玻璃的激光切割技术

●付国柱

１引言

光切割技术已经研究得很透彻，激光切割的优越性也逐渐为人们所认识。近年来已经出现了一些用于工业生产的玻璃切割设备，如德国Ｇｒｅｎｚｅｂａｃｈ公司的浮法玻璃在线激光切割设备；德国Ｈ２Ｂ公司的平板玻璃切割设备；美国ＦｏｎｏｎＤＳＳ公司用于平板显示方面的玻璃激光切割设备等。玻璃的激光切割技术与传统的切割技术相比具有很多的优越性，激光切割出来的玻璃边缘光滑、无横向微裂、无碎片，避免了在板材上出现划伤并且将玻璃破碎的可能性减小到最低程度。当激光技术用于浮法玻璃生产线的在线切割时，由于不需要二次掰边，所以原板玻璃的利用率得到了明显提高。运用激光技术切裁１￣

激光切割技术现已成为一种成熟的工业加工技术。金属是激光切割的主要对象，其它可以进行激光切割的材料还有塑料、陶瓷、硅片以及玻璃等。目前全球用于切割金属材料的激光切割设备约有几十万台，而用于玻璃切割的激光设备包括实验室设备在内也不过只有几十台。实际上，早在２０世纪７０年代，关于激光切割玻璃的研究就已经展开。从原理上讲，玻璃对红外激光的吸收远比金属好，而且玻璃是热的不良导体，玻璃切割所需要的激光功率比金属要低得多，所以玻璃的激光切割技术应该比金属更早应用于工业生产。但玻璃的激光切割市场却一直没有发展起来。究其原因可能是因为玻璃的切割比较容易，传统的金刚石刀轮或硬质合金刀轮玻璃切割技术已经发展得很成熟，工艺简便且成本低廉，足以满足通常的玻璃切割的要求。时至今日，玻璃的应用日益广泛，某些方面的应用对切割质量和切割成品率的要求非常严格，传统的玻璃切割技术已逐渐不能满足生产的要求。如作为ＴＦＴ－ＬＣＤ基板的耐高温、高硬度硼硅玻璃和用于汽车方面的钢化玻璃等。从玻璃厚度方面而言，浮法玻璃的厚度已经达到了２０ｍｍ以上，而用于平板显示方面的玻璃最薄已经达到０．４ｍｍ，有些应用于电子产品的玻璃甚至达到０．０５ｍｍ。过薄或过厚的玻璃采用机械切割都会影响切割的成品率。现在人们对玻璃的激

２５ｍｍ厚的玻璃不会产生任何应力问题，也没有任

何调节误差。此外，由于通过激光切割的玻璃耐断裂的强度较高，所以，在许多情况下不再需要对玻璃进行钢化处理。从应用的情况看，玻璃的激光切割技术可能会在平板显示、汽车玻璃和浮法玻璃生产等领域率先得到推广。

２玻璃的激光切割原理

２．１玻璃对激光的吸收

一种材料能否进行激光加工很大程度上取决于材料对该波长激光的吸收。图１是厚度为３．８８ｍｍ的２种玻璃的吸收光谱。

从图１中可以看出，当波长在５μｍ以上时，玻璃对光有非常高的吸收效率，所以波长为１０．６μｍ的

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