряване или напукване.
Подходящият лазер зависи от фактори като дебелината на стъклото и термичните/оптичните свойства, както и от необходимата скорост на рязане, прецизност и качество на ръбовете.
С подходящата лазерна настройка обаче почти всеки вид стъклен материал може да бъде изрязан в красиви, сложни шарки.
4. Предимства на лазерното рязане на стъкло
Има няколко ключови предимства, които идват с използването на технология за лазерно рязане на стъкло:
1. Прецизност и детайлност:Лазерите позволяватпрецизно рязане на микронно нивона сложни шарки и комплексни форми, които биха били трудни или невъзможни с други методи. Това прави лазерното рязане идеално за лога, деликатни произведения на изкуството и приложения с прецизна оптика.
2. Без физически контакт:Тъй като лазерите режат чрез аблация, а не чрез механични сили, няма контакт или напрежение върху стъклото по време на рязане.намалява вероятността от напукване или отчупванедори с крехки или деликатни стъклени материали.
3. Чисти ръбове:Процесът на лазерно рязане изпарява стъклото много чисто, създавайки ръбове, които често са подобни на стъкло или огледално завършени.без никакви механични повреди или отломки.
4. Гъвкавост:Лазерните системи могат лесно да бъдат програмирани да изрязват голямо разнообразие от форми и шарки чрез цифрови дизайнерски файлове. Промените могат да се правят бързо и ефективно и чрез софтуер.без смяна на физически инструменти.
5. Скорост:Макар и не толкова бързи, колкото механичното рязане за приложения в насипно състояние, скоростите на лазерно рязане продължават да се увеличават с...по-нови лазерни технологии.Сложни модели, които някога отнемаха часовевече може да се реже за минути.
6. Без износване на инструмента:Тъй като лазерите функционират чрез оптично фокусиране, а не чрез механичен контакт, няма износване, счупване или нужда от...честа подмяна на режещи ръбовекакто при механичните процеси.
7. Съвместимост на материалите:Правилно конфигурираните лазерни системи са съвместими с рязанепочти всякакъв вид стъкло, от обикновено натриево-калциево стъкло до специален разтопен силициев диоксид, с резултатиограничено само от оптичните и термичните свойства на материала.
5. Недостатъци на лазерното рязане на стъкло
Разбира се, технологията за лазерно рязане на стъкло не е без някои недостатъци:
1. Високи капиталови разходи:Въпреки че разходите за лазерна експлоатация могат да бъдат скромни, първоначалната инвестиция за пълноценна индустриална система за лазерно рязане, подходяща за стъкломоже да бъде съществен, което ограничава достъпа за малки магазини или работа с прототипи.
2. Ограничения на пропускателната способност:Лазерното рязане екато цяло по-бавноотколкото механичното рязане за масово, масово рязане на по-дебели стъклени листове. Производствените темпове може да не са подходящи за приложения с голям обем производство.
3. Консумативи:Лазерите изискватпериодична подмянана оптични компоненти, които могат да се деградират с времето от излагане на въздействие. Разходите за газ също са включени в процесите на асистирано лазерно рязане.
4. Съвместимост на материалите:Въпреки че лазерите могат да режат много стъклени композиции, тези спо-високата абсорбция може да изгори или обезцветивместо да се реже чисто, поради остатъчни топлинни ефекти в зоната, засегната от топлината.
5. Предпазни мерки:Изискват се строги протоколи за безопасност и затворени клетки за лазерно рязане.за предотвратяване на увреждане на очите и кожатаот мощна лазерна светлина и стъклени отломки.Необходима е и правилна вентилацияза отстраняване на вредни изпарения.
6. Изисквания за умения:Квалифицирани техници с обучение по лазерна безопасностса задължителниза работа с лазерни системи. Правилно оптично подравняване и оптимизиране на параметрите на процесасъщо трябва да се извършва редовно.
Така че, в обобщение, макар лазерното рязане да предоставя нови възможности за стъкло, неговите предимства идват с цената на по-високи инвестиции в оборудване и сложност на работата в сравнение с традиционните методи на рязане.
Важно е внимателното обмисляне на нуждите на приложението.
6. Често задавани въпроси за лазерно рязане на стъкло
1. Какъв вид стъкло дава най-добри резултати за лазерно рязане?
