工業(yè)玻璃廣泛用于平板顯示制造(FPD)以及汽車和建筑領(lǐng)域的傳統(tǒng)窗口應(yīng)用中。在所有這些行業(yè)中,切割玻璃的需求越來越大,同時(shí)要求切割過程具有更高的精度、更高的速度、更大的靈活性(如切割曲線和圖案)、更低的環(huán)境影響和更低的總體成本。各種基于激光的切割方法,在技術(shù)上特別適用于滿足這些不斷提升的要求。
一直以來用機(jī)械工具刀來切割,以一種可控的方式將玻璃沿刻痕分離開來。但是針對于精密切割要求來說,這種機(jī)械切割方法會(huì)沿著切割邊緣產(chǎn)生微裂紋和碎屑,也會(huì)產(chǎn)生崩邊。隨著玻璃基板變得越來越?。?lt;1mm),或是需要切割復(fù)雜的形狀和圖案時(shí),機(jī)械切割方法可能還需要各種后處理步驟(如研磨、拋光)來緩解上述問題,這必然會(huì)增加額外的生產(chǎn)時(shí)間和成本。此外,這些工藝也可能對環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響,如產(chǎn)生碎屑或需要大量清潔水。
隨著科技的進(jìn)步和激光的廣泛應(yīng)用。激光切割也可以減少加工步驟,因?yàn)樗恍枰魏魏罄m(xù)的清潔或研磨。二氧化碳(CO2)激光切割機(jī)已經(jīng)在玻璃切割中使用多年。因?yàn)樗械牟AO2激光器輸出的10.6μm的光都有著極強(qiáng)的吸收,因此聚焦光束會(huì)在玻璃表面或其附近引發(fā)快速加熱。為了產(chǎn)生切口,玻璃相對于激光束平移,液體或空氣通過噴嘴噴射到玻璃上,以讓玻璃快速冷卻。由此產(chǎn)生的熱沖擊會(huì)讓玻璃形成連續(xù)的切縫。對于較薄的玻璃,這種切縫可以完全穿透整個(gè)玻璃基板,直接完成切割;對于較厚的玻璃,則還需要使用第二次激光切割或使用機(jī)械步驟才能完成切割。
另外值得重要提示的是現(xiàn)今超快激光在玻璃切割中的完美應(yīng)用。在所謂的“成絲切割”中,使用紅外激光器進(jìn)行大面積加熱的激光玻璃切割方法,利用了聚焦的超快激光器(其脈沖寬度在皮秒范圍或更短)的極高的功率密度,一束超快激光在玻璃基板上聚焦成一個(gè)非常小的點(diǎn)。并在玻璃中形成長達(dá)數(shù)毫米的、較為穩(wěn)定的光絲。光絲間的間距為3~7μm。這些光絲會(huì)使材料變?nèi)?,并?shí)現(xiàn)干凈的切割。 飛秒脈沖激光切割機(jī)的使用,解決了皮秒激光器在玻璃成絲切割中的一個(gè)潛在局限性。具體來說,市場對切割含有一種以上材料的多層基板或?qū)訅喊宓男枨笕找嬖鲩L,典型的應(yīng)用是切割帶有聚酰亞胺或PET涂層的玻璃。在許多情況下,這需要使用皮秒激光器來切割玻璃,并使用另一種激光工藝來切割其他材料。
綜上所述,當(dāng)今更為復(fù)雜和苛刻的玻璃切割應(yīng)用,需要改進(jìn)古老的切割技術(shù)。在許多情況下,激光切割已被證明能夠提供滿足當(dāng)下切割要求的諸多特性。然而,激光玻璃切割實(shí)際上是一個(gè)涵蓋多種不同技術(shù)的廣泛領(lǐng)域,每一種技術(shù)都有其獨(dú)特的特征和優(yōu)勢。