激光切割技术在玻璃上的应用

玻璃是激光技术产业材料，目前已应用在国民经济的切割诸多行业，如汽车业、玻璃医疗、应用显示器、激光技术电子产品等，切割小到几微米的玻璃小型光学过滤器、笔记本电脑平板显示器的应用玻璃衬底，大到汽车业或建筑业等大规模制造领域所用的激光技术大尺寸的玻璃板。玻璃种类繁多，切割常见的玻璃为钠钙玻璃，也称为碱性玻璃，应用主要用于汽车业、激光技术建筑业及家用器具领域，切割一般厚度为1.6～110mm。玻璃厚度为1mm或不足1mm的玻璃称为硼硅玻璃或者非碱性玻璃，主要用于平板显示器与电子产品领域。

随着技术进步，激光微加工能够实现越来越多的功能，如精密钻孔，精细切割，选择性材料去除等等，而且有更多新的应用、新的概念正在被提出、实践和导入工业化生产。激光是对各类材料进行微观精密加工的理想工具，它与工件无直接作用力，不易损伤产品，CAD图纸直接导入快速便捷，对于部分应用是传统方式无可比拟的高效率(如密集钻孔等)，没有排放和废弃物、环保等优点。

激光切割是利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件，使被照射的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点，同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质，从而实现将工件割开。激光切割属于热切割方法之一。激光切割时割炬与工件无接触，不存在工具的磨损。加工不同形状的零件，不需要更换“刀具”，只需改变激光器的输出参数。

实行激光玻璃切割应用两种方法：

一、熔融切割法：

利用玻璃处在软化的温度下具有较好的塑性和延展性，用聚焦的CO2激光或者紫外激光照射到软化的玻璃表面，激光具有的较高的能量密度会导致玻璃融化，然后用气流吹走熔融的玻璃，产生沟槽，从而实现玻璃的熔融切割。

二、裂纹控制法，这是一种常用的激光切割方法：

1、对玻璃表面进行激光加热，较高的能量会使该处的温度急剧升高，表面产生较大的压应力，但该压应力不会使玻璃产生破裂;

2、对该区域进行急剧的冷却，一般采用冷却气体或者冷却液，急剧的降温会使玻璃表面产生较大的温度梯度和较大的拉应力，这个拉应力会使玻璃表面沿着预定划线的方向开始破裂，实现玻璃的切割。