Szkło cięte laserowo: wszystko, co musisz wiedzieć o [2024]
Kiedy większość ludzi myśli o szkle, wyobraża sobie je jako delikatny materiał – coś, co może łatwo pęknąć pod wpływem zbyt dużej siły lub ciepła.
Z tego powodu poznanie tego szkła może być zaskoczeniemw rzeczywistości można je ciąć za pomocą lasera.
Dzięki procesowi zwanemu ablacją laserową lasery o dużej mocy mogą precyzyjnie usuwać lub „wycinać” kształty ze szkła, nie powodując pęknięć ani złamań.
Spis treści:
1. Czy można ciąć szkło laserem?
Ablacja laserowa polega na skierowaniu bardzo skupionej wiązki lasera na powierzchnię szkła.
Intensywne ciepło lasera powoduje odparowanie niewielkiej ilości materiału szklanego.
Przesuwając wiązkę lasera zgodnie z zaprogramowanym wzorem, można wycinać skomplikowane kształty i projekty z niesamowitą dokładnością, czasami z rozdzielczością zaledwie kilku tysięcznych cala.
W przeciwieństwie do mechanicznych metod cięcia, które opierają się na kontakcie fizycznym, lasery umożliwiają cięcie bezdotykowe, które pozwala uzyskać bardzo czyste krawędzie bez odprysków i naprężeń w materiale.
Choć pomysł „cięcia” szkła laserem może wydawać się sprzeczny z intuicją, jest to możliwe, ponieważ lasery pozwalają na niezwykle precyzyjne i kontrolowane nagrzewanie oraz usuwanie materiału.
Jeśli cięcie odbywa się stopniowo, w małych odstępach, szkło jest w stanie odprowadzić ciepło na tyle szybko, że nie pęka ani nie eksploduje w wyniku szoku termicznego.
Dzięki temu cięcie laserowe jest idealnym procesem w przypadku szkła, pozwalającym na tworzenie skomplikowanych wzorów, które byłyby trudne lub niemożliwe przy użyciu tradycyjnych metod cięcia.
2. Jakie szkło można wyciąć laserem?
Nie wszystkie rodzaje szkła można równie dobrze ciąć laserem. Optymalne szkło do cięcia laserowego musi posiadać określone właściwości termiczne i optyczne.
Do najpopularniejszych i odpowiednich rodzajów szkła do cięcia laserowego należą:
1. Szkło odprężone:Zwykłe szkło float lub szkło płaskie, które nie zostało poddane żadnej dodatkowej obróbce cieplnej. Dobrze tnie i graweruje, ale jest bardziej podatny na pękanie pod wpływem naprężeń termicznych.
2. Szkło hartowane:Szkło poddane obróbce cieplnej w celu zwiększenia wytrzymałości i odporności na pękanie. Ma wyższą tolerancję termiczną, ale jest droższy.
3. Szkło o niskiej zawartości żelaza:Szkło o obniżonej zawartości żelaza, które efektywniej przepuszcza światło lasera i tnie z mniejszym wpływem ciepła resztkowego.
4. Szkło optyczne:Specjalne szkło opracowane z myślą o wysokiej przepuszczalności światła przy niskim tłumieniu, stosowane w precyzyjnych zastosowaniach optycznych.
5. Szkło ze stopionej krzemionki:Forma szkła kwarcowego o wyjątkowo wysokiej czystości, która wytrzymuje dużą moc lasera oraz cięcia/trawienie z niezrównaną precyzją i szczegółowością.
Ogólnie rzecz biorąc, szkła o niższej zawartości żelaza są cięte z wyższą jakością i wydajnością, ponieważ pochłaniają mniej energii lasera.
Grubsze szkła powyżej 3 mm również wymagają mocniejszych laserów. Skład i obróbka szkła decydują o jego przydatności do cięcia laserowego.
3. Jakim laserem można ciąć szkło?
Istnieje kilka typów laserów przemysłowych odpowiednich do cięcia szkła, a optymalny wybór zależy od czynników takich jak grubość materiału, prędkość cięcia i wymagania dotyczące precyzji:
1. Lasery CO2:Laser do cięcia różnych materiałów, w tym szkła. Wytwarza wiązkę podczerwieni dobrze absorbowaną przez większość materiałów. Może ciąćdo 30 mmszkła, ale przy mniejszych prędkościach.
2. Lasery światłowodowe:Nowsze lasery na ciele stałym oferujące większe prędkości cięcia niż CO2. Wytwarzaj wiązki bliskiej podczerwieni skutecznie pochłaniane przez szkło. Powszechnie używany do cięciado 15mmszkło.
3. Zielone lasery:Lasery na ciele stałym emitujące widzialne światło zielone, dobrze absorbowane przez szkło, nie nagrzewające otaczających obszarów. Używany dograwerowanie o wysokiej precyzjiz cienkiego szkła.
4. Lasery UV:Lasery ekscymerowe emitujące światło ultrafioletowe mogą osiągnąćnajwyższa precyzja cięciana cienkich szkłach ze względu na minimalną liczbę stref wpływu ciepła. Wymaga jednak bardziej złożonej optyki.
