Лазерная резка стекла без сколов

Когда вам нужно сделать сложные разрезы, лазерная резка стекла может быть отличным выбором.

Стекло по своей природе является как прозрачным, так и отражающим. Как лазерный луч может разрезать такой материал?

Эта статья посвящена лазерной резке стекла. Я расскажу о том, как резать стекло лазером, и о возможных проблемах, с которыми вы можете столкнуться при резке стекла на лазере.

Как вырезать стекло лазером

Лазерная резка позволяет вырезать из стекла сложные изогнутые геометрические формы. Высокоэнергетические CO ₂ -лазеры мощностью 30 Вт и выше являются лучшим выбором для резки стекла. По мере увеличения толщины стекла увеличивается и необходимая мощность лазера. Лазер высокой мощности может быстрее разрезать стекло.

Создание дизайна

Первым делом нужно сделать необходимые рисунки, которые затем будут вырезаны из стекла.

Вы можете использовать любое программное обеспечение CAD/CAM по вашему выбору, которое экспортирует файлы в формат, поддерживаемый вашим программным обеспечением для управления лазером.

Ниже приведены некоторые популярные программы САПР и поддерживаемые ими форматы экспортных файлов.

Популярное программное обеспечение САПР

Выполнение пробных разрезов

Чтобы узнать правильные настройки, необходимые для резки определенного типа стекла, вам придется выполнить несколько пробных резов.

Тестируя различные параметры мощности лазера, скорости и подачи, вы можете найти правильные настройки для типа материала, который вы режете.

Да, это приводит к потерям материала, но выполнение тестовых распилов позволяет вам понять, какой материал вы режете. Кроме того, правильная настройка резки убережет вас от дорогостоящих ошибок.

Делаем разрез

Резка стекла лазером

Как только вы определите оптимальные настройки, вы сможете эффективно резать стекло. Это сводит к минимуму потери материала и помогает обрабатывать больше вырезов из заданного листа стекла.

Охлаждение обработанной лазером кромки стекла с помощью воздуха сводит к минимуму микротрещины, которые могут образоваться на пути резки. Это также приводит к более гладкому резу.

Лазерная резка стекла. Основы и виды стекла

Стекло – это прозрачный твердый некристаллический материал. Они изготавливаются путем плавления кварца, содержащего диоксид кремния (SiO ₂ ) в качестве строительного блока.

Расплавленный жидкий диоксид кремния не перекристаллизуется при охлаждении. Вместо этого он медленно становится аморфным твердым телом, которое заполняет все свои пробелы на микроскопическом уровне.

Это помогает добиться гладкой кромки среза на стекле.

Электромагнитный спектр

Стекло прозрачно в диапазоне видимого света (380-780 нм), поскольку оно позволяет видимому свету проходить сквозь него, не захватывая его энергию на атомном уровне.

Однако для ультрафиолетового света стекло непрозрачно, так как электроны SiO ₂ захватывают его энергию.

Лазерная резка является важной частью производства стекла, поскольку только с помощью точного разреза можно получить желаемую форму и размер стекла.

Длина волны используемого лазера зависит от стекла. Однако большинство видов стекла можно резать с помощью CO2-лазера, работающего на длине волны 10 600 нм.

Виды стекла для лазерной резки

Лазерная резка стекла

Сегодня наиболее широко используемой формой стекла являются известково-натриевые стекла.

Оно настолько широко используется, что когда кто-то говорит о стекле, скорее всего, имеет в виду стекло с натриевой известью.

75% производимых в настоящее время стекол также представляют собой известково-натриевое стекло.

Типичными стеклами, которые можно резать лазером, являются боросиликатные, силикатные, свинцовые, алюмосиликатные и стекловолоконные.

Витражи также можно резать с помощью лазера, и они легированы цветными добавками для различных декоративных целей. К сожалению, в результате они сильно подвержены переломам.

Лазерная резка не ограничивается только этими стеклами. Можно резать другие обработанные стекла, такие как закаленное стекло, ламинированное, термоупрочненное, отражающее и матовое стекло.

Вам нужно будет использовать мощные лазеры с небольшим лазерным лучом для резки таких твердых стекол.

Ниже приведен список различных типов стекла и соответствующих лазерных резаков для них.

Тип лазера и длина волны для разных очков

Оптимальные настройки для лазерной резки стекла

Мощность лазера

При резке стекла необходимо использовать лазер мощностью от 30 Вт до 800 Вт в зависимости от толщины и структурного состава стекла.

Высокоэнергетические CO ₂ -лазеры являются отраслевым стандартом для резки стекла. Это связано с тем, что их рабочая длина волны имеет разумную скорость поглощения на стекле.

Скорость резки

Толщина стекла влияет на скорость резки, которую можно достичь с помощью лазера.

Увеличивая мощность лазера, вы можете резать стекло с большей скоростью.

Как правило, для лазера мощностью 80 Вт и стекла толщиной 0,10 дюйма рекомендуется скорость резки около 15 дюймов в минуту.

Рабочая зона

Рабочая зона лазерного резака является важным аспектом, который следует учитывать.

Вы должны выбрать лазерный резак в зависимости от размера стеклянных листов, которые вы планируете использовать.

Для малого бизнеса настольный лазерный резак — хороший выбор. Настольные лазеры относительно доступны по цене и занимают минимум места.

В случае крупного бизнеса или промышленности оптимальным выбором будут промышленные лазерные резаки.

