レーザー誘起分離技術
近年、炭酸ガスレーザーの性能向上により、経済的で実用的なガラス切断用の新しいレーザー加工技術が出てきました。 エンジニアと技術者は、低出力レーザーを使用して、溶融やその他の熱効果なしにガラスを分離する切断方法を発見しました。 これがレーザー誘起分離技術です。 その基本原理は、レーザーによる応力を利用してガラスを「分離」することです。
平均出力 150 ワットの炭酸ガス レーザーを使用すると、レーザー エネルギーが均一で最適なレーザー光を形成するように、レンズを通る光路を集束させることによってガラス表面に楕円形の焦点が形成されることがわかりました。切断線の両側に分布。 ガラスのレーザーに対する吸収特性により、ほとんどすべての光エネルギーがガラス表面の 15 ミクロンの領域に吸収されます。 焦点を移動すると、必要な切断線を形成できます。 適切な移動速度が採用されている限り、スリットのエッジを溶かすことなく完全にカットできる理想的なカット効果が得られます。
注意が必要な技術的な詳細
ガラスを割るためには、切断前に機械的な方法で切断線の開始点に小さな初期亀裂を描く必要があります。
レーザー切断の重要なコンポーネントは、クエンチング ガス ノズルです。 集光点が移動すると、冷却ガスがノズルから加熱されたガラス面に冷風を吹き付け、急速に冷却します。 このような処理の後、ガラスは最大応力の方向、つまり事前に設定された切断方向に沿って破損し、最終的に切断経路に従ってガラスの分離を実現します。
選択したレーザー出力と光スポットの走査速度が異なり、応力による破壊の深さも異なり、100 ミクロンから数ミリメートルの範囲です。 そのため、この方法では100ミクロンから数ミリの厚さのガラスを一度に切断することができます。 レーザー出力と切断速度に加えて、破壊深さも材料自体の膨張係数と密接に関係しています。 一般的に言えば、レーザー誘起分離法で切断されたガラスの場合、最小膨張係数は 3.2x10-6k-1 に達する必要があります。 ほとんどの通常のメガネがこの要件を満たしているため、これはそれほど高いしきい値ではありません。
レーザー誘起分離の主な利点
従来の機械的切断方法と比較して、レーザー誘起分離方法にはいくつかの優れた利点があります。 まず、切断は 1 つのステップで完了することができ、切断プロセスは切削液なしで乾式です。 第二に、カットガラスのエッジは滑らかできれいで、その後の洗浄や研磨は必要ありません。 さらに、レーザー誘起分離プロセスは、高強度で自然に強化されたエッジを生成し、小さな亀裂を生成しません。 最後に、レーザー誘導分離法を使用してガラスを切断します。これにより、予期しない亀裂や破損が回避され、不良率が減少し、生産量と品質が効果的に向上します。