يستخدم الزجاج ، باعتباره مادة صناعية مهمة ، في العديد من صناعات الاقتصاد الوطني ، مثل الأجهزة المنزلية ، والأدوات الصحية ، والديكور ، والإلكترونيات ، والحرف اليدوية ، والبصريات ، والبناء ، والسيارات ، والصناعات الكهروضوئية ، وما إلى ذلك. ميكرومتر من المرشحات الضوئية الصغيرة ، وشاشات العرض المسطحة للكمبيوتر المحمول ، وألواح زجاجية كبيرة الحجم تستخدم في مجالات التصنيع واسعة النطاق مثل السيارات ، والطاقة الكهروضوئية ، وصناعات البناء.
يمثل الزجاج ، باعتباره مادة هشة عادةً ، صعوبات كبيرة أثناء المعالجة. تقليديا ، يتم قطع الزجاج باستخدام أدوات كربيد أو الماس ، وتنقسم عملية القطع إلى خطوتين. أولاً ، يتم استخدام طرف ماسي أو عجلة طحن كربيد لإحداث صدع في السطح الزجاجي ؛ بعد ذلك ، يتم استخدام الوسائل الميكانيكية لتقسيم الزجاج على طول خط الكراك.
للكتابة والقطع باستخدام هذه الطريقة عدد من العيوب ؛ ينتج عن إزالة المواد تكوين رقائق وشظايا وشقوق دقيقة تقلل من قوة الحواف المقطوعة ، مما يستلزم عملية تنظيف إضافية. عادة لا تكون الشقوق العميقة الناتجة عن العملية متعامدة مع السطح الزجاجي لأن خطوط الفصل الناتجة عن القوى الميكانيكية تكون بشكل عام غير متعامدة ، كما أن فقدان المحصول بسبب تطبيق القوى الميكانيكية على الزجاج الرقيق هو عامل سلبي أيضًا.
يمكن تحسين أوجه القصور هذه باستخدام زجاج خالٍ من الإجهاد وتحسين العملية المستخدمة في التقسيم. ومع ذلك ، لا يزال من غير الممكن تجنب تمامًا التناقض المنهجي بين خطوط القطع العمودية ومنع تشققات / تشققات الحواف. يقدم تطوير تقنية الليزر حلاً لمشكلات الجودة هذه.
على عكس أدوات القطع الميكانيكية التقليدية ، فإن طاقة شعاع الليزر تقطع الزجاج بطريقة غير ملامسة. تسخن الطاقة جزءًا محددًا من قطعة العمل إلى درجة حرارة محددة مسبقًا. يتبع عملية التسخين السريع هذه على الفور تبريد سريع ، مما يؤدي إلى إنشاء نطاق ضغط موجه عموديًا داخل الزجاج ، مما يؤدي إلى حدوث تصدع في هذا الاتجاه بدون رقائق أو تشققات. نظرًا لأن الكراك ناتج فقط عن الحرارة وليس لأسباب ميكانيكية ، فلا تظهر أي رقائق أو شقوق صغيرة.
تعد حواف القطع بالليزر أقوى من طرق الفرز والتقسيم التقليدية ، كما تقل الحاجة إلى التشطيب أو يتم التخلص منها. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن تجنب حدوث الزجاج المكسور تمامًا.
في حالة القطع بالليزر ، يتم قياس سطح الزجاج بالتسخين والتبريد اللاحق لشعاع الليزر بحوالي 10 مم ويمكن بعد ذلك تقسيم الزجاج في اتجاه التسجيل. نظرًا لأن تقنية الليزر لا تنتج أي شظايا زجاجية ، يتم تجنب النتوءات الشائعة والقوة المنخفضة للحواف المقطوعة ، ولم تعد عمليات التلميع والصنفرة اللاحقة ضرورية. علاوة على ذلك ، فإن الزجاج الذي تتم معالجته بهذه الوسائل مقاوم للكسر بما يصل إلى ثلاث مرات أكثر من الزجاج المنفصل بالطرق التقليدية. بالنسبة للزجاج الذي يصل سمكه إلى 20 مم ، فمن الممكن قطع القطعة بأكملها في خطوة واحدة فقط. لم يعد الانقسام والتلميع اللاحق والطحن والشطف ضروريًا. يمكن قياس قوة الحواف المقطوعة عن طريق اختبار الانحناء القياسي بأربع نقاط من DIN-EN 843-1. يتم تثبيت قطعة من الزجاج على بكرتين ، ويتم استخدام بكرتين إضافيتين على السطح العلوي للزجاج لتوليد قوة الانحناء المطلوبة ، والتي يمكن تحتها تقسيم الزجاج إلى جزأين. تم تكرار الاختبار حوالي 100 مرة للحصول على قيم إحصائية مناسبة وموثوقة لإمكانية الانقسام.