5. Lasery pikosekundowe:Ultraszybkie lasery pulsacyjne, które tną poprzez ablację pojedynczymi impulsami o długości zaledwie jednej bilionowej sekundy. Może ciąćniezwykle skomplikowane wzoryw szkle zprawie bez ryzyka nagrzewania się i pękania.
Wybór odpowiedniego lasera zależy od czynników takich jak grubość szkła i właściwości termiczne/optyczne, a także wymaganej prędkości cięcia, precyzji i jakości krawędzi.
Jednak przy odpowiedniej konfiguracji lasera niemal każdy rodzaj materiału szklanego można pociąć na piękne, skomplikowane wzory.
4. Zalety cięcia laserowego szkła
Stosowanie technologii cięcia laserowego szkła ma kilka kluczowych zalet:
1. Precyzja i szczegółowość:Lasery pozwalająPrecyzyjne cięcie na poziomie mikronaskomplikowanych wzorów i skomplikowanych kształtów, które byłyby trudne lub niemożliwe innymi metodami. Dzięki temu cięcie laserowe idealnie nadaje się do logo, delikatnej grafiki i zastosowań związanych z precyzyjną optyką.
2. Brak kontaktu fizycznego:Ponieważ lasery przecinają ablację, a nie siły mechaniczne, podczas cięcia nie ma kontaktu ze szkłem ani naprężeń. Tenzmniejsza ryzyko pęknięć lub odpryskównawet w przypadku delikatnych materiałów szklanych.
3. Oczyść krawędzie:W procesie cięcia laserowego szkło bardzo czysto odparowuje, tworząc krawędzie często przypominające szkło lub wykończone na lustrobez uszkodzeń mechanicznych i zanieczyszczeń.
4. Elastyczność:Systemy laserowe można łatwo zaprogramować do wycinania szerokiej gamy kształtów i wzorów za pomocą cyfrowych plików projektowych. Zmiany można również wprowadzać szybko i skutecznie za pomocą oprogramowaniabez zmiany oprzyrządowania fizycznego.
5. Prędkość:Chociaż nie jest tak szybki jak cięcie mechaniczne w przypadku zastosowań masowych, prędkość cięcia laserowego stale rośnienowsze technologie laserowe.Skomplikowane wzory, które kiedyś zajmowały wiele godzinmożna teraz ciąć w ciągu kilku minut.
6. Brak zużycia narzędzia:Ponieważ lasery działają poprzez ogniskowanie optyczne, a nie kontakt mechaniczny, nie występuje zużycie, pękanie ani konieczność stosowania narzędziczęsta wymiana krawędzi skrawającychjak w procesach mechanicznych.
7. Kompatybilność materiałowa:Odpowiednio skonfigurowane systemy laserowe są kompatybilne z cięciemprawie każdy rodzaj szkła, od zwykłego szkła sodowo-wapniowego po specjalną topioną krzemionkę, z wynikamiograniczone jedynie właściwościami optycznymi i termicznymi materiału.
5. Wady cięcia laserowego szkła
Oczywiście technologia cięcia laserowego szkła nie jest pozbawiona pewnych wad:
1. Wysokie koszty inwestycyjne:Chociaż koszty eksploatacji lasera mogą być skromne, początkowa inwestycja w kompletny przemysłowy system cięcia laserowego odpowiedni do szkłamoże być znaczny, ograniczając dostępność dla małych sklepów lub prac prototypowych.
2. Ograniczenia przepustowości:Cięcie laserowe jestgeneralnie wolniejniż mechaniczne cięcie materiałów luzem, cięcie towarowe grubszych tafli szkła. Szybkość produkcji może nie być odpowiednia dla zastosowań produkcyjnych na dużą skalę.
3. Materiały eksploatacyjne:Lasery wymagająokresowa wymianaelementów optycznych, które z biegiem czasu mogą ulec degradacji w wyniku narażenia. Koszty gazu są również uwzględniane w procesach wspomaganego cięcia laserowego.
4. Kompatybilność materiałowa:Podczas gdy lasery mogą ciąć wiele kompozycji szkła, te zwyższa absorpcja może spowodować przypalenie lub odbarwieniezamiast czystego cięcia ze względu na działanie ciepła resztkowego w strefie wpływu ciepła.
5. Środki ostrożności:Wymagane są rygorystyczne protokoły bezpieczeństwa i zamknięte komory do cięcia laserowegoaby zapobiec uszkodzeniom oczu i skóryod światła lasera dużej mocy i kawałków szkła.Niezbędna jest także odpowiednia wentylacjaw celu usunięcia szkodliwych oparów.
6. Wymagania dotyczące umiejętności:Wykwalifikowani technicy przeszkoleni w zakresie bezpieczeństwa laserowegosą wymaganedo obsługi systemów laserowych. Właściwe ustawienie optyczne i optymalizacja parametrów procesunależy również wykonywać regularnie.
Podsumowując, chociaż cięcie laserowe otwiera nowe możliwości dla szkła, jego zalety kosztem większych inwestycji w sprzęt i złożoności operacyjnej w porównaniu z tradycyjnymi metodami cięcia.
