Laserowe cięcie szkła – poradnik

Zostań Partnerem CNC

Laserowe cięcie szkła.

Szkło jest materiałem chętnie wykorzystywanym przez projektantów, designerów, inżynierów, architektów i twórców z wielu najróżniejszych dziedzin. Z roku na rok zyskuje też coraz większą popularność: w sztuce, architekturze, budownictwie. Dzieje się tak za sprawą szybkiego rozkwitu coraz bardziej zaawansowanych technologii, które pozwalają na jego szersze zastosowanie. Oferujemy profesjonalne laserowe cięcie szkła.

Materiał ten towarzyszy człowiekowi od zarania dziejów. Dawniej wykorzystywany był głównie jako element dekoracyjny, ekskluzywny, miał na celu ozdobienie wnętrza i dodanie mu szyku, stylu, gustowności, elegancji i luksusu. Dziś jednak coraz częściej wchodzi do przestrzeni użytkowej – trudno jest znaleźć obecnie nowoczesną galerię, centrum wystawowe, muzeum, apartament, hotel, restaurację, salon jubilerski, gabinet lekarski, kosmetyczny czy lotnisko bez szklanego wykończenia. Materiał ten jest wykorzystywany nie tylko w inspirujących i zachwycających aranżacjach wnętrz, ale też i całych struktur. Szklane konstrukcje na stałe wpisały się w krajobraz biurowców czy współczesnego budownictwa. Szkło wpływa na charakter wnętrza, dodaje walorów estetycznych, kreacyjnych, zwiększa ergonomię przestrzeni, poprawia funkcjonalność, bez utraty wysokich parametrów świetlno-energetycznych.

Szkło jest materiałem uniwersalnym, ponadczasowym, doskonale współgrającym i tworzącym spójne kompozycje z najróżniejszymi innymi materiałami – jak: drewno, kamień, metal – a przy okazji i ekologicznym, bez problemu poddającym się recyklingowi. Wiele gałęzi przemysłu – w tym: branża motoryzacyjna, budowlana, chemiczna – z powodzeniem wykorzystują szklaną stłuczkę. Co więcej, szkło powszechnie wykorzystywane jest także w budownictwie pasywnym, wspomagając i usprawniając proces nagrzewania pomieszczeń oraz pozwalając na zmniejszenie zużycia energii elektrycznej, potrzebnej do oświetlenia wnętrz.

W produkcji wyświetlaczy (jako substrat nośny) oraz szkła ochronnego używa się niezwykle odpornego na niszczenie szkła utwardzanego termicznie. Hartowanie zmniejsza bowiem ryzyko powstawania zadrapań i uszkodzeń szklanej powierzchni. Aby zmniejszyć masę i umożliwić smukłą konstrukcję smartfonów, produkuje się coraz cieńsze wyświetlacze. Obecnie cięcie laserowe jest jedynym ochronnym i elastycznym procesem cięcia chemicznie hartowanych szkieł, pozwalającym zachować wysoką odporność na pęknięcia. Szkło po zahartowaniu, cięte laserowo, ma doskonałą jakość krawędzi. W przeciwieństwie do obróbki mechanicznej laserowe cięcie szkła – bezdotykowe, bez zadrapań – stosowane może być także dla geometrii dwu- oraz trójwymiarowych. Laser pikosekundowy to naprawdę idealne, optymalne narzędzie!

Pomimo tego, że szkło postrzega się jako materiał kruchy i delikatny, nowoczesne metody produkcji i obróbki – hartowanie, laminowanie, zbrojenie – umożliwiają „wzmacnianie” szklanych tafli tak, by były one wytrzymałe, trwałe i przede wszystkim bezpieczne dla użytkowników. 

Niestety laserowe cięcie szkła nie nadaje się do każdego rodzaju szkła.

Czym jest laserowe cięcie szkła?