Поскольку стекло достаточно тяжелое, чтобы оставаться устойчивым при лазерной резке, в большинстве случаев вам не потребуется крепление при лазерной резке стекла.

При использовании низкоплотного стекла его лучше приклеивать на двухсторонний скотч или какой-либо крепеж, не оставляющий царапин на поверхности стекла.

Воздушная помощь

Для лазерной обработки стекла рекомендуется использовать сжатый воздух высокого давления с малогабаритным лазерным соплом.

Вспомогательный воздух охлаждает кромку лазерной резки и помогает ограничить развитие микротрещин по пути реза.

Линзы

При выборе линз для работы со стеклом выбирайте те, которые имеют сертификацию по стандартам ISO-10110 для использования с кристаллами и стеклянными материалами.

Короткофокусный лазерный объектив с увеличенной глубиной резкости — это то, что вам нужно для лазерной резки стекла. Это обеспечивает фокусировку лазерного луча в маленьком фокусном пятне на толстом стекле.

Рекомендуемые настройки объектива для эффективной резки стекла: фокусное расстояние 2 дюйма, глубина резкости 0,03 дюйма (DoP) и размер пятна 0,001 дюйма.

Вытяжная система

При лазерной резке стекла видимый дым или пары не образуются из-за общего отсутствия примесей.

Тот факт, что образующиеся пары не видны, не обязательно означает, что они не вредны.

Токсичность образующихся паров будет зависеть от добавок, добавленных к материалу. Например, некоторые витражи при лазерной резке выделяют темные видимые пары.

Всегда лучше иметь хорошую вентиляцию для вашего лазерного резака. Он может быстро удалять образующиеся пары и предотвращает коррозию и окрашивание деталей машины.

Как улучшить качество резки стекла

Чтобы получить ровный срез на стекле, накройте поверхность влажным бумажным полотенцем или аппликационной лентой. Это ограничивает образование микротрещин на стекле и помогает получить чистый срез.

На протяжении всего разреза необходимо поддерживать стабильное фокусное расстояние. Не изменяйте высоту лазера после начала резки. Изменение высоты лазера иногда может привести к неровным разрезам на плоскости стекла.

После долгих часов работы линза лазера покрывается дымом и остатками, что снижает плотность лазера и приводит к неравномерному разрезу.

Регулярная очистка линзы важна для того, чтобы ваша линза прослужила долго.

Лучшим методом очистки линз является использование спиртовых растворов с содержанием спирта не менее 90%. Также можно использовать ацетон.

Длина волны лазера, толщина стекла, размер пятна, коэффициент поглощения, мощность, скорость и структура стекла являются одними из основных параметров, влияющих на качество резки.

Чтобы получить качественную резку, вам придется оптимизировать эти параметры.

Преимущества лазерной резки стекла

Хотя существуют и другие традиционные методы резки стекла, они имеют ряд недостатков.

Дисковый резак из карбида вольфрама, используемый для резки стекла.

Острые резаки, такие как дисковый резак, используют отрезной диск с V-образным профилем, изготовленный из карбида вольфрама или поликристаллического алмаза, для надрезания стекол.

Он создает линию излома и ослабляет стекло вдоль траектории надреза. При приложении давления стекло разбивается на две части, так как оно ослабевает по пути.

При такой разметке и разбивании стекла образуются микротрещины, и срез не будет идеально перпендикулярен поверхности стекла.

Трещины на неправильном пути приведут к потерям материала, так как вам придется повторять весь процесс заново. Это также потратит ваше время, деньги и другие ресурсы.

Резка стекол с помощью отрезных кругов ограничивается резкой только по прямым линиям. Что делать, если вы хотите создать кривые и вырезать фигуру внутри стекла?

В этом случае на помощь приходит лазерная резка. Лазеры могут легко вырезать практически любую сложную форму.

Лазерная резка нашла применение в обработке стекла уже много десятилетий и прошла долгий путь.

Компьютерная иллюстрация лазерной резки стекл

В большинстве промышленных установок лазер режет стекло, нагревая и расплавляя линию падения и охлаждая срез холодной струей воздуха или воздушно-жидкостной смеси.

Это приводит к точному и контролируемому образованию трещин в стекле. Он также предотвращает образование микротрещин и не требует дополнительной обработки (шлифовки/полировки).

Хотя лазерная резка дороже, чем обычная резка стекла, она имеет ряд преимуществ.

Лазерная резка — это чистый бесконтактный процесс, обеспечивающий высококачественную обработку поверхности без сколов на кромках.

Среди трех основных типов лазеров (CO ₂, кристаллический и волоконный лазеры) CO ₂ является лучшим выбором для резки стекла.

Резка стекла CO

₂ лазером

Лазеры CO ₂ являются популярным выбором для многих потребительских и промышленных применений для резки стекла.

Используя CO ₂ -лазер, вы можете свести к минимуму потери материала и сократить время работы за счет более быстрой и точной резки стекла по сравнению с другими лазерами.

Инфракрасная длина волны CO ₂ -лазера 10 600 нм идеально подходит для лазерной резки стекла, поскольку коэффициент поглощения энергии на этой рабочей длине волны составляет 80%.

Большинство CO ₂ -лазеров используют одноэтапную технику контролируемого разрушения (лазерное скрайбирование) для разрезания стекла.

