טכנולוגיית הפרדה באמצעות לייזר
לאחרונה, הודות להתקדמות ביצועי הלייזר של פחמן דו חמצני, יצאה טכנולוגיית עיבוד לייזר חדשה חסכונית ופרקטית לחיתוך זכוכית. מהנדסים וטכנאים מצאו שיטת חיתוך - שימוש בלייזר בעל הספק נמוך כדי להפריד את הזכוכית ללא התכה והשפעות תרמיות אחרות. זוהי טכנולוגיית ההפרדה המושרה בלייזר. העיקרון הבסיסי שלו הוא "להפריד" את הזכוכית באמצעות הלחץ שנגרם מהלייזר.
נמצא כי באמצעות לייזר פחמן דו חמצני עם הספק ממוצע של 150 וואט, נוצרת מוקד אליפטי על פני הזכוכית על ידי מיקוד הנתיב האופטי דרך העדשה, על מנת להבטיח כי אנרגיית הלייזר יוצרת נקודת אחידה ואופטימלית. הפצה משני צידי קו החיתוך. בשל מאפייני הקליטה של זכוכית ללייזר, כמעט כל אנרגיית האור נספגת בשטח של 15 מיקרון על פני הזכוכית. הזזת הפוקוס יכולה ליצור את קו החיתוך הנדרש. כל עוד מהירות התנועה המתאימה מאומצת, ניתן להשיג את אפקט החיתוך האידיאלי, שיכול לחתוך במלואו מבלי להמיס את קצה החריץ.
פרטים טכניים דורשים התייחסות
על מנת לגרום לזכוכית להישבר, יש לצייר סדק ראשוני קטן בנקודת ההתחלה של קו החיתוך בשיטה מכנית לפני החיתוך.
מרכיב מרכזי בחיתוך לייזר הוא פיית הגז המכווה. כאשר נקודת האור המיקוד זזה, הגז המכווה נושף את האוויר הקר אל האזור המחומם של משטח הזכוכית דרך הזרבובית, ומכבה אותו במהירות. לאחר טיפול כזה הזכוכית תישבר בכיוון הלחץ המקסימלי, כלומר כיוון החיתוך שנקבע מראש, ולבסוף תממש את הפרדת הזכוכית לפי נתיב החיתוך.
עוצמת הלייזר שנבחרה ומהירות הסריקה של נקודת האור שונות, וגם עומק השבר הנגרם ממתח שונה, שנע בין 100 מיקרון לכמה מילימטרים. לכן בשיטה זו ניתן לחתוך זכוכית בעובי של 100 מיקרון עד כמה מילימטרים בבת אחת. בנוסף לעוצמת הלייזר ולמהירות החיתוך, עומק השבר קשור קשר הדוק גם למקדם ההתפשטות של החומר עצמו. באופן כללי, עבור הזכוכית החתוכה על ידי שיטת הפרדה המושרה בלייזר, מקדם ההתפשטות המינימלי צריך להגיע ל-3.2x10-6k-1. זה לא רף גבוה במיוחד, כי רוב המשקפיים הרגילים עומדים בדרישה הזו.
היתרונות העיקריים של הפרדה מושרה בלייזר
בהשוואה לשיטת החיתוך המכאני המסורתית, לשיטת ההפרדה המושרה בלייזר יש מספר יתרונות בולטים. ראשית, ניתן להשלים את החיתוך בשלב אחד, ותהליך החיתוך יבש ללא נוזל חיתוך; שנית, הקצוות של הזכוכית החתוכה חלקים ומסודרים, ללא ניקוי והברקה לאחר מכן; יתר על כן, תהליך ההפרדה המושרה בלייזר מייצר קצוות בעלי חוזק גבוה, מחוסמים באופן טבעי, אשר לא ייצרו סדקים זעירים; לבסוף, שיטת ההפרדה המושרה בלייזר משמשת לחיתוך הזכוכית, מה שמונע סדקים ושבירה בלתי צפויים, מפחית את שיעור הפגמים ומשפר למעשה את התפוקה והאיכות.