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玻璃激光切割应用的市场分析

来源:激光制造商情

关键词:玻璃激光切割 市场分析

2016-09-29

 星之球产业研究院

激光切割技术现已成为一种成熟的工业加工技术。金属是目前激光切割的主要对象,其它可以进行激光切割的材料还有塑料、陶瓷、硅片以及玻璃等。目前全球用于切割金属材料的激光切割设备约有几万台,而用于玻璃切割的激光设备包括实验室设备在内也不过只有几百台。实际上,早在20世纪70年代,关于激光切割玻璃的研究就已经展开。从原理上讲,玻璃对红外激光的吸收远比金属好,而且玻璃是热的不良导体,玻璃切割所需要的激光功率比金属要低得多,所以玻璃的激光切割技术应该比金属更早应用于工业生产。但玻璃的激光切割市场却一直没有发展起来。究其原因可能是因为玻璃的切割比较容易,传统的金刚石刀轮或硬质合金刀轮玻璃切割技术已经发展得很成熟,工艺简便且成本低廉,足以满足通常的玻璃切割的要求。

Manz激光玻璃切割

时至今日,玻璃的应用日益广泛,某些方面的应用对切割质量和切割成品率的要求非常严格,传统的玻璃切割技术已逐渐不能满足生产的要求。尤其在电子产品追求轻薄的趋势下,作为关键材料的玻璃基板亦朝向薄型化以及可挠性目标迈进。由于玻璃具有硬脆的物理特性,因此切割时如何不损伤玻璃基板以及切割后如何消除玻璃边缘缺陷,一直是各界极力突破部分。传统玻璃切割是以轮刀直接机械加工达到所欲分割的尺寸,然而轮刀切割最大的问题在于刀具的损耗,尤其面对具有高硬度之强化玻璃的切割,刀具损耗尤为严重;除此之外,机械式的切割方式会产生机械应力,进而造成材料边缘破损,并且随着基板厚度越来越薄,切割时所造成的各式裂纹快速增多,严重影响切割制程的品质及良率,因此切割后均须搭配后续磨边,以减少边缘裂纹;不过当厚度达0.2毫米以下之超薄玻璃时,由于素材相对脆弱,利用机械来切割或磨边的方式,将随着力量施予的作用范围过于狭小而难以有效控制,因此需逐渐导入激光制程来解决相关问题。

现在人们对玻璃的激光切割技术已经研究得很透彻,激光切割的优越性也逐渐为人们所认识。近年来已经出现了一些用于工业生产的玻璃切割设备,如德国Grenzebach公司的浮法玻璃在线激光切割设备;德国H2B公司的平板玻璃切割设备;美国FononDSS公司用于平板显示方面的玻璃激光切割设备等。

玻璃的激光切割技术与传统的切割技术相比具有很多的优越性,激光切割出来的玻璃边缘光滑、无横向微裂、无碎片,避免了在板材上出现划伤并且将玻璃破碎的可能性减小到最低程度。当激光技术用于浮法玻璃生产线的在线切割时,由于不需要二次掰边,所以原板玻璃的利用率得到了明显提高。运用激光技术切裁125mm厚的玻璃不会产生任何应力问题,也没有任何调节误差。此外,由于通过激光切割的玻璃耐断裂的强度较高,所以,在许多情况下不再需要对玻璃进行钢化处理。从应用的情况看,玻璃的激光切割技术可能将在平板显示、汽车玻璃和浮法玻璃生产等领域率先得到应用和推广。

至目前为止,玻璃的激光切割技术就不是什么新技术了,企业已实现了出色的切割效果。Novanta集团激光事业部在用 CO2 激光束实现无缝可控玻璃切割,以及其他易碎性材料的直线切割方面,已经获得数项专利。激光束玻璃切割采用可控玻璃开裂技术,并将加热与冷却相结合,不仅能实现高质量的切割边缘,还能尽可能地减少微裂问题。无缝激光玻璃切割步骤包括:用激光束加热玻璃表面;玻璃表层的压缩应力加大,但不损坏其表面;用冷却剂冷却切割线表面;温度的骤然变化使玻璃表面产生较高的张应力;最终在玻璃板上形成初裂。

玻璃加工企业是玻璃行业大家族中的重要成员。我国目前已形成了品种繁多、门类齐全的加工玻璃体系,玻璃加工企业有4000多家,玻璃加工率已达到22%左右。玻璃加工业的发展为国民经济建设作出了应有的贡献,满足了人民日益提高的生活水平的需要,而使用激光技术加工已成为行业的发展趋向。

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2014年,家电用彩晶玻璃面板需求保持稳定,业内人士粗略计算,家电外观装饰用彩晶玻璃面板的年产值约在30亿元左右,随着新装饰效果的推广以及更多家电品类导入彩晶玻璃设计元素,彩晶玻璃面板市场仍旧有很大上升空间。

随着各大城市饭店、宾馆及高级住宅的兴建,我国建筑采光体发展迅速,用有机玻璃挤出板制成的采光体,具有整体结构强度高、自重轻、透光率高、安全性能高等特殊优点,与无机玻璃采光照置相比较,具有很大的优越性。城镇化和工业化建设的推进,带动了我国玻璃产业的快速发展,信息科技、节能环保、绿色建筑、清洁能源等产业的繁荣对玻璃产品的性能提出了新的要求,整个行业有着广阔的发展空间。

就房地产行业的快速增长而言,国内住宅产品向着高端方向发展住宅的品质越来越成为消费者关注的重点。作为建筑外衣的一部分,玻璃幕墙、幕墙在高档住宅上显得非常重要。下游房地产新开工投资的回升也为平板玻璃提供市场支持,行业盈利水平有望得到一定程度改善,有利于玻璃产业的发展。

2016年是“十三五”开局之年,贯彻落实《中国制造2025》,工业转型升级迫在眉睫。目前国家围绕制造业创新中心建设、智能制造、工业强基、绿色制造和高端装备这五大领域实现创新,致力推动五大工程。总之,随着科技和经济的飞速发展,人们对生活水平和质量的要求越来越高。现代化、智能化、电子化的工作和生活设施逐渐涌入人们的视野,也给激光玻璃切割的市场带来了诸多的应用空间。玻璃作为一种脆性材料,质地均匀、透明度好、表面光滑、耐腐蚀,因此在科学研究与工农业生产中得到了广泛的应用。尤其是近年来,随着IT产业的迅速发展,液晶显示器和等离子体显示器等高科技电子产品应运而生,对玻璃制品切割质量的要求越来越高。玻璃的应用已经非常广泛,而切割玻璃又是其中比较关键的技术,由于激光激光束具有高亮度、高方向性、高单色性和高相干性,利用激光来切割玻璃相对传统方法具有无可比拟的优势,因此,激光在玻璃切割中将会扮演非常重要的角色,市场前景相当广阔。      (文/老牛)