Он делает это, расплавляя стекло ниже его температуры перехода и охлаждая его с помощью форсунки для охлаждающей жидкости.

Этот метод разрезает стеклянную поверхность в сочетании с поверхностным охлаждением. Это хорошая техника для резки толстых стекол.

Лазерная резка стекла методом контролируемого излома

Техника контролируемого разрушения требует меньшей мощности и позволяет резать с гораздо большей скоростью. Этот метод также дает хорошую прочность кромки из-за отсутствия микротрещин.

При резке стекла в высокотемпературной среде микротрещины, образовавшиеся в процессе, не могут сохраняться. Вместо этого они будут перестраиваться, чтобы заполнить промежутки, чтобы получить твердую поверхность разреза.

Вы можете резать стекло толщиной 0,14 дюйма со скоростью от 43 до 67 изображений в минуту, используя CO ₂ -лазер мощностью от 700 до 1300 Вт.

Витражное стекло толщиной 0,02 дюйма можно разрезать с помощью CO2-лазера мощностью 400 Вт со скоростью ~ 50 изображений в минуту, используя 100% мощности лазера. Для эффективной резки вы также можете использовать подачу воздуха.

Резка стекла УФ-лазерами

Отверстия в натриево-кальциевом стекле с помощью УФ-лазера

Рабочая длина волны УФ-лазера 355 нм может быть сфокусирована в узком месте (<10 микрометров) для создания высокой интенсивности, необходимой для резки стекла.

С помощью УФ-лазера можно резать боросиликатное стекло толщиной 0,007 дюйма со скоростью ~ 47,2 дюйма в минуту. Уменьшая толщину еще больше, вы можете резать на гораздо более высоких скоростях.

В таких лазерах накопление тепла на стекле можно свести к минимуму за счет использования малого размера лазерного пятна и высокоскоростного сканирующего гальванометра.

УФ-лазеры в основном используются для промышленной резки стекла, и такие стекла используются во многих различных устройствах бытовой электроники, таких как телевизоры, смартфоны и многое другое.

Резка стекла короткоимпульсными лазерами

Сравнение короткоимпульсной и длинноимпульсной лазерной резки

Импульсные лазеры работают, отправляя лазерные лучи с повторяющейся частотой импульсов. По мере того, как частота повторения уменьшается, между каждым импульсом может накапливаться больше энергии.

Импульсный лазер — хороший выбор для резки тонких стекол. Их рабочий диапазон составляет от наносекунд до фемтосекунд.

Такие лазеры используют вариации длительности импульса, энергии импульса и частоты импульса для резки различных стекол.

Он работает путем создания каналов микротрещин от поверхности к задней части, которые развиваются распространяющимся лазерным лучом.

Короткоимпульсный лазер не создает проблем с созданием слоя расплавленного стекла и очищает поверхность стекла от такого мусора.

Они также уменьшают тепловую ударную волну, воздействующую на стекло, поскольку отрезанный материал испаряется, даже не распространяя тепло.

Таким образом, он не создает зон расплавления вдоль пути лазера и препятствует развитию микротрещин в стекле.

Увеличивая энергию импульса, можно создавать более длинные трещины в стекле. Однако контроль глубины за счет регулировки пульса будет сложной задачей. В большинстве случаев образуется грубый срез, иногда требующий полировки.

Проблемы лазерной резки стекла

Высокая начальная стоимость

Хотя лазерные резаки обеспечивают хорошие результаты резки, они сравнительно дороже, чем традиционное оборудование для резки стекла.

Первоначальные инвестиции, необходимые для лазерной резки, могут быть серьезным ограничением.

Потребность в экспертизе

Лазерные резаки сами по себе являются прецизионным оборудованием. Ему нужен обученный оператор и хорошее техническое обслуживание.

Программное обеспечение, используемое для управления лазерами, также требует обучения.

Ограничения лазеров

Есть несколько ограничений, о которых вам нужно знать при резке стекла лазером.

Ограничения лазеров непрерывного действия при резке стекла

В лазерах непрерывного действия лазерный луч создает широкую зону расплава. В результате увеличивается термическая ударная волна, действующая на стекло, и образуются микротрещины на пути реза.

Из-за тепловой ударной волны тепло легко передается в окружающую среду и образует перелитый слой стеклянных осколков.

Лазеры непрерывного действия также повреждают поверхность стекла и оставляют много мусора на поверхности. Опять же, это требует последующей обработки стекла и увеличивает ваши расходы.

Ограничения CO ₂ -лазеров при резке стекла

Лазеры CO ₂ с мощностью в киловаттном диапазоне используются для процесса, называемого двухступенчатым лазерным процессом плавления и испарения. В этом процессе лазер увеличивает температуру стекла выше температуры трансформации стекла.

Этот тип резки стекла подходит только для промышленных условий, так как требует нагрева стекла и поддержания температуры отжига в диапазоне от 510 °C до 600 °C.

Ограничения волоконных лазеров при резке стекла

Волоконный лазер

Волоконный лазер не сможет резать стекло так же эффективно, как CO ₂ -лазер. Длина волны волоконного лазера находится за пределами диапазона поглощения стекла. Их длина волны колеблется от 780 нм до 2200 нм.

Это означает, что волоконный лазер может гравировать стеклянные поверхности, но не может резать.

Хотя волоконный лазер с примесью иттербия лучше режет стекло по сравнению с традиционным волоконным лазером на основе титана-сапфира, CO ₂ -лазер может превзойти их обоих.