Szkło, jak i wiele innych materiałów, można poddać z powodzeniem i znakomitymi rezultatami laserowej obróbce, między innymi poprzez laserowe cięcie szkła. Laserowe cięcie szkła jest najpopularniejszą techniką cięcia termicznego, stosowanego w przemyśle. Laserowe cięcie szkła jest procesem, w którym energia wiązki laserowej padającej na powierzchnię obrabianego materiału powoduje stopienie, stopienie i spalenie, bądź odparowanie ciętego materiału. W przemyśle stosuje się głównie układy cięcia automatycznego i zrobotyzowanego ze sterowaniem numerycznym oraz możliwością cięcia trójwymiarowego. Aby uzyskać jak najwyższą jakość cięcia, wymagany jest prawidłowy dobór parametrów lasera i rodzaju cięcia do danego materiału poddawanego obróbce. Promieniowanie może być generowane w trybie ciągłym albo impulsowym, zależnie od konstrukcji urządzenia.

Wymagana gęstość mocy promieniowania laserowego w procesie cięcia mieści się w zakresie 104–106 W/mm2, w zależności od rodzaju ciętego materiału. Przy zachowaniu tych zależności w trakcie procesu następuje całkowite topienie i odparowywanie ciętego materiału w szczelinie cięcia. Wiązka laserowa działa jako liniowe źródło energii cięcia, przetapiając materiał na całej grubości. Ważna jest także polaryzacja wiązki, wpływająca na sprawność procesu cięcia oraz jakość krawędzi cięcia. W zależności od konstrukcji lasera możemy mieć do czynienia z polaryzacją liniową, eliptyczną, kołową, a także losową. Przy polaryzacji liniowej i eliptycznej jakość cięcia zależna jest od kierunku cięcia, z kolei polaryzacja kołowa gwarantuje jednakową jakość cięcia w każdym kierunku i najczęściej stosowana jest w wykrawarkach laserowych.

Laserowe cięcie szkła wykorzystuje ultrakrótkie impulsy laserowe, gwarantujące wysoką jakość cięcia. Dzięki bezkontaktowej obróbce oraz wysokiej, idealnej wręcz precyzji, nie ma tu do czynienia z problemem mikropęknięć i ukruszeń na krawędziach, co daje gładką powierzchnię i większą wytrzymałość mechaniczną elementów. Dzięki użyciu laserów wycinać można dowolne kształty: zarówno płaskie elementy, jak i komponenty o skomplikowanej geometrii i zakrzywionych płaszczyznach.

Laserowe cięcie szkła: przewaga laserów nad cięciem mechanicznym.

Lasery mają znaczną przewagę nad konwencjonalnymi, mechanicznymi procesami cięcia, ponieważ przy tych ostatnich można używać tylko bardzo niewielkich prędkości, aby uniknąć uszkodzeń strukturalnych wskutek mikropęknięć i naprężeń materiału. Ponadto w tradycyjnych procesach mamy do czynienia ze zużywaniem się komponentów mechanicznych, co wymaga systematycznej konserwacji, aby zagwarantować niezmiennie dobrą jakość komponentów produkcyjnych. Lasery są szybkie i nie ma przy nich konieczności zamartwiania się o części zapasowe. Kolejnym ważnym czynnikiem na plus jest tu też fakt, że bezkontaktowe laserowe cięcie szkła eliminuje zanieczyszczenie szkła pomocniczymi materiałami obróbkowymi (chłodziwo obróbkowe, środki chłodzące), względnie drobinami szkła odpryskującymi przy rozkroju kontaktowym. Dlatego też ta nowoczesna technologia, jaką jest laserowe cięcie szkła, idealnie nadaje się do obróbki delikatnych wyrobów szklanych i można ją z powodzeniem stosować w procesach produkcyjnych podatnych na oddziaływanie czynników zewnętrznych. Wysoka jakość obróbki krawędzi, bez obecności odprysków i mikropęknięć, pozwala na dwukrotne zwiększenie wytrzymałości szklanych elementów budowlanych. Ograniczenie mechanicznych uszkodzeń to również ograniczenie do minimum strat produkcyjnych.

Od czego zależy jakość cięcia laserowego?

Jakość laserowego cięcia w bezpośredni sposób zależna jest od parametrów procesu, takich jak: 

Poza wyżej wymienionymi parametrami wpływ na dokładność cięcia – wysoki stopień utrzymywania wymiarów ciętych elementów konstrukcyjnych – ma dokładność prowadzenia wiązki laserowej w połączeniu ze stabilną obrabiarką do cięcia, o dobrej jakości, dużej odporności na drgania i wysokiej powtarzalności. Ważną wytyczną są także właściwości ciętego materiału, przede wszystkim takie jak: absorpcja i przewodność cieplna.