Стъклени състави с ниско съдържание на желязоса склонни да произвеждат най-чисти разрези и ръбове при лазерно рязане. Стъклото от разтопен силициев диоксид също се представя много добре благодарение на високата си чистота и свойства на оптично предаване.
Като цяло, стъклото с по-ниско съдържание на желязо реже по-ефективно, тъй като абсорбира по-малко лазерна енергия.
2. Може ли закаленото стъкло да бъде лазерно рязано?
Да, закаленото стъкло може да се реже с лазер, но изисква по-усъвършенствани лазерни системи и оптимизация на процеса. Процесът на закаляване увеличава устойчивостта на стъклото на термичен удар, което го прави по-устойчиво на локализирано нагряване от лазерно рязане.
Обикновено са необходими лазери с по-висока мощност и по-ниски скорости на рязане.
3. Каква е минималната дебелина, която мога да режа с лазер?
Повечето индустриални лазерни системи, използвани за стъкло, могат надеждно да режат дебелините на подложките.до 1-2 ммв зависимост от състава на материала и вида/мощността на лазера. Сспециализирани лазери с къси импулси, рязане на стъкло тънко като0,1 мм е възможно.
Минималната дебелина на рязане в крайна сметка зависи от нуждите на приложението и възможностите на лазера.
4. Колко прецизно може да бъде лазерното рязане на стъкло?
С правилната настройка на лазера и оптиката, разделителната способност на2-5 хилядни от инчаможе рутинно да се постигне при лазерно рязане/гравиране върху стъкло.
Още по-висока прецизност до1 хилядна от инчаили по-добре е възможно да се използваултрабързи импулсни лазерни системиПрецизността зависи до голяма степен от фактори като дължина на вълната на лазера и качество на лъча.
5. Безопасен ли е ръбът на лазерно рязаното стъкло?
Да, отрязаният ръб на лазерно аблатираното стъкло екато цяло безопаснотъй като това е изпарен ръб, а не нащърбен или напрегнат ръб.
Въпреки това, както при всеки процес на рязане на стъкло, трябва да се спазват правилните предпазни мерки при работа, особено при работа със закалено или калено стъкло, коетовсе още може да представлява риск, ако се повреди след рязане.
6. Трудно ли е да се проектират шаблони за лазерно рязане на стъкло?
No, дизайнът на шаблони за лазерно рязане е доста лесен. Повечето софтуер за лазерно рязане използва стандартни файлови формати за изображения или векторни файлове, които могат да бъдат създадени с помощта на общи инструменти за проектиране.
След това софтуерът обработва тези файлове, за да генерира траектории за рязане, като същевременно извършва необходимото влагане/подреждане на части върху листовия материал.
Ние не се задоволяваме с посредствени резултати, нито пък вие трябва
▶ За нас - MimoWork Laser
Подобрете производството си с нашите акценти
Mimowork е ориентиран към резултатите производител на лазери, базиран в Шанхай и Донгуан, Китай, който притежава 20-годишен задълбочен оперативен опит в производството на лазерни системи и предлага цялостни решения за обработка и производство на малки и средни предприятия (МСП) в широк спектър от индустрии.
Нашият богат опит в лазерните решения за обработка на метални и неметални материали е дълбоко вкоренен в световната реклама, автомобилната и авиационната промишленост, металообработката, приложенията за сублимация на багрила, текстилната и платнената промишленост.
Вместо да предлага несигурно решение, което изисква покупка от неквалифицирани производители, MimoWork контролира всяка отделна част от производствената верига, за да гарантира, че нашите продукти имат постоянно отлично представяне.
MimoWork е ангажирана със създаването и модернизирането на лазерното производство и е разработила десетки усъвършенствани лазерни технологии, за да подобри допълнително производствения капацитет на клиентите, както и да подобри по-високата ефективност. С многобройни патенти за лазерни технологии, ние винаги се концентрираме върху качеството и безопасността на лазерните машинни системи, за да осигурим постоянна и надеждна обработка на производството. Качеството на лазерните машини е сертифицирано от CE и FDA.
Получете още идеи от нашия YouTube канал
Може да се интересувате от:
Ускоряваме в бързата лента на иновациите
Време на публикуване: 14 февруари 2024 г.