Заключение

Механическая (слева) и лазерная (справа) обработка стекла под микроскопом

Суть в том, что лазерные резаки превосходно обеспечивают постоянное качество резки стекла, которое не может обеспечить механическая техника резки.

Несмотря на то, что механическая техника изначально может показаться дешевой, вам придется выполнять обширную постобработку после резки, что может дорого обойтись.

Лазерная резка позволяет точно разрезать стекло, уменьшая потери материала и повышая производительность, позволяя вырезать формы различной геометрии.

Это также уменьшает количество процессов, которым подвергается лист стекла, прежде чем он приобретет желаемую окончательную форму. В результате постобработка и очистка требуются лишь в некоторых случаях.

Хотя лазерная резка является превосходной техникой, она не может полностью заменить ручную резку. Это в основном связано со значительными первоначальными инвестициями, необходимыми для лазерной резки.

Остаточный лазерный свет, выходящий из разрезаемого стекла

При использовании лазера для резки стекла вам придется проявлять особую бдительность, так как существует высокая вероятность преломления и отражения лазерного луча в разных направлениях.

Прежде чем приступить к работе с любым лазерным оборудованием, вы должны знать о рисках, опасностях и мерах контроля, связанных с лазерной безопасностью.

Убедитесь, что вы работаете только с лазерами, надевая защитные очки и одежду с длинными рукавами. Кроме того, осколки стекла могут быть острыми, поэтому обращайтесь с ними с особой осторожностью.

Лазерная резка уже широко применяется при резке гнутого стекла. Такие стекла широко используются во многих современных гаджетах.

Сейчас самое время заняться лазерной резкой стекла, поскольку это инновационная и постоянно развивающаяся область. Многие отрасли промышленности, в настоящее время обрабатывающие стекло, используют лазеры из-за их гибкости.

Часто задаваемые вопросы

Можно ли лазером резать стекло?

Лазер может резать стекло с высокой точностью и минимальными потерями материала. Кроме того, лазеры могут резать стекло многих сложных форм без образования микротрещин, которые в противном случае были бы невозможны.

Можно ли лазером CO 

₂ резать стекло? 

Лазер CO ₂ может резать стекло с большой эффективностью. Инфракрасная длина волны CO ₂ -лазера 10 600 нм идеально подходит для резки стекла, поскольку на этой длине волны он поглощает больше лазерной энергии.

Может ли волоконный лазер резать стекло?

Волоконный лазер может резать стекло, но не так хорошо, как углекислотный. Это связано с тем, что длина волны волоконного лазера (780–2200 нм) находится за пределами диапазона поглощения стекла.

Лазерная резка стекла. Какой лазер режет стекло? Ваша мастерская.

Лазерная резка стекла – одна из эффективных процедур обработки подобного спектра материалов. Наравне с гравировкой, она позволяет получить в итоге готовое или подготовленное к последующей обработке изделие сложной формы. И в большинстве случаев эта технология является если не безальтернативной, то требующей серьезных трудозатрат от исполнителя при использовании других методик раскроя.

Резка стекла лазером на сегодняшний день применяется в следующих отраслях:

• В рекламном бизнесе для производства элементов наружной и внутренней рекламы;
• При изготовлении душевых кабинок, зеркал, аквариумов и других элементов декора интерьера;
• При оказании услуг по остеклению окон, балконов, теплиц и других объектов либо их частей;
• При производстве стеклянных перегородок, витрин, ограждений для бассейнов и других изделий.

В результате многочисленных достоинств, которыми характеризуется лазерная технология раскроя стекла, аппараты для ее осуществления получили весьма широкий спрос. К достоинствам такой обработки мы вернемся чуть позже. Сейчас же перечислим разновидности стекла и подобного ему материалов, что можно раскраивать при помощи станка лазерной гравировки и резки.

Лазерная резка стекла: что можно обрабатывать

Используя современные станки для лазерной гравировки, можно наносить узор или резать как плоские, так и объемные заготовки из следующих материалов:

• Обычное или закаленное стекло;
• Стеклопакеты для межкомнатных дверей либо внешних окон;
• Зеркала;
• Оргстекло и изделия из него;
• Бокалы, бутылки, фужеры, рюмки, вазы и другие варианты изделий различной степени готовности.

Стоит отметить, что чем меньше толщина и выше хрупкость изделия, тем процесс раскроя осуществляется проще. Структура шва или узора при этом получается однородной, без дефектов в виде сколов, царапин, зернистости и так далее.

Совсем иначе дело обстоит с хрусталем. Помимо содержания свинца, который препятствует обработке, хрусталь отличается высокой теплопроводностью. Поэтому при термическом воздействии с механической нагрузкой при ошибках оператора могут возникать трещины. Как итог, изделие может быть списано в брак.

