玻璃是一種重要的產(chan) 業(ye) 材料，應用在國民經濟的諸多行業(ye) ，如汽車業(ye) 、建築業(ye) 、醫療、顯示器、電子產(chan) 品等，小到幾微米的小型光學過濾器、筆記本電腦平板顯示器的玻璃襯底，大到汽車業(ye) 或建築業(ye) 等大規模製造領域所用的大尺寸的玻璃板。

玻璃顯著的特點是硬脆性，給加工帶來很大的困難。傳(chuan) 統的玻璃切割手段采用硬質合金或金剛石刀具，被廣泛地用於(yu) 許多應用當中，其切割流程分為(wei) 兩(liang) 個(ge) 步驟。首先玻璃被用金剛石刀尖或硬質合金砂輪，在玻璃的表麵產(chan) 生一條裂紋；之後，第二步就是采用機械手段將玻璃沿著裂紋線分割開。

然而，采用該方法進行劃刻和切割存在著一些缺陷。材料的去除會(hui) 導致碎屑、碎塊和微裂痕的產(chan) 生，使切割邊緣的強度降低，從(cong) 而需要再進行一道清理工序。由此工藝帶來的深裂紋通常不會(hui) 垂直於(yu) 玻璃表麵，原因在於(yu) 機械力所生成的分割線一般是非垂直的。而且，機械力作用於(yu) 薄玻璃帶來的產(chan) 量損失也是一個(ge) 負麵因素。

以上這些缺陷能通過采用無應力玻璃以及進一步優(you) 化用於(yu) 分割的工裝得到改善。然而，對於(yu) 垂直切割線和防止邊緣碎屑／裂紋之間的係統性矛盾來說，要想完全避免仍不可能。激光技術的發展為(wei) 這些質量問題帶來了解決(jue) 方案。

激光劃線和分割

與(yu) 傳(chuan) 統的機械切割工具不同，激光束的能量以一種非接觸的方式對玻璃進行切割。該能量對工件的指定部分進行加熱，使其達到預先定義(yi) 的溫度。該快速加熱的過程之後緊接著進行快速冷卻，使玻璃內(nei) 部產(chan) 生垂直向的應力帶，在該方向出現一條無碎屑或裂紋的裂縫。因為(wei) 裂縫隻因受熱而產(chan) 生，而非機械原因而產(chan) 生，所以不會(hui) 有碎屑和微裂紋出現。因此，激光切割邊緣的強度同傳(chuan) 統劃刻和分割方式相比是要更強的。精加工的需要也得到降低或根本不需要。另外，對出現玻璃碎塊的狀況也可完全避免。

對於(yu) 激光劃刻來說，在激光束的加熱及隨後的冷卻過程作用下，玻璃表麵被劃出一條深度大約為(wei) 10mm（玻璃厚度的約10％）。玻璃隨後能沿著劃刻的方向被分割開來。因為(wei) 該技術不產(chan) 生任何玻璃碎塊，切割邊緣常見的毛邊和低強度也得到了避免，後續的拋光和打磨的工序也不再需要了。更重要的是，相對傳(chuan) 統方法分割的玻璃來說，經該手段加工的玻璃其耐碎度高達三倍。對於(yu) 厚度在5mm至1mm之間的玻璃，即使是隻用一步完成整體(ti) 的切割也是可能的。分割以及後續的拋光、打磨、衝(chong) 洗等步驟不再需要。切割邊的強度能通過來自DIN－EN 843－1的標準化四點彎曲測試得到測量。一塊玻璃被固定在兩(liang) 隻滾輪上，在玻璃上表麵通過另兩(liang) 個(ge) 滾輪被用來產(chan) 生所需的折彎力，在該作用力下玻璃能被分裂為(wei) 兩(liang) 部分。該測試被重複大約100次，從(cong) 而得到合適的關(guan) 於(yu) 分割可能性的可靠統計值。

在大多數情況下，激光劃線和切割是大批量加工的選擇。其優(you) 勢在於(yu) 很高的加工速度、高精度，以及簡單的參數設置。然而，在切割許多不同的線條和加工時間足夠的情況下，整體(ti) 切割是一種更有吸引力的方法，因其具有幹式冷卻方式並且沒有附加的切割步驟。在這兩(liang) 種情況下都會(hui) 產(chan) 生高質量的切割邊緣。可見如果采用激光切割玻璃，完全能夠在節省時間的同時，帶來加工質量的提高。

激光切割玻璃技術用途

將一項全新且成熟的技術移植到大批量生產(chan) 線中，用於(yu) 加工高科技產(chan) 品並非易事。從(cong) 客戶的角度來說，在實施之前，該技術必須是一項自動化的、可靠的解決(jue) 方案，不僅(jin) 得到了充分證明，而且考慮到了經濟性。實際操作中，創新技術的應用隻在兩(liang) 種情況下有效：新產(chan) 品的推出需要新的生產(chan) 手段來實現創新特征或通過減少加工步驟來降低生產(chan) 成本，或者是現有的生產(chan) 遇到經濟壓力需要巨大的生產(chan) 方式改良來緩解。

在平板顯示器行業(ye) ，激光切割技術的推廣花費了五年時間才在生產(chan) 線中找到了自己的位置，前提是經曆了數千小時在許多加工線上的應用驗證。現在通常考慮用於(yu) 存在玻璃破碎危險的新產(chan) 品的生產(chan) ，或者在電子行業(ye) 中用於(yu) 裝有玻璃的通訊移動產(chan) 品的製造，或者其他存在包含薄玻璃易碎部件的產(chan) 品，如傳(chuan) 感器、觸控板或玻璃外殼。

加工通常在潔淨室中進行，正如生化行業(ye) 一樣，因為(wei) 這些都是對傳(chuan) 統切割或磨削步驟產(chan) 生的微粒非常敏感的。例如，覆蓋了DNA代碼（生化條碼）的基底材料或被激光切割成片的材料用於(yu) 產(chan) 品測試。對於(yu) 激光切割技術來說，下一個(ge) 最具有潛力的應用行業(ye) 將是太陽能產(chan) 業(ye) 和汽車行業(ye) 。

正如激光技術在金屬加工行業(ye) 多年來的發展情況一樣，用於(yu) 玻璃加工的激光切割技術也將繼續發展；該技術將被廣泛應用在不同產(chan) 品的加工中，替代傳(chuan) 統的手段。然而，傳(chuan) 統的玻璃加工方法在今後還將保持其在大多數玻璃製品加工中的重要地位，一般來說在這些應用中對切割邊緣的加工質量要求不很高。

激光外形切割是一項創新技術，將會(hui) 在電子、汽車或建築行業(ye) 找到一席之地。除了激光切割玻璃之外，還有其他許多激光加工玻璃的手段都處在進一步開發和試驗階段，如鑽孔、倒角，以及塗層去除等。這些工藝要求不同種類的激光，如綠激光。