Laserem indukovaná separační technologie
V poslední době se díky pokroku ve výkonu laseru na bázi oxidu uhličitého objevila ekonomická a praktická nová technologie laserového zpracování pro řezání skla. Inženýři a technici našli metodu řezání – pomocí laseru s nízkým výkonem oddělují sklo bez tavení a dalších tepelných efektů. Jedná se o laserem indukovanou separační technologii. Jeho základním principem je „oddělení“ skla pomocí napětí způsobeného laserem.
Bylo zjištěno, že při použití laseru s oxidem uhličitým s průměrným výstupním výkonem 150 wattů se zaostřením optické dráhy čočkou vytvoří na povrchu skla eliptické ohnisko, aby se zajistilo, že laserová energie vytvoří rovnoměrnou a optimální distribuce na obou stranách linie řezu. Vzhledem k absorpčním vlastnostem skla vůči laseru je téměř veškerá světelná energie absorbována 15 mikronovou plochou na povrchu skla. Přesunutím ohniska lze vytvořit požadovanou linii řezu. Pokud je zvolena vhodná rychlost pohybu, lze dosáhnout ideálního řezného efektu, který může plně řezat, aniž by došlo k roztavení okraje štěrbiny.
Technické detaily vyžadující pozornost
Aby mohlo dojít k rozbití skla, je třeba před řezáním mechanickou metodou nakreslit malou počáteční trhlinu v počátečním bodě linie řezu.
Klíčovou součástí laserového řezání je tryska zhášecího plynu. Když se zaostřovací světelný bod pohybuje, zhášecí plyn vhání studený vzduch do zahřáté oblasti povrchu skla tryskou a rychle jej zháší. Po takové úpravě se sklo rozbije ve směru maximálního napětí, tedy v předem nastaveném směru řezu, a nakonec dojde k oddělení skla podle řezné dráhy.
Liší se zvolený výkon laseru a rychlost skenování světelné skvrny a odlišná je i hloubka lomu způsobená napětím, která se pohybuje od 100 mikronů do několika milimetrů. Proto lze touto metodou najednou řezat sklo o tloušťce 100 mikronů až několik milimetrů. Kromě výkonu laseru a řezné rychlosti úzce souvisí hloubka lomu také s koeficientem roztažnosti samotného materiálu. Obecně řečeno, pro sklo řezané metodou laserem indukované separace by minimální koeficient roztažnosti měl dosahovat 3,2x10-6k-1. To není příliš vysoký práh, protože většina běžných brýlí tento požadavek splňuje.
Hlavní výhody laserem indukované separace
Ve srovnání s tradiční metodou mechanického řezání má metoda laserem indukované separace několik vynikajících výhod. Za prvé, řezání může být dokončeno v jednom kroku a proces řezání je suchý bez řezné kapaliny; Za druhé, hrany broušeného skla jsou hladké a čisté, bez následného čištění a leštění; Laserem indukovaný separační proces navíc vytváří vysoce pevné, přirozeně temperované hrany, které nevytvářejí drobné praskliny; Nakonec se k řezání skla používá laserem indukovaná separační metoda, která zabraňuje neočekávaným prasklinám a rozbití, snižuje míru defektů a účinně zlepšuje výstup a kvalitu.