Преимущества лазерной резки стекла

К числу преимуществ описываемой технологии, большинство которых недостижимы для механической резки стекла, относятся:

• Высочайшая точность и возможность выполнения самых сложных форм и конфигураций реза. За счет тончайшего луча (0,1-0,2 мм диаметром) и контролируемой автоматикой ЧПУ такой станок способен выполнить практически любую траекторию реза. Механические же станки ограничены радиусом инструмента и другие объективными факторами, что не позволяют достичь аналогичного уровня решаемых задач.
• Минимальное количество отходов. За счет испарения и проплавления части материала необходимости убирать рабочее место от опасной стеклянной стружки при использовании лазерной технологии раскроя нет. Также персоналу при работе в таких условиях не нужные специальные средства защиты органов дыхания и зрения;
• Высокая скорость реза. Резка стекла лазером обладает наибольшим показателем эффективности работы с этим материалом. Конкретный показатель зависит от толщины материала и его специфики, а также мощности аппарата;
• Исключительное качество торцов по линии реза. Высокотемпературный световой поток оплавляет края изделия по траектории своего движения. В результате образуется гладкие и не требующие финишного обтачивания для удаления каких-либо дефектов торцы изделия.
• Бесконтактность метода. Отсутствие механического воздействия и, как следствие, необходимости закрепления изделия позволяет работать с самыми хрупкими заготовками. Это ощутимо расширяет спектр задач, что можно реализовать с помощью станка лазерной резки.
• Бесшумность процесса обработки. Благодаря этому такие работы не требуют специальной подготовки производственных помещений в плане мероприятий по снижению уровня шумности;
• Возможность серийного производства изделий. При небольшой толщине стекла можно эффективно резать по одному общему контуру несколько изделий сразу. Это не отразится на качестве и точности итога работ на аппарате с такой технологией раскроя;
• Невысокая себестоимость производства. За счет высокой скорости работ, малого потребления энергии и внушительного ресурса лазерных трубок как расходного материала обеспечивают малые затраты на выполнение этой работы.

Резка стекла лазером: порядок и особенности выполнения

Порядок реализации подобных задач полностью совпадает с алгоритмом, что применяется для раскроя или гравировки других материалов:

• Формирование модели обработки заготовки при помощи специализированного программного обеспечения («LaserCut» и другие). Основанием для этого является дизайнерский графический эскиз готового изделия или сформированный набор готовых графических шаблонов. Модель раскроя представляет собой программу, описывающая траекторию, скорость и другие параметры движения рабочего инструмента над заготовкой;
• Загрузка модели обработки в блок управления станка. Это можно сделать при помощи USB- разъема с ноутбука, флешки или иного носителя;
• Позиционирование заготовки на рабочей плоскости стола;
• Проверка готовности лазерного аппарата к работе;
• Предварительная оценка результата раскроя, осуществляемая до запуска аппарата на мониторе;
• Запуск процесса резания при нажатии на кнопку «Пуск», осуществляемого оператором станка.

Подбираем лазерный станок для резки стекла

Разумеется, флагманы серии лазерных аппаратов являются более приоритетными как обладающие большим производственным потенциалом. Они позволяют эффективнее раскраивать средние и крупные листы стекла и других материалов с минимальными трудозатратами. Это объясняется прежде всего большей площадью рабочего стола таких станков. Она позволяет достичь необходимого результата при меньшем числе манипуляций со стороны оператора оборудования. Работать же с небольшими по размеру заготовками (резка и гравировка) одинаково успешно способны любые лазерные станки с ЧПУ.

Если Вы ищете современный и эффективный аппарат на основе лазера для работы со стеклом и другими материалами, компания «Миртелс» станет оптимальным вариантом поставщика техники для Ваших производственных потребностей. Покупка того или иного аппарата у нас даст Вам надежную основу для стабильного развития бизнеса без необходимости технического вооружения на протяжении долгих лет. Более детально о возможностях наших лазерных станков для гравировки и резки можно узнать на соответствующей странице каталога.

• Отзывы

• Лазерный гравер купить

• Купить лазерный гравировальный станок по камню

• Купить станок для лазерной гравировки

• Универсальный лазерный станок для гравировки и резки

• Лазерный станок с ЧПУ

• Лазерно-гравировальный станок с ЧПУ

• Лазерные граверы купить

• Настройка лазерного станка

• ЧПУ станок купить

• Граверный станок купить

• Лазерное оборудование

Руководство по лазерной резке стекла

Лазерная резка стекла — это технология, использующая мощный лазерный луч для резки или гравировки стеклянных материалов. Его точность, эффективность и адаптивность помогли ему завоевать популярность за последние несколько лет. Хотя резка лазером обычно связана с такими материалами, как металл и пластик, его также можно использовать для резки стекла. Да, лазерная резка стекла может выполняться, но только с помощью определенного типа лазера и при определенных условиях. Мощные CO2-лазеры мощностью до 30 Вт чрезвычайно эффективны для резки стекла.

Эти лазеры испускают высокоэнергетический луч, который можно сфокусировать на поверхности стекла, создавая чистый и точный разрез. Для создания сложных дизайнов декоративных предметов, таких как стеклянные скульптуры, трофеи и награды, обычно используется лазерная резка стекла. Кроме того, он используется в производстве прецизионных деталей для автомобильной, аэрокосмической и медицинской промышленности. Способность лазерной резки производить точные разрезы и гравировки на стекле сделала ее необходимым инструментом для многих современных производителей стекла. На Рисунке 1 ниже показан пример лазерной резки стекла:

В этой статье будет определено стекло, виды стекла, процесс лазерной резки стекла и типы лазеров для лазерной резки стекла.

Что такое стекло?

