Sticla este unul dintre cele mai utilizate materiale în aceste vremuri. Se utilizează în vitrarea clădirilor, în construcția de automobile, ca material de ambalare, în industria alimentară, tehnologia medicală, în gospodărie sau în produse electronice. Metodele de procesare pentru ca acest material să-l aducă în forma dorită sunt diverse. Tăierea este încă o provocare foarte mare, deoarece sticla, ca material dur și fragil, tinde să se rupă foarte repede din cauza lipsei deformabilității plastice, în comparație cu materialele metalice.
Tăierea sticlei sub formă de tub sau material plat impune cerințe mari procesului de tăiere. În special în cazul materialelor fragile, fiabilitatea inadecvată a procesului poate duce foarte repede la deteriorarea sau chiar distrugerea completă a acesteia. Cele mai cunoscute metode convenționale în prezent sunt zgârierea/spargerea, tăierea, sablarea sau topirea.
În principiu, oriunde este utilizat un arzător de gaz pentru a modela sticla, flacăra poate fi înlocuită cu un fascicul laser, așa cum se întâmplă în cazul companiei Analko Aluminium. Sablarea sau topirea caldă-moale sunt exemple în care fasciculul laser duce, de asemenea, la o îmbunătățire semnificativă a calității și reproductibilității.
În plus, există acum sticlă în care nu există aproape nicio alternativă la tăierea cu laser. Aceasta se referă în special la sticla subțire, așa cum este utilizată pentru smartphone-uri și tablete.
În cele ce urmează, sunt prezentate o serie de metode de tăiere în care se utilizează tehnologia laser și se arată cum provocările materiale pot fi stăpânite și utilizate în termeni de tehnologie de proces.
Fasciculul laser poate fi adaptat în mod optim la procesul de tăiere respectiv, folosind diferite metode de ghidare și formare a fasciculului. Este, de asemenea, luat în considerare un nou tip de laser CO2 cu impuls scurt, care permite procesarea aproape rece a materialului laser.
Sunt luate în considerare următoarele procese:
- Tăierea prin fuziune;
- Tăiere cu laser indusă termic;
- Tăiere la distanță.
Ce beneficii aduce tăierea sticlei cu laserul?
Sticla cu laser permite prelucrarea rapidă, de înaltă precizie și foarte reproductibilă a substraturilor de sticlă fragile. Cu acest tip inovator de prelucrare a sticlei, se pot obține următoarele avantaje în comparație cu prelucrarea convențională cu scule diamantate:
- Cea mai mare precizie și reproductibilitate;
- Realizarea orificiilor în aproape orice adâncime și diametru;
- Secțiunea transversală a găurilor se poate modifica de-a lungul adâncimii (lărgire conică);
- Nu sunt necesare măști sau alte ajutoare;
- Încărcare minimă;
- Randament maxim cu deșeuri minime;
- Tăierea sticlei foarte subțiri (de exemplu, 100 µm) cu randament ridicat.
Ce presupune procedura de tăiere a sticlei cu laserul?
Tăierea prin fuziune
Tăierea prin fuziune laser este utilizată pe scară largă în prelucrarea tablelor. Un fascicul laser este focalizat pe material printr-o duză. Acest lucru face ca materialul să se topească. Un gaz de tăiere care curge prin duză scoate topitura din spațiul de tăiere. În principiu, acest proces poate fi utilizat și cu sticla, cu restricția că acest lucru este posibil doar cu sticla de cuarț și numai cu laserul cu CO2.
Datorită conductivității termice scăzute a sticlei, acest proces este de obicei o tăiere de sublimare, deoarece cea mai mare parte a materialului se evaporă din spațiul de tăiere. Pe lângă expansiunea termică mai mare, acesta este motivul principal motiv pentru care procesul nu funcționează cu alte tipuri de sticlă. Cu toate acestea, pentru sticla de cuarț, acest proces de taiere sticla laser este o metodă larg răspândită cu ajutorul căreia se pot crea contururi bidimensionale sau tridimensionale. Este posibilă tăierea grosimii materialului de până la 10 mm. Principala caracteristică a acestui proces de tăiere este tăierea lustruită la foc, care este optic transparentă și fără microfisuri.
Prelucrarea sticlei prin intermediul tehnologiei laser permite noi posibilități de fabricație a acesteia. În acest proces, un fascicul laser este radiat în sticlă din partea de sus și focalizat pe partea de jos. Ca urmare, materialul din sticlă este evaporat și poate curge departe de zona de procesare din cauza gravitației. Comparativ cu procesarea convențională a sticlei, prelucrarea cu laser se face înapoi de jos în sus.