Oprócz urządzenia laserowego bardzo ważny jest optymalny układ prowadzenia promienia. Układ prowadzenia promienia także wzdłuż osi promienia jest przykładem najnowszych osiągnięć technologii optycznych, pozwalających na optymalną prędkość procesu i związaną z tym ekonomiczność cięcia szkła. Klasyczny, niemodyfikowany promień lasera swoją największą intensywność osiąga w ognisku, a to oznacza, że będzie ona znacznie wyższa od tej, która wymagana jest do odparowania materiału. W ten sposób marnowane jest dużo energii. Głównym założeniem układu prowadzenia jest znalezienie optymalnego rozdziału intensywności promienia, co pozwoli poprawić efektywność procesu. Zamiast skupiać większość intensywności na bardzo małej przestrzeni w ognisku promienia, intensywność jest równomiernie rozdzielana wzdłuż całej osi promienia, pozwalając przy tym osiągnąć maksymalną efektywność. W ten sposób podnieść można posuw promienia lasera – a przy okazji i ekonomiczność procesu – o kilka rzędów wielkości, aż do poziomu 1 metra na sekundę i więcej. Krótko mówiąc: odpowiedni dobór parametrów lasera – takich jak na przykład: energia impulsu, czy współczynnik nakładania i powtarzalności impulsu – pomaga zapobiec powstawaniu mikropęknięć, eliminując przy okazji konieczność pracochłonnego wykańczania.

Do czego można wykorzystać szkło cięte laserowo?

Kiedy z uwagą rozejrzymy się wokół, spostrzeżemy, jak wiele elementów wokół nas mogło zostać obrobione przy użyciu technologii laserowej. Jakie branże i dziedziny przemysłu, produkcji, biznesu, życia codziennego wykorzystują laserowe cięcie szkła?

Są to między innymi:

Laserowe cięcie szkła – zalety oraz wady.

Laserowe cięcie szkła ma wiele zalet, dużo mniej wad. Co do nich zaliczamy?

Zalety:

Do wad zaliczyć należy przede wszystkim wysoki koszt inwestycyjny, specjalne wymagania dotyczące jakości powierzchni ciętych materiałów oraz fakt, że do obsługi tych specjalistycznych urządzeń potrzebny jest wykwalifikowany, przeszkolony personel, umiejący korzystać z pełni możliwości, jakie oferuje ta technologia.

Tutaj z pomocą przychodzimy jednak my. Nie musisz posiadać branżowej wiedzy ani sektorowego parku maszynowego. U nas zlecisz wykonanie pojedynczych sztuk, całych serii lub wyrobów gotowych. Jednym zleceniem skontaktujesz się z firmami z całego kraju, a oni wrócą do Ciebie z ofertami. Wyprodukują na Twoje zlecenie, a Ty sprzedasz dalej. Wypróbuj nasze wspólne możliwości już dziś, a będziesz zadowolony.

Laserowe cięcie szkła jest jedną z najszerzej rozpowszechnionych technologii cięcia termicznego. Zastosowanie silnie skoncentrowanej wiązki laserowej pozwala na precyzyjne i bardzo szybkie wykonywanie elementów także tam, gdzie inne metody sobie nie radzą – i to zarówno w produkcji jednostkowej, jak i seryjnej. Prawidłowy dobór parametrów pozwala na uzyskanie zachwycająco gładkich krawędzi, niewymagających żadnej innej obróbki, przez co znacznie skraca się też czas pracy. Z tego powodu obserwowany jest ciągły wzrost zainteresowania cięciem laserowym. Firmy mające w swoim parku maszynowym urządzenia umożliwiające tenże rodzaj obróbki stoją więc na wygranej pozycji w wyścigu o zadowolenie klienta. Ci, którzy nie dysponują laserowymi urządzeniami, a mają pomysł na biznes lub po prostu potrzebę skorzystania z takich usług – mają do dyspozycji naszą platformę. Ciągły rozwój technologii, uzyskiwanie coraz to krótszej fali promieniowania, poszerza też obszar zastosowania o całkiem nowe materiały. Z której strony nie patrzeć – lasery to urządzenia przyszłości, o niesamowitym potencjale!