Стекло — это твердый, хрупкий и прозрачный твердый материал, полученный путем плавления песка, кальцинированной соды и известняка при высокой температуре. Он используется во многих различных продуктах, включая окна, линзы, зеркала, контейнеры и волокна. Стекло является универсальным материалом, который можно формовать, окрашивать и покрывать для выполнения различных функций. Он является ключевым компонентом современной промышленности и технологий благодаря своей твердости, химической стойкости и электрической изоляции. Стекло имеет долгую историю, которая насчитывает тысячи лет, когда песок был впервые расплавлен в печи для его создания. Возможность производить стекло в больших количествах и разнообразных форм стало возможным благодаря развитию выдувания стекла в первом веке до нашей эры. Качество и разнообразие изделий из стекла значительно улучшилось по мере роста современной стекольной промышленности в 19 веке.век. Стекло — это материал, который сегодня пронизывает все аспекты нашей жизни, от окон в наших домах до экранов наших смартфонов.

Какие существуют виды стекла?

Существует множество разновидностей стекла, каждое из которых обладает особыми качествами и свойствами, которые делают его пригодным для различных применений. Витражное стекло — это тип стекла, созданный путем смешивания солей металлов с расплавленным стеклом для создания ярких цветов и замысловатых узоров. Витражи часто используются в произведениях искусства и религиозных сооружениях. Боросиликатное стекло известно своей превосходной химической стойкостью и высоким коэффициентом преломления. Он довольно часто используется в лабораторном оборудовании и кухонной утвари благодаря своей прочности и термостойкости. Алюмосиликатное стекло — это особый вид стекла с высокой прочностью и ударной вязкостью, содержащий оксид кремния и оксид алюминия. Он используется в таких продуктах, как смартфоны и сенсорные экраны, которые должны быть устойчивыми к ударам и царапинам. Чистый тип стекла, изготовленный из диоксида кремния, называется кварцевым стеклом, также называемым плавленым кварцем. Он используется в высокотемпературных устройствах, таких как лампы и печные трубы, из-за его высокой термической стабильности. Стекло из плавленого кварца — это еще один тип кварцевого стекла, получаемый путем плавления и последующего быстрого охлаждения порошка кварца. Он используется в прецизионной оптике, включая линзы и зеркала, из-за его высокой чистоты и однородности.

Как лазером вырезать стекло?

В процессе лазерной резки такие материалы, как стекло, режут или гравируют с помощью мощного лазера. Для лазерной резки куска стекла необходимо выполнить следующие шаги:

1. Выберите кусок стекла для резки, убедившись, что он поместится внутри вашего лазерного резака.
2. Создайте файл DXF для программного обеспечения для лазерной резки, используя дизайн, который вы хотите вырезать или выгравировать. Если у вас есть 3D-модель, вам может потребоваться преобразовать ее в формат DXF.
3. Наденьте средства индивидуальной защиты, такие как очки и перчатки.
4. Поместите стекло на лазерную платформу и включите систему вентиляции, обычно вентилятор в лазерной машине.
5. Загрузите файл DXF в лазерный резак и установите параметры резки, такие как мощность и скорость.
6. Запустите процесс лазерной резки, следя за станком во время его работы. После завершения процесса резки края стекла могут быть острыми, поэтому вам нужно будет отшлифовать их, чтобы сделать их безопасными в обращении.

Какие инструменты можно использовать для резки стекла?

Для резки стекла можно использовать несколько инструментов, в том числе алмазные резаки, стеклорезы и лазерные резаки. Резцы с алмазными наконечниками часто используются для надрезания стекла перед тем, как оно будет разделено по надрезанной линии аккуратным щелчком. Однако эти методы требуют высокого уровня мастерства и точности для достижения хороших результатов. Лазерная резка, с другой стороны, является более современным и точным способом резки стекла. В частности, CO2-лазеры часто используются для резки или гравировки стекла.

Эти лазеры могут создавать сложные формы и узоры с предельной точностью, поскольку они используют сфокусированный луч света, чтобы прорезать стекло. Риск сколов или трещин на стекле снижается при резке стекла CO2-лазером, поскольку лазер не контактирует с материалом. Кроме того, это позволяет больше творчества с точки зрения форм и узоров, которые могут быть созданы. Однако для правильного и безопасного использования лазерного резака необходимы специальные инструменты и обучение. Для получения дополнительной информации см. наше руководство по типам лазерных резаков.

Как можно резать стекло лазером?

Один из трех методов — лазерная резка, лазерная гравировка или лазерное травление — может использоваться для резки стекла с помощью лазера. При лазерной резке стекло разрезается по заданной траектории точно сфокусированным лазерным лучом. Это достигается путем расплавления стекла вдоль траектории реза с помощью лазера после нагревания его до точки плавления. Можно создавать сложные формы или узоры из стекла с помощью различных лазеров, таких как CO2 и волоконные лазеры. С другой стороны, лазерная гравировка предполагает использование лазера для вырезания узора или рисунка на поверхности стекла.

Постоянная метка или рисунок создается с помощью лазерного луча для удаления небольшого количества материала с поверхности стекла. Стеклянные награды и трофеи могут быть персонализированы или украшены лазерной гравировкой. И последнее, но не менее важное: лазерное травление заключается в освещении поверхности стекла лазером для создания трехмерного рельефного изображения или рисунка. Это достигается путем осторожного удаления материала со стекла с помощью лазера для получения текстурированной или выпуклой поверхности. Лазерное травление, которое можно выполнять с помощью различных типов лазеров, полезно для создания отличительных и эстетически привлекательных дизайнов стекла.

Каковы правила резки стекла?

