激光系统以其几乎可以加工所有类型材料的能力而闻名;然而,玻璃、蓝宝石、丙烯酸纤维或陶瓷等坚硬、易碎且透明的材料则提出了特殊的加工要求。“切割玻璃和陶瓷时,必须考虑切削刃的清洁度、高精度、长期稳定性,同时还要避免加工刀具的磨损,”LASYS展会上Scanlab参展商的董事会发言人Georg Hofner表示。玻璃的独特性能对激光系统提出了特殊的挑战,因为玻璃易碎、对可见光透明、导热性低,并且在加热不均匀的情况下会积累应力,从而导致开裂。“例如,智能手机的钢化玻璃后盖无法使用传统方法切割。在这种情况下,只有激光才能提供高效且经济的切割工艺,”通快激光与系统技术公司微加工部门负责人Christof Siebert说道。据通快专家称,金刚石刀片切割已被证明缺乏灵活性。他们认为,难以实现可变轮廓加工。此外,他们指出,铣削过程中容易产生裂纹,需要大量的后处理,从而增加成本。近年来,超短脉冲激光系统已被证明是加工脆性透明材料的理想选择。“皮秒和飞秒级的超短脉冲不会产生热量,高效的加工过程可以实现高切割速度。我们的多级调节激光器在确保高工艺可靠性的同时,还能进行切割,”西伯特补充道。.
为了确保高质量的切削刃和灵活、经济高效的操作,还采用了诸如 Scanlab 等公司的扫描系统。“超短脉冲激光器与扫描系统的结合,几乎可以实现同步加工。得益于使用扫描仪进行‘冷’烧蚀,待切割材料(例如蓝宝石晶体)不会被熔化,而是直接汽化。该过程通过扫描仪精确追踪轮廓来实现,对扫描系统的精度和重复性提出了很高的要求,”Hofner 解释道。他认为,对于易碎和透明材料,具有特别高动态性能和创新控制技术的扫描头是理想之选。
“扫描系统根据预先计算的标称路径加速,始终以最大可能的加速度运行,从而避免跟踪误差和加工不准确,”Hofner 补充道。LASYS
的参与者 Rofin 正在提供一项新技术。罗芬·巴塞尔激光技术公司(Rofin Baasel Lasertech)主要研发和制造部门负责人罗兰·迈耶霍弗博士解释说:“我们的SmartCleave激光系统采用具有特殊优化特性的超短激光脉冲。激光丝化工艺确保了易碎透明材料的高速、无残留、无缝分离。”它还能一次性切割不规则轮廓,即使是小半径的轮廓也能轻松应对。“这项新工艺巧妙地将耗时、耗资、耗力的机械校正工作简化为几个步骤,”迈耶霍弗博士评论道。这些新技术为众多应用领域打开了大门:其中包括采用钢化和非钢化玻璃或蓝宝石水晶制成的智能手机显示屏、电视、电脑和平板电脑屏幕、LED和OLED产品以及其他微电子元件、集成电路玻璃基板、光学元件、手表、医疗器械、建筑和家用玻璃,以及半导体和陶瓷等。
另一家参加LASYS展会的公司Wallburg,其产品非常适合印刷行业及其他众多领域。“我们用于切割玻璃和亚克力纤维等材料的系统解决方案,能够实现精准且经济高效的加工,因为它们灵活易用,完美适用于个体生产和大规模批量生产,”同名公司总经理Jürgen Wallburg表示。
切割亚克力纤维时,使用合适的材料以避免应力开裂尤为重要。“此外,激光系统必须能够精确控制并以快速脉冲运行,”Wallburg补充道,“这样才能确保切割边缘干净利落、紧凑美观。”
激光行业极具创新性,这一点在2016年LASYS展会上将得到充分体现。激光系统的不断改进使得脆性材料的加工成本越来越低。但这仅仅是2016年LASYS展会上将展示的众多激光加工解决方案中的一小部分。同时,一系列内容丰富的活动也将为展会锦上添花。本次贸易展览会的一大特色是“斯图加特激光日 SLT”活动,该活动弥合了研究与产业之间的差距。
