近来,一些工程人员和学者发现了应用较低功率的激光器使玻璃分离,同时不对玻璃造成融化等热影响的玻璃切割方法。这种方法说来复杂,涉及细节技术很多,其 基本原理是利用激光引致的应力使玻璃"分离"。期间,得益于封离型CO2激光器技术的发展和成熟,激光切割玻璃技术更显得经济、实用。
激光切割中另一个关键部件是淬火气(水)嘴,随着激光光点的移动,淬火气(水)嘴将冷空气(水)吹到玻璃表面,对受热区域进行快速淬火,玻璃将沿着应力最大的方向产生断裂,从而将玻璃沿着设定的方向分离。
需要说明的是,为了引发玻璃产生断裂,需要首先用机械法在切割线的起点划出微小的起始裂痕。选择不同的激光功率、光点扫描速度等加工参数,应力引致的断裂深度可达100微米到数毫米,意味着使用激光法可一步切割深度为100微米到数毫米的玻璃。
有些应用需要对玻璃进行特殊的后续处理,比如,某些安全玻璃元件须经温度硬化处理,以及多数带硅镀层的平板显示器元件必须经过温度退火等。激光引致分离法 也配合这些特殊的后处理,我们用激光法切割了100个4mm厚的玻璃片,在特殊热处理过程中,没有一片被破坏。
实验证明玻璃有比金属更低的热传导,所以激光应该可以顺理成章地应用于玻璃的切割。事实上,一些公司早在70年代即开始发展成套系统,当时使用的是千瓦输出功率水平的 CO2激光器。但是,因为功率水平高,对玻璃造成不容忽视的热影响,以致融化局部材料,所以当时的激光切割技术难以保证整齐、平滑的切割边缘,在许多应用 场合中,仍然需要打磨切割边缘。同时,当时CO2激光器的价格非常昂贵,令人生畏。加工有机玻璃的激光机切割速度快、精度高,定位准确。可生产工艺礼品、 面板镜片机箱、模型玩具、广告灯箱招牌展示用品、包装盒等。