Важно соблюдать определенные правила техники безопасности, чтобы предотвратить травмы или повреждение оборудования при резке стекла, особенно при использовании лазера. Эти правила техники безопасности перечислены ниже:

1. Защита глаз с оптической плотностью (OD): В частности, используйте защиту OD, которая блокирует длину волны используемого вами лазера. Этот тип защитных очков предотвращает повреждение глаз лазером и помогает избежать воздействия потенциально опасного лазерного излучения.
2. Не смотрите прямо в лазерный свет: Лазерный свет может быть очень ярким, и взгляд прямо на луч может повредить глаза. Вместо этого используйте систему просмотра или камеру для наблюдения за процессом лазерной резки.
3. Обеспечьте достаточную вентиляцию для лазера: При лазерной резке образуются пары и частицы, которые могут быть опасны для вашего здоровья, поэтому важно обеспечить достаточную вентиляцию рабочего места.
4. Используйте соответствующие перчатки при работе со стеклом: Края стекла могут быть очень острыми, поэтому важно надевать защитные перчатки при работе со стеклом, чтобы избежать травм.

Для получения дополнительной информации см. наше руководство по правилам лазерной резки.

Можно ли резать стекло?

Да, стекло можно резать разными способами: от более традиционных, таких как насечка и разбивание, до более сложных, таких как лазерная резка и гидроабразивная резка. Резка стекла, однако, может быть трудной и должна выполняться осторожно, чтобы не разбить или не разбить стекло.

Какой тип лазерной резки подходит для стекла?

Для резки стекла можно успешно применять как непрерывные, так и импульсные лазеры. Постоянный поток лазерной энергии, излучаемый лазерами непрерывного действия (лазеры непрерывного действия), можно использовать для разрезания хрупких или тонких материалов, таких как стекло. Эти лазеры обычно применяются для точных задач резки, требующих острых краев и небольших зон термического влияния.

И наоборот, импульсные лазеры производят короткие импульсы лазерной энергии, которые можно использовать для разрезания более жестких или плотных материалов, таких как стекло. Импульсные лазеры могут использоваться для точной резки даже самого толстого стекла и обычно используются в промышленных приложениях для резки, когда приоритетами являются скорость и мощность. В конце концов, конкретное применение, толщина и тип разрезаемого стекла будут определять тип метода лазерной резки, который подходит для резки стекла. На выбор метода лазерной резки также будут влиять такие элементы, как желаемая скорость резки, точность и отделка.

Какой тип лазера имеет наилучшую длину волны для резки стекла?

Длина волны в инфракрасном диапазоне света, обычно около 10 600 нм, подходит для использования лазера для резки стекла. Лазеры CO2 обычно используются для лазерной резки из-за их высокой мощности и способности пробивать различные материалы, включая стекло. Эти лазеры обычно излучают свет на этой длине волны. С помощью CO2-лазеров можно быстро и точно резать стекло благодаря их высокой мощности и узкой длине волны, что предотвращает их перегрев или повреждение окружающего материала. В зависимости от применения и желаемых результатов для резки стекла могут также использоваться другие типы лазеров, такие как волоконные лазеры и импульсные лазеры.

Резюме

В этой статье представлена ​​лазерная резка стекла, объясняется, что это такое, и рассказывается все, что вам нужно знать о процессе. Чтобы узнать больше о лазерной резке стекла, свяжитесь с представителем Xometry.

Xometry предоставляет широкий спектр производственных возможностей, включая резку листов и другие дополнительные услуги для всех ваших потребностей в прототипировании и производстве. Посетите наш веб-сайт, чтобы узнать больше или запросить бесплатное предложение без каких-либо обязательств.

Заявление об отказе от ответственности

Содержание, представленное на этой веб-странице, предназначено только для информационных целей. Xometry не делает никаких заявлений и не дает никаких гарантий, явных или подразумеваемых, в отношении точности, полноты или достоверности информации. Любые рабочие параметры, геометрические допуски, особенности конструкции, качество и типы материалов или процессов не должны рассматриваться как представляющие то, что будет поставляться сторонними поставщиками или производителями через сеть Xometry. Покупатели, которым нужны расценки на детали, несут ответственность за определение конкретных требований к этим частям. Пожалуйста, ознакомьтесь с нашими условиями для получения дополнительной информации.

Команда Xometry

Эта статья была написана различными участниками Xometry. Xometry — это ведущий ресурс по производству с помощью станков с ЧПУ, изготовления листового металла, 3D-печати, литья под давлением, литья уретана и многого другого.

Лазерные системы для производства стекла

Лазерные системы для производства стекла

Приложения для дисплеев

Резка покрытых, непокрытых и сложенных компонентов дисплея для:

Дисплейные и сенсорные компоненты сотовых телефонов, планшетов, носимых устройств и т. д.

