برش لیزری شیشه: هر آنچه که باید درباره [2024] بدانید
وقتی اکثر مردم به شیشه فکر می‌کنند، آن را به عنوان یک ماده ظریف تصور می‌کنند - چیزی که اگر تحت فشار یا گرمای بیش از حد قرار گیرد، به راحتی می‌شکند.
به همین دلیل، ممکن است تعجب‌آور باشد که بدانیم شیشهدر واقع می‌توان با استفاده از لیزر برش داد.
از طریق فرآیندی که به عنوان فرسایش لیزری شناخته می‌شود، لیزرهای پرقدرت می‌توانند بدون ایجاد ترک یا شکستگی، اشکال را با دقت از شیشه جدا یا "برش" دهند.
فهرست مطالب:
۱. آیا می‌توان شیشه را با لیزر برش داد؟
فرسایش لیزری با هدایت یک پرتو لیزر بسیار متمرکز بر روی سطح شیشه کار می‌کند.
گرمای شدید ناشی از لیزر مقدار کمی از ماده شیشه را تبخیر می‌کند.
با حرکت دادن پرتو لیزر طبق یک الگوی برنامه‌ریزی‌شده، می‌توان اشکال و طرح‌های پیچیده را با دقت شگفت‌انگیزی برش داد، گاهی اوقات تا وضوحی در حد چند هزارم اینچ.
برخلاف روش‌های برش مکانیکی که به تماس فیزیکی متکی هستند، لیزرها امکان برش بدون تماس را فراهم می‌کنند که لبه‌های بسیار تمیزی را بدون لب‌پریدگی یا فشار روی ماده ایجاد می‌کند.
اگرچه ایده "برش" شیشه با لیزر ممکن است دور از ذهن به نظر برسد، اما این امر امکان‌پذیر است زیرا لیزرها امکان گرمایش و حذف مواد را با دقت و کنترل بسیار بالایی فراهم می‌کنند.
تا زمانی که برش به تدریج و با گام‌های کوچک انجام شود، شیشه قادر است گرما را به سرعت کافی دفع کند تا در اثر شوک حرارتی ترک نخورد یا منفجر نشود.
این امر برش لیزری را به فرآیندی ایده‌آل برای شیشه تبدیل می‌کند و امکان تولید الگوهای پیچیده‌ای را فراهم می‌کند که با روش‌های برش سنتی دشوار یا غیرممکن خواهد بود.
۲. چه شیشه‌هایی را می‌توان با لیزر برش داد؟
همه انواع شیشه را نمی‌توان به طور یکسان با لیزر برش داد. شیشه بهینه برای برش لیزری باید خواص حرارتی و نوری خاصی داشته باشد.
برخی از رایج‌ترین و مناسب‌ترین انواع شیشه برای برش لیزری عبارتند از:
۱. شیشه آنیل شده:شیشه فلوت یا پلیت ساده که هیچ عملیات حرارتی اضافی روی آن انجام نشده است. این نوع شیشه به خوبی برش و حکاکی می‌شود اما بیشتر مستعد ترک خوردن در اثر تنش حرارتی است.
۲. شیشه سکوریت:شیشه‌ای که برای افزایش استحکام و مقاومت در برابر خرد شدن، عملیات حرارتی شده است. این نوع شیشه تحمل حرارتی بالاتری دارد اما هزینه آن نیز افزایش می‌یابد.
۳. شیشه کم آهن:شیشه‌ای با محتوای آهن کاهش‌یافته که نور لیزر را با کارایی بیشتری منتقل می‌کند و با اثرات حرارتی باقیمانده کمتری برش می‌دهد.
۴. شیشه نوری:شیشه مخصوصی که برای انتقال نور بالا با میرایی کم فرموله شده است، برای کاربردهای اپتیک دقیق استفاده می‌شود.
۵. شیشه سیلیس ذوب شده:نوعی شیشه کوارتز با خلوص بسیار بالا که می‌تواند در برابر قدرت لیزر بالا مقاومت کند و برش‌ها/حکاکی‌هایی با دقت و جزئیات بی‌نظیر انجام دهد.
به طور کلی، شیشه‌هایی که آهن کمتری دارند، با کیفیت و راندمان بالاتری برش داده می‌شوند، زیرا انرژی لیزر کمتری را جذب می‌کنند.
شیشه‌های ضخیم‌تر از ۳ میلی‌متر نیز به لیزرهای قدرتمندتری نیاز دارند. ترکیب و فرآوری شیشه، مناسب بودن آن را برای برش لیزری تعیین می‌کند.