في معظم الحالات ، يكون القطع بالليزر هو الخيار لعمليات قطع الزجاج بكميات كبيرة. المزايا هي السرعة العالية والدقة ، فضلاً عن تحديد المعلمات البسيط. ومع ذلك ، حيث يتم قطع العديد من الخطوط المختلفة ويكون وقت المعالجة كافيًا ، فإن القطع المتآلف هو طريقة أكثر جاذبية نظرًا للتبريد الجاف وغياب خطوات القطع الإضافية. في كلتا الحالتين يتم إنتاج حافة عالية الجودة. يمكن ملاحظة أن القطع بالليزر للزجاج مناسب تمامًا لتوفير الوقت وفي نفس الوقت يؤدي إلى زيادة جودة المعالجة.
إن نقل تقنية جديدة ومثبتة إلى خط إنتاج كبير الحجم للمنتجات عالية التقنية ليس بالمهمة السهلة. من وجهة نظر العميل ، قبل التنفيذ ، يجب أن تكون التكنولوجيا حلاً مؤتمتًا وموثوقًا ليس فقط مثبتًا جيدًا ، ولكن أيضًا يعتبر اقتصاديًا. من الناحية العملية ، لا يكون تطبيق التقنيات المبتكرة فعالاً إلا في حالتين: إطلاق منتج جديد يتطلب وسائل إنتاج جديدة لتحقيق الميزات المبتكرة أو لتقليل تكاليف الإنتاج عن طريق تقليل عدد خطوات المعالجة ، أو مواجهة الإنتاج الحالي اقتصاديًا الضغوط التي يجب تخفيفها من خلال التحسين الهائل في أساليب الإنتاج.
في صناعة شاشات العرض المسطحة ، استغرق طرح تقنية القطع بالليزر خمس سنوات لتجد مكانها في خط الإنتاج ، بشرط أن تكون قد خضعت لآلاف الساعات من التحقق من التطبيق في العديد من خطوط المعالجة. يُنظر إليه الآن في كثير من الأحيان لإنتاج منتجات جديدة حيث يوجد خطر كسر الزجاج ، أو في صناعة الإلكترونيات لتصنيع منتجات الاتصالات المتنقلة المحتوية على الزجاج ، أو غيرها من المنتجات حيث توجد أجزاء هشة تحتوي على زجاج رقيق ، مثل أجهزة الاستشعار أو لوحات اللمس أو العلب الزجاجية.
غالبًا ما تتم المعالجة في بيئات خالية من الغبار ، كما هو الحال في صناعة الكيمياء الحيوية ، حيث إنها حساسة جدًا للجزيئات الناتجة عن خطوات القطع أو الطحن التقليدية. على سبيل المثال ، تُستخدم مواد الركيزة المغطاة برموز الحمض النووي (الرموز الشريطية الكيميائية الحيوية) أو المواد التي تم تقطيعها بالليزر إلى صفائح لاختبار المنتج. بالنسبة لتقنية القطع بالليزر ، فإن قطاعات التطبيقات الواعدة حاليًا هي صناعة الأجهزة المنزلية وصناعة الأدوات الصحية وصناعة الطاقة الشمسية وصناعة السيارات.
تمامًا كما تطورت تقنية الليزر على مر السنين في صناعة معالجة المعادن ، ستستمر تقنية القطع بالليزر لمعالجة الزجاج في التطور ؛ سيتم استخدام التكنولوجيا في مجموعة واسعة من التطبيقات لمنتجات مختلفة ، لتحل محل الوسائل التقليدية.
كتقنية مبتكرة ، سيتم استخدام القطع بالليزر بشكل أكبر في المستقبل في العديد من الصناعات الزجاجية مثل الأجهزة المنزلية والأدوات الصحية والديكور والإلكترونيات والحرف اليدوية والبصريات والبناء والسيارات والطاقة الكهروضوئية وغيرها الكثير. بالإضافة إلى قطع الزجاج بالليزر ، هناك العديد من التقنيات الأخرى للمعالجة بالليزر للزجاج والتي يتم الترويج لها وتطبيقها بالفعل ، مثل الحفر والشطب ، وكذلك إزالة الطلاء.