Ważne jest dokładne rozważenie potrzeb aplikacji.
6. Często zadawane pytania dotyczące laserowego cięcia szkła
1. Jaki rodzaj szkła daje najlepsze rezultaty przy cięciu laserowym?
Kompozycje szkła o niskiej zawartości żelazamają tendencję do wytwarzania najczystszych cięć i krawędzi podczas cięcia laserowego. Szkło z topionej krzemionki również sprawdza się bardzo dobrze ze względu na wysoką czystość i właściwości transmisji optycznej.
Ogólnie rzecz biorąc, szkło o niższej zawartości żelaza tnie wydajniej, ponieważ pochłania mniej energii lasera.
2. Czy szkło hartowane można ciąć laserem?
Tak, szkło hartowane można ciąć laserem, ale wymaga to bardziej zaawansowanych systemów laserowych i optymalizacji procesów. Proces hartowania zwiększa odporność szkła na szok termiczny, czyniąc je bardziej odpornym na miejscowe nagrzewanie spowodowane cięciem laserowym.
Zwykle potrzebne są lasery o większej mocy i wolniejsze prędkości cięcia.
3. Jaka jest minimalna grubość, którą mogę wyciąć laserem?
Większość przemysłowych systemów laserowych stosowanych do szkła może niezawodnie ciąć różne grubości podłożado 1-2mmw zależności od składu materiału i rodzaju/mocy lasera. Zspecjalistyczne lasery krótkoimpulsowe, cięcie szkła tak cienkiego jakMożliwe jest 0,1 mm.
Minimalna grubość cięcia ostatecznie zależy od potrzeb aplikacji i możliwości lasera.
4. Jak precyzyjne może być cięcie laserowe szkła?
Przy odpowiedniej konfiguracji lasera i optyki, rozdzielczości2-5 tysięcznych calamożna rutynowo osiągnąć podczas cięcia/grawerowania laserowego na szkle.
Jeszcze większa precyzja aż do1 tysięczna calalub lepiej jest możliwe przy użyciuultraszybkie, pulsacyjne systemy laserowe. Precyzja zależy w dużej mierze od takich czynników, jak długość fali lasera i jakość wiązki.
5. Czy cięta krawędź szkła wycinanego laserowo jest bezpieczna?
Tak, przycięta krawędź szkła poddanego ablacji laserowej jestogólnie bezpieczneponieważ jest to raczej odparowana krawędź niż wyszczerbiona lub naprężona krawędź.
Jednakże, jak w przypadku każdego procesu cięcia szkła, należy zachować odpowiednie środki ostrożności przy obchodzeniu się, szczególnie w przypadku szkła hartowanego lub hartowanego, któremoże nadal stwarzać ryzyko, jeśli zostanie uszkodzony po cięciu.
6. Czy projektowanie wzorów do cięcia laserowego szkła jest trudne?
Noprojektowanie wzorów do cięcia laserowego jest dość proste. Większość oprogramowania do cięcia laserowego wykorzystuje standardowe formaty plików graficznych lub wektorowych, które można utworzyć przy użyciu popularnych narzędzi do projektowania.
Oprogramowanie następnie przetwarza te pliki w celu wygenerowania ścieżek cięcia podczas wykonywania niezbędnego zagnieżdżania/układania części na materiale arkuszowym.
Nie zadowalamy się przeciętnymi wynikami, Ty też nie powinieneś
▶ O nas - MimoWork Laser
Podnieś swoją produkcję dzięki naszym najważniejszym produktom
Mimowork to zorientowany na wyniki producent laserów z siedzibą w Szanghaju i Dongguan w Chinach, wnoszący 20-letnią wiedzę operacyjną do produkcji systemów laserowych i oferowania kompleksowych rozwiązań w zakresie przetwarzania i produkcji dla MŚP (małych i średnich przedsiębiorstw) z wielu branż .
Nasze bogate doświadczenie w zakresie rozwiązań laserowych do obróbki materiałów metalowych i niemetalowych jest głęboko zakorzenione w światowej reklamie, motoryzacji i lotnictwie, wyrobach metalowych, zastosowaniach sublimacji barwnika, przemyśle tekstylnym i tekstylnym.
Zamiast oferować niepewne rozwiązanie, które wymaga zakupu od niewykwalifikowanych producentów, MimoWork kontroluje każdą część łańcucha produkcyjnego, aby mieć pewność, że nasze produkty charakteryzują się stałą, doskonałą wydajnością.
MimoWork zaangażował się w tworzenie i unowocześnianie produkcji laserowej i opracował dziesiątki zaawansowanych technologii laserowych w celu dalszej poprawy zdolności produkcyjnej klientów, a także dużej wydajności. Zdobywając wiele patentów na technologię laserową, zawsze koncentrujemy się na jakości i bezpieczeństwie systemów maszyn laserowych, aby zapewnić stałą i niezawodną produkcję. Jakość maszyny laserowej jest certyfikowana przez CE i FDA.
Więcej pomysłów znajdziesz na naszym kanale YouTube
Przyspieszamy na szybkim pasie innowacji
Czas publikacji: 14 lutego 2024 r