玻璃具有硬脆的特點,給加工帶來很大的困難。傳統(tǒng)的玻璃切割使用硬質(zhì)合金或金剛石刀具。切割工藝一般如下:首先用金剛石刀尖或硬質(zhì)合金砂輪或高硬度金屬砂輪在玻璃表面劃一道劃痕,然后用機械方法沿刻線將玻璃劈開。
由于傳統(tǒng)工藝難以滿足微裂紋和邊緣質(zhì)量的要求,迫切需要玻璃切割的技術創(chuàng)新。激光切割技術已經(jīng)成熟,已成功應用于金屬板材、管材、有機板材、管材等材料的切割,極大地改變和升級了傳統(tǒng)的制造技術。
玻璃是一種無機材料,其導熱系數(shù)很低。理論上講,激光加工應該有更好的效果,這也導致了激光切割玻璃技術的發(fā)展。
激光切割玻璃的方法原則上可分為兩種:一種是熔融(蒸發(fā))切割法,另一種是裂紋控制法。
(1)熔切法:采用具有良好塑性和延展性的軟化溫度下的玻璃,在軟化后的玻璃表面用聚焦CO2激光或紫外線激光照射,激光能量密度越高,導致玻璃熔化,然后用氣流吹走熔融玻璃。空氣中,形成一個凹槽,以實現(xiàn)玻璃的熔切。
(2)裂紋控制方法,是一種常用的激光切割方法。第一步,用激光加熱玻璃表面,能量越高,溫度急劇升高,玻璃表面產(chǎn)生較大的壓應力。但壓縮應力不會導致玻璃破裂。在第二步中,該區(qū)域進行快速冷卻,通常使用冷卻氣體或冷卻液。急劇的溫度下降會導致玻璃表面產(chǎn)生較大的溫度梯度和較大的拉伸應力。這種拉伸應力會使玻璃表面沿著預定的刻線開始開裂,從而實現(xiàn)玻璃的切割。