۳. چه لیزری می‌تواند شیشه را برش دهد؟
انواع مختلفی از لیزرهای صنعتی مناسب برای برش شیشه وجود دارد که انتخاب بهینه آنها به عواملی مانند ضخامت مواد، سرعت برش و دقت مورد نیاز بستگی دارد:
۱. لیزرهای CO2:لیزر قدرتمند برای برش مواد مختلف از جمله شیشه. پرتو مادون قرمز تولید می‌کند که به خوبی توسط اکثر مواد جذب می‌شود. می‌تواند برش دهدتا 30 میلی‌متراز شیشه اما با سرعت کمتر.
۲. لیزرهای فیبری:لیزرهای حالت جامد جدیدتر که سرعت برش سریع‌تری نسبت به CO2 ارائه می‌دهند. پرتوهای نزدیک به مادون قرمز تولید می‌کنند که به طور موثر توسط شیشه جذب می‌شوند. معمولاً برای برش استفاده می‌شوند.تا ۱۵ میلی‌مترشیشه.
۳. لیزرهای سبز:لیزرهای حالت جامد که نور سبز مرئی ساطع می‌کنند و به خوبی توسط شیشه جذب می‌شوند، بدون اینکه نواحی اطراف را گرم کنند. مورد استفاده برایحکاکی با دقت بالااز شیشه نازک.
۴. لیزرهای فرابنفش:لیزرهای اگزایمر که نور فرابنفش ساطع می‌کنند می‌توانند به ... دست یابند.بالاترین دقت برشروی شیشه‌های نازک به دلیل حداقل مناطق تحت تأثیر گرما. با این حال، به اپتیک پیچیده‌تری نیاز دارد.
۵. لیزرهای پیکوثانیه‌ای:لیزرهای پالسی فوق سریع که از طریق فرسایش با پالس‌های منفرد تنها به طول یک تریلیونم ثانیه برش می‌دهند. می‌تواند برش دهدالگوهای بسیار پیچیدهدر شیشه باتقریباً هیچ خطر گرما یا ترک خوردگی وجود ندارد.
لیزر مناسب به عواملی مانند ضخامت شیشه و خواص حرارتی/نوری و همچنین سرعت برش، دقت و کیفیت لبه مورد نیاز بستگی دارد.
با این حال، با تنظیمات مناسب لیزر، تقریباً هر نوع ماده شیشه‌ای را می‌توان به الگوهای زیبا و پیچیده برش داد.
۴. مزایای برش لیزری شیشه
چندین مزیت کلیدی وجود دارد که با استفاده از فناوری برش لیزری برای شیشه به دست می‌آید:
۱. دقت و جزئیات:لیزرها این امکان را فراهم می‌کنندبرش دقیق در سطح میکروناز الگوهای پیچیده و اشکال پیچیده‌ای که با روش‌های دیگر دشوار یا غیرممکن است. این امر برش لیزری را برای لوگوها، آثار هنری ظریف و کاربردهای اپتیک دقیق ایده‌آل می‌کند.
۲. عدم تماس فیزیکی:از آنجایی که لیزرها به جای نیروهای مکانیکی، از طریق فرسایش برش می‌دهند، هیچ تماس یا فشاری در طول برش روی شیشه ایجاد نمی‌شود.احتمال ترک خوردن یا لب پر شدن را کاهش می‌دهدحتی با مواد شیشه‌ای شکننده یا ظریف.
۳. لبه‌های تمیز:فرآیند برش لیزری، شیشه را به طور بسیار تمیزی بخار می‌کند و لبه‌هایی ایجاد می‌کند که اغلب شبیه شیشه یا آینه هستند.بدون هیچگونه آسیب مکانیکی یا ضایعات.
۴. انعطاف‌پذیری:سیستم‌های لیزری را می‌توان به راحتی برای برش طیف گسترده‌ای از اشکال و الگوها از طریق فایل‌های طراحی دیجیتال برنامه‌ریزی کرد. همچنین می‌توان تغییرات را به سرعت و به طور کارآمد از طریق نرم‌افزار اعمال کرد.بدون تغییر ابزار فیزیکی.
۵. سرعت:اگرچه سرعت برش لیزری برای کاربردهای حجیم به اندازه برش مکانیکی نیست، اما همچنان رو به افزایش است.فناوری‌های جدیدتر لیزر.الگوهای پیچیده‌ای که زمانی ساعت‌ها طول می‌کشیداکنون می‌توان آن را در عرض چند دقیقه برش داد.