Волноводы для AR-устройств, таких как голографические дисплеи, умные очки и проекционные дисплеи (HUD)

Цифровые рентгеновские устройства визуализации

OLED-устройства, такие как мобильные телефоны, мониторы, ноутбуки, элементы освещения

Подробнее

Электронные устройства

Нарезка и сверление бледных и предварительно обработанных пластин для:

Датчики давления упаковка

Подложки для микроэлектромеханических систем (МЭМС)

Подробнее

Health Technology

Вырезание и предварительное вырезание заданных линий разрыва на подложках для:

Микроскопических предметные и покровные стекла или покровные стекла

Индивидуальные диагностические слайды

Проточные кюветы для секвенирования нового поколения (NGS)

Подробнее

Оптические устройства

Разделение линз для оптических устройств, таких как

Микроэлектромеханические системы (МЭМС)

Чехлы для камер

Микролинзовые матрицы (MLA) для осветительных приборов

Подробнее

90 117 Лазерная обработка прозрачных хрупких материалов

Оптимизированные лазерные системы и Процессы промышленного производства

Стеклянные материалы, такие как боросиликат, алюмосиликат (например, Gorilla®), плавленый кварц, сапфир и другие виды специального стекла, используются во многих областях. Благодаря своим особым свойствам, таким как исключительная термическая стабильность, исключительная плоскостность, химическая стойкость или выдающиеся оптические характеристики, они используются в качестве материалов в различных отраслях промышленности.

Как обрабатывались хрупкие материалы до сих пор

В большинстве случаев обработка стекла начинается с исходных материалов, которые представляют собой плоское стекло. Неудивительно, что индустрия дисплеев и производители оптических компонентов работают с листовым стеклом в качестве сырья. Однако листовое стекло также необходимо обрабатывать в производстве электроники и медицинских технологий.

Первоначально большая часть обработки стекла выполнялась с помощью механической надрезки и разбивания или других технологических операций, таких как пескоструйная обработка, ультразвуковая обработка или мокрое травление. Только недавно производители начали отказываться от этих довольно неуклюжих методов обработки и использовать лазерные технологии для достижения более точной обработки стеклянных материалов. Основные преимущества очевидны: лазеры ультракоротких импульсов обеспечивают высокоточную и всегда воспроизводимую обработку хрупких материалов с очень высокой скоростью.

Преимущества обработки хрупких материалов с помощью лазеров

Лазерные процессы для стекольной промышленности включают лазерную резку путем создания нитей/модификаций, лазерное сверление и послойную абляцию, которые могут создавать полные трехмерные структуры в стекле.

Компания 3D-Micromac использует источники лазерного луча, сертифицированные для круглосуточного производства. Длительность импульса – как один из основных критериев выбора – варьируется от фемтосекунд до нескольких пикосекунд. Благодаря своим характеристикам луча лазер может быть высокоселективным, что делает его идеальным для безповрежденной резки и сверления, а также для удаления покрытий. Кроме того, один и тот же лазерный источник можно использовать на разных этапах обработки. Например, любой лазерный источник, который можно использовать для резки стеклянных листов, также можно использовать для создания перманентной гравировки или маркировки для внутренних или внешних вопросов обеспечения качества.

Будь то пластина, панели или ультратонкое стекло

Обычно стеклянные подложки доступны либо в виде пластин, либо в виде больших панелей. Тем не менее, увеличение производительности требует обработки все более крупных панелей или даже перехода от обработки пластин к обработке панелей во все большем количестве случаев.

Обычно в промышленности используются жесткие стекла толщиной более 0,3 мм. Тем не менее, промышленность движется в сторону более тонких и гибких подложек. Ультратонкие стекла толщиной всего 30 мкм становятся повсеместными. Естественно, эта тенденция предлагает огромные возможности для новых приложений и дизайнов. В то же время эта тенденция вносит изменения в новые и гибкие технологии производства, необходимые производителям и переработчикам.

Готовность к будущему благодаря лазерной обработке

Компания 3D-Micromac предлагает системы обработки стекла для всех распространенных выходных форматов. Эти системы основаны на различных платформах и характеризуются особенно эргономичным потоком материалов и хорошими возможностями автоматизации. Инновационные технологические модули 3D-Micromac позволяют выполнять лазерную резку, сверление и структурирование поверхности с очень высокой производительностью.

Наши инженеры 3D-Micromac следят за тем, чтобы все процессы соответствовали требованиям и стандартам соответствующих отраслей, и гарантируют стабильное качество обработки с чрезвычайно низким временем простоя.

Преимущества лазерной обработки

По сравнению с традиционными методами обработки стекла, лазерная обработка имеет следующие показатели:

Наши услуги

От первой идеи до промышленного производства

Разработка процесса

Ваши идеи по производству изделий из стекла меняют правила игры?

Качественный, надежный и экономичный производственный процесс — это то, что вы ищете?

Разработка исключительных лазерных процессов – наша сила!

Мы полностью поддерживаем наших клиентов в оценке идей продукта, а также в разработке стабильных лазерных процессов для производственных объектов.

Контрактное производство

Вы хотите производить компоненты стабильно высокого качества?

Планируете ли вы производство только в небольших объемах, когда инвестиции в собственные системы лазерного производства не окупятся?

Вам нужно временное решение, пока не будет доставлено ваше новое производственное оборудование?

Благодаря нашему уникальному опыту в области технологического процесса мы производим высококачественные компоненты в качестве услуги контрактного производства для вас.

Мы гарантируем изготовление компонентов и устройств высокого качества. Эффективность производства и понимание затрат всегда являются нашим главным приоритетом.

Дополнительная информация:

Контрактное производство с 3D-Micromac

Machine Solutions

Вам нужна надежная и удобная лазерная система для обработки стекла?

Вы ищете партнера, который покроет весь ваш рабочий процесс?

Мы предлагаем решения для обработки, созданные в соответствии с высокими немецкими стандартами качества и ориентированные на оптимизацию рабочего процесса.