激光加工有機玻璃的激光機切割速度快、精度高，定位準確。可生產(chan) 工藝禮品、麵板鏡片機箱、模型玩具、廣告燈箱招牌展示用品、包裝盒等。

①切割效果好：切口不用火拋，非常光滑、光亮，沒有鋸齒紋，可一次性切割壓克力厚度20mm

②激光管質量好、壽命長：國產(chan) 機中最好的激光管，不但性能穩定，壽命也很長(約8~14個(ge) 月)，功率85W，包用半年

③整機性能卓越：可每天24小時連續不停機工作，台灣原裝導軌，精確耐用

④切割速度快：如用於(yu) 切割3mm厚度的壓克力板材

激光應用於(yu) 切割和焊接薄金屬板已有30年了，通過聚焦光束局部地加熱材料。這種方法靈活性好，經濟效益高，在很多工業(ye) 應用領域大放異彩。其實玻璃有比金屬更低的熱傳(chuan) 導，所以激光應該可以順理成章地應用於(yu) 玻璃的切割。事實上，一些公司早在70年代即開始發展成套係統，當時使用的是千瓦輸出功率水平的CO2激光器。但是，因為(wei) 功率水平高，對玻璃造成不容忽視的熱影響，以致融化局部材料，所以當時的激光切割技術難以保證整齊、平滑的切割邊緣，在許多應用場合中，仍然需要打磨切割邊緣。同時，當時CO2激光器的價(jia) 格非常昂貴，令人生畏。

激光引致分離

近來，一些工程人員和學者發現了應用較低功率的激光器使玻璃分離，同時不對玻璃造成融化等熱影響的玻璃切割方法。這種方法說來複雜，涉及細節技術很多，其基本原理是利用激光引致的應力使玻璃"分離"。期間，得益於(yu) 封離型CO2激光器技術的發展和成熟，激光切割玻璃技術更顯得經濟、實用。

在我們(men) 的研究中，使用平均輸出功率為(wei) 150W的CO2激光器(Coherent公司的K-150型)，通過聚焦光路在玻璃表麵形成橢圓型的聚焦點，橢圓的聚焦焦點保證了激光能量在切割線兩(liang) 側(ce) 的均勻的和最優(you) 化的分布。玻璃強烈地吸收10.6微米的激光，所以幾乎所有的激光能量都被玻璃表麵15微米吸收層所吸收，相對玻璃表麵移動激光光點形成所需的切割線。選擇合適的移動速度，保證既有足夠的激光熱量在玻璃上形成局部的應力紋樣分布(設定的切割線)，同時又不會(hui) 將玻璃融化。

激光切割中另一個(ge) 關(guan) 鍵部件是淬火氣(水)嘴，隨著激光光點的移動，淬火氣(水)嘴將冷空氣(水)吹到玻璃表麵，對受熱區域進行快速淬火，玻璃將沿著應力最大的方向產(chan) 生斷裂，從(cong) 而將玻璃沿著設定的方向分離。

需要說明的是，為(wei) 了引發玻璃產(chan) 生斷裂，需要首先用機械法在切割線的起點劃出微小的起始裂痕。

選擇不同的激光功率、光點掃描速度等加工參數，應力引致的斷裂深度可達100微米到數毫米，意味著使用激光法可一步切割深度為(wei) 100微米到數毫米的玻璃。

因為(wei) 這個(ge) 過程依賴於(yu) 熱致機械應力，斷裂深度和切割速度與(yu) 材料本身的膨脹係數很有關(guan) 係。一般說來，適用於(yu) 激光法進行切割的玻璃的膨脹係數最小應為(wei) 3.2x10-6K-1，所幸的是，多數普通玻璃都滿足這個(ge) 要求。

與(yu) 傳(chuan) 統的機械切割法相比，這種新的方法有幾個(ge) 重要的優(you) 點。首先，這是一步即可完成的、幹燥的加工過程。邊緣光滑整齊，不需要後續的清潔和打磨。並且，激光引致的分離過程產(chan) 生高強度、自然回火的邊緣，沒有微小裂痕。使用這種方法，避免了不可預料的裂痕和殘破，降低了次品率，提高了產(chan) 量。

邊緣質量

定性地描述在一張1.5毫米厚的玻璃片上三個(ge) 不同的切痕之間的動態差異。玻璃切割的邊緣幹淨沒有裂片和裂痕，不需要後續處理工序。因為(wei) 激光是非接觸工具，沒有工具的磨損問題，從(cong) 而可保證持續、均勻的切割厚度和邊緣質量。作為(wei) 比較，3(b)顯示了使用金屬輪進行切割的邊緣，可以看到沿著切割線存在各種殘餘(yu) 張力成份。3(c)是金剛石砂輪切割的結果，可看到很多微小的裂痕，對於(yu) 許多應用來說，需要打磨切割邊緣。

為(wei) 了定量地評價(jia) 邊緣質量，根據ISO3274，應使用Stylus輪廓測量儀(yi) 對激光切割的邊緣進行測量。權威測量顯示，平均粗糙度(Ra)小於(yu) 0.5微米。

邊緣強度

因為(wei) 邊緣質量優(you) 秀，以及加熱/淬火過程中的自然回火效應，激光切割的邊緣強度非常高。Jena的Otto-Schott-Insititut研究所根據DIN5230011參數做了獨立的測試，相關(guan) 數據已公開發布。采用這種新方法，與(yu) 機械法加工後又打磨的樣品相比，邊緣強度提高了30%左右。

厚度和切割速度

限製切割速度的有3個(ge) 因素：玻璃的厚度、材料的熱膨脹係數、以及激光器的輸出功率。在這個(ge) 測試中，我們(men) 使用150W輸出功率的CO2激光器切割a=7.2 x 10-6、厚度為(wei) 1.1mm的玻璃，直線切割，速度為(wei) 500mm/秒。作為(wei) 比較，硬質金屬輪切割同樣厚度同種玻璃的速度可達1500mm/秒。但是，即使是在注重速度的應用中，這種差異也將被激光切割所帶來的經濟性和質量優(you) 勢所彌補。同時，我們(men) 都相信，進一步的加工過程優(you) 化以及采用更高輸出功率的激光器進行切割都會(hui) 容易地將加工速度提高2至3倍。

曲線切割

因為(wei) 裂痕是精確地沿著激光光束所劃出的痕跡,激光引致的分離可以切劃出非常精確的曲線圖案。事實上，我們(men) 所做的實驗也證明了無論直線或是曲線，激光切割都能連續地、精確地完成設定圖案，重複性可達+50μm。所以激光可以進行曲線和三維圖形的精確切割。

應用

長遠來說，激光引致的分離技術將在許多玻璃的切割應用中取代機械法。近期，激光切割已在下述的三個(ge) 應用領域中顯示強大的技術優(you) 勢，它們(men) 是：CRTS，平板顯示，以及汽車的風擋玻璃等的切割等。

有些應用需要對玻璃進行特殊的後續處理，比如，某些安全玻璃元件須經溫度硬化處理，以及多數帶矽鍍層的平板顯示器元件必須經過溫度退火等。激光引致分離法也配合這些特殊的後處理，我們(men) 用激光法切割了100個(ge) 4mm厚的玻璃片，在特殊熱處理過程中，沒有一片被破壞。