۶. بدون سایش ابزار:از آنجایی که لیزرها از طریق تمرکز نوری به جای تماس مکانیکی عمل می‌کنند، هیچ سایش، شکستگی یا نیازی به ابزار وجود ندارد.تعویض مکرر لبه‌های برشمانند فرآیندهای مکانیکی.
۷. سازگاری مواد:سیستم‌های لیزری که به درستی پیکربندی شده‌اند با برش سازگار هستندتقریباً هر نوع شیشه‌ایاز شیشه سودالایم معمولی گرفته تا سیلیس ذوب شده مخصوص، با نتایجتنها توسط خواص نوری و حرارتی ماده محدود می‌شود.
۵. معایب برش لیزری شیشه
البته، فناوری برش لیزری شیشه بدون اشکال نیست:
۱. هزینه‌های سرمایه‌ای بالا:در حالی که هزینه‌های عملیات لیزر می‌تواند متوسط باشد، سرمایه‌گذاری اولیه برای یک سیستم برش لیزری صنعتی کامل مناسب برای شیشهمی‌تواند قابل توجه باشد، محدود کردن دسترسی برای کارگاه‌های کوچک یا کارهای نمونه‌سازی.
۲. محدودیت‌های توان عملیاتی:برش لیزری استبه طور کلی کندترنسبت به برش مکانیکی برای برش فله‌ای، برش ورق‌های شیشه ضخیم‌تر به صورت کالایی. نرخ تولید ممکن است برای کاربردهای تولیدی با حجم بالا مناسب نباشد.
۳. مواد مصرفی:لیزرها نیاز دارندجایگزینی دوره ایاجزای نوری که می‌توانند به مرور زمان در اثر قرار گرفتن در معرض نور، تخریب شوند. هزینه‌های گاز نیز در فرآیندهای برش لیزری کمکی دخیل هستند.
۴. سازگاری مواد:در حالی که لیزرها می‌توانند بسیاری از ترکیبات شیشه‌ای را برش دهند، آنهایی کهجذب بالاتر ممکن است باعث سوختگی یا تغییر رنگ شودبه دلیل اثرات گرمای باقیمانده در منطقه تحت تأثیر گرما، به جای برش تمیز.
۵. اقدامات احتیاطی ایمنی:پروتکل‌های ایمنی سختگیرانه و سلول‌های برش لیزری محصور مورد نیاز است.برای جلوگیری از آسیب به چشم و پوستاز نور لیزر پرقدرت و خرده شیشه.تهویه مناسب نیز لازم استبرای حذف بخارات مضر.
۶. الزامات مهارتی:تکنسین‌های واجد شرایط با آموزش ایمنی لیزرمورد نیاز هستندبرای کار با سیستم‌های لیزری. تنظیم نوری مناسب و بهینه‌سازی پارامترهای فرآیندهمچنین باید به طور منظم انجام شود.
بنابراین به طور خلاصه، اگرچه برش لیزری امکانات جدیدی را برای شیشه فراهم می‌کند، اما مزایای آن در مقایسه با روش‌های برش سنتی، به قیمت سرمایه‌گذاری بالاتر در تجهیزات و پیچیدگی عملیاتی تمام می‌شود.
بررسی دقیق نیازهای یک برنامه کاربردی مهم است.
۶. سوالات متداول برش شیشه با لیزر
۱. چه نوع شیشه‌ای بهترین نتایج را برای برش لیزری ایجاد می‌کند؟
ترکیبات شیشه کم آهندر برش لیزری، تمیزترین برش‌ها و لبه‌ها را ایجاد می‌کنند. شیشه سیلیس ذوب‌شده نیز به دلیل خلوص بالا و خواص انتقال نوری، عملکرد بسیار خوبی دارد.
به طور کلی، شیشه با محتوای آهن کمتر، به دلیل جذب انرژی لیزر کمتر، برش کارآمدتری دارد.
۲. آیا می‌توان شیشه سکوریت را با لیزر برش داد؟
بلهشیشه سکوریت را می‌توان با لیزر برش داد، اما به سیستم‌های لیزر پیشرفته‌تر و بهینه‌سازی فرآیند نیاز دارد. فرآیند سکوریت کردن، مقاومت شیشه در برابر شوک حرارتی را افزایش می‌دهد و آن را در برابر گرمای موضعی ناشی از برش لیزر مقاوم‌تر می‌کند.
معمولاً به لیزرهای با توان بالاتر و سرعت برش کمتر نیاز است.
۳. حداقل ضخامتی که می‌توانم با لیزر برش دهم چقدر است؟
اکثر سیستم‌های لیزر صنعتی مورد استفاده برای شیشه می‌توانند ضخامت‌های زیرلایه را به طور قابل اعتمادی برش دهند.تا ۱-۲ میلی‌متربسته به ترکیب مواد و نوع/توان لیزر. بالیزرهای پالس کوتاه تخصصیبرش شیشه به نازکی0.1 میلی‌متر امکان‌پذیر است.
حداقل ضخامت قابل برش در نهایت به نیازهای کاربردی و قابلیت‌های لیزر بستگی دارد.
۴. برش لیزری شیشه چقدر می‌تواند دقیق باشد؟
با تنظیم مناسب لیزر و اپتیک، وضوح‌های ...۲-۵ هزارم اینچبه طور معمول می‌توان این کار را هنگام برش/حکاکی لیزری روی شیشه انجام داد.
حتی دقت بالاتر تا۱ هزارم اینچیا بهتر است با استفاده ازسیستم‌های لیزر پالسی فوق سریعدقت تا حد زیادی به عواملی مانند طول موج لیزر و کیفیت پرتو بستگی دارد.
۵. آیا لبه برش خورده شیشه برش لیزری ایمن است؟
بله، لبه برش خورده شیشه با لیزر ...به طور کلی ایمنزیرا این یک لبه بخار شده است نه یک لبه لب پریده یا تحت فشار.
با این حال، مانند هر فرآیند برش شیشه، باید اقدامات احتیاطی مناسب در هنگام کار با آن، به خصوص در مورد شیشه‌های سکوریت یا نشکن، رعایت شود.اگر پس از برش آسیب ببیند، هنوز هم می‌تواند خطراتی ایجاد کند.
۶. آیا طراحی الگوها برای برش لیزری شیشه دشوار است؟
No، طراحی الگو برای برش لیزری کاملاً سرراست است. اکثر نرم‌افزارهای برش لیزری از فرمت‌های استاندارد تصویر یا فایل برداری استفاده می‌کنند که می‌توانند با استفاده از ابزارهای طراحی رایج ایجاد شوند.
سپس نرم‌افزار این فایل‌ها را پردازش می‌کند تا مسیرهای برش را ایجاد کند و در عین حال هرگونه چیدمان/چیدمان قطعات روی ورق را انجام دهد.
ما به نتایج متوسط رضایت نمی‌دهیم، شما هم نباید رضایت دهید
▶ درباره ما - لیزر میموورک
با نکات برجسته ما، تولید خود را ارتقا دهید
میموورک (Mimowork) یک تولیدکننده لیزر نتیجه‌گرا است که در شانگهای و دونگوان چین مستقر است و با ۲۰ سال تخصص عملیاتی عمیق، سیستم‌های لیزری تولید می‌کند و راه‌حل‌های جامع پردازش و تولید را به شرکت‌های کوچک و متوسط (SMEs) در طیف وسیعی از صنایع ارائه می‌دهد.
تجربه غنی ما در زمینه راهکارهای لیزری برای پردازش مواد فلزی و غیرفلزی، ریشه عمیقی در تبلیغات جهانی، خودرو و هوانوردی، فلزات، کاربردهای تصعید رنگ، پارچه و منسوجات دارد.
به جای ارائه یک راه حل نامشخص که نیاز به خرید از تولیدکنندگان فاقد صلاحیت دارد، MimoWork تک تک بخش‌های زنجیره تولید را کنترل می‌کند تا مطمئن شود محصولات ما عملکرد عالی و مداومی دارند.
میموورک (MimoWork) به ایجاد و ارتقاء تولید لیزر متعهد بوده و ده‌ها فناوری پیشرفته لیزر را برای بهبود بیشتر ظرفیت تولید مشتریان و همچنین بهره‌وری عالی توسعه داده است. با کسب حق ثبت اختراعات متعدد در زمینه فناوری لیزر، ما همیشه بر کیفیت و ایمنی سیستم‌های ماشین لیزر تمرکز می‌کنیم تا تولید پردازشی پایدار و قابل اعتماد را تضمین کنیم. کیفیت ماشین لیزر توسط CE و FDA تأیید شده است.
از کانال یوتیوب ما ایده‌های بیشتری بگیرید
ممکن است به موارد زیر علاقه‌مند باشید:
ما در مسیر سریع نوآوری شتاب می‌گیریم
زمان ارسال: ۱۴ فوریه ۲۰۲۴