Le verre, en tant que matériau industriel important, est utilisé dans de nombreuses industries de l'économie nationale, telles que l'électroménager, les sanitaires, la décoration, l'électronique, l'artisanat, l'optique, la construction, l'automobile, l'industrie photovoltaïque, etc. micromètres de petits filtres optiques, d'écrans plats pour ordinateurs portables et de panneaux de verre aussi grands que de grande taille utilisés dans les domaines de la fabrication à grande échelle tels que l'automobile, le photovoltaïque et les industries de la construction.
Le verre, en tant que matériau généralement fragile, présente des difficultés importantes lors du traitement. Traditionnellement, le verre est coupé à l'aide d'outils en carbure ou en diamant, et le processus de coupe est divisé en deux étapes. Tout d'abord, une pointe de diamant ou une meule au carbure est utilisée pour créer une fissure dans la surface du verre; ensuite, des moyens mécaniques sont utilisés pour fendre le verre le long de la ligne de fissure.
Le traçage et la découpe à l'aide de cette méthode présentent un certain nombre d'inconvénients; l'enlèvement de matière entraîne la création de copeaux, de fragments et de microfissures qui dégradent la résistance des bords coupés, nécessitant un processus de nettoyage supplémentaire. Les fissures profondes du processus ne sont généralement pas perpendiculaires à la surface du verre car les lignes de séparation créées par les forces mécaniques ne sont généralement pas perpendiculaires, et la perte de rendement due à l'application de forces mécaniques au verre mince est également un facteur négatif.
Ces défauts peuvent être améliorés en utilisant du verre sans contrainte et en optimisant davantage le processus utilisé pour le fractionnement. Cependant, il n'est toujours pas possible d'éviter complètement la contradiction systématique entre les lignes de coupe verticales et la prévention des éclats/fissures de bord. Le développement de la technologie laser offre une solution à ces problèmes de qualité.
Contrairement aux outils de coupe mécaniques conventionnels, l'énergie d'un faisceau laser coupe le verre sans contact. L'énergie chauffe une partie spécifique de la pièce à usiner à une température prédéfinie. Ce processus de chauffage rapide est immédiatement suivi d'un refroidissement rapide, qui crée une bande de contrainte orientée verticalement dans le verre, entraînant une fissure dans cette direction sans copeaux ni fissures. Étant donné que la fissure n'est causée que par la chaleur et non par des raisons mécaniques, aucun copeau ou microfissure n'apparaît.
Les bords découpés au laser sont plus résistants que les méthodes conventionnelles de rainurage et de fractionnement, et le besoin de finition est réduit ou éliminé. De plus, l'apparition de bris de verre peut être complètement évitée.
Dans le cas de la découpe au laser, la surface du verre est entaillée par le chauffage et le refroidissement ultérieur du faisceau laser d'environ 10 mm et le verre peut alors être fendu dans la direction de l'entaillage. Étant donné que la technologie laser ne produit aucun fragment de verre, les bavures courantes et la faible résistance des bords coupés sont évitées, et les processus de polissage et de ponçage ultérieurs ne sont plus nécessaires. De plus, le verre traité par ce moyen est jusqu'à trois fois plus résistant aux éclats que le verre fendu par les méthodes conventionnelles. Pour des épaisseurs de verre allant jusqu'à 20 mm, il est possible de découper toute la pièce en une seule étape. Le fendage et le polissage, le meulage et le rinçage ultérieurs ne sont plus nécessaires. La résistance des bords coupés peut être mesurée au moyen du test de flexion standardisé à quatre points de la norme DIN-EN 843-1. Un morceau de verre est fixé sur deux rouleaux, et sur la surface supérieure du verre, deux rouleaux supplémentaires sont utilisés pour générer la force de flexion requise, sous laquelle le verre peut être divisé en deux parties. Le test a été répété environ 100 fois pour obtenir des valeurs statistiques appropriées et fiables pour la possibilité de séparation.
Dans la plupart des cas, la découpe au laser est le choix pour les processus de découpe du verre à grand volume. Les avantages sont une vitesse et une précision élevées, ainsi qu'un paramétrage simple. Cependant, lorsque de nombreuses lignes différentes doivent être découpées et que le temps de traitement est suffisant, la découpe monolithique est une méthode plus intéressante en raison de son refroidissement à sec et de l'absence d'étapes de découpe supplémentaires. Dans les deux cas, un bord de coupe de haute qualité est produit. On voit que la découpe laser du verre est parfaitement adaptée pour gagner du temps et en même temps apporter une augmentation de la qualité de traitement.
Transférer une technologie nouvelle et éprouvée dans une ligne de production à haut volume pour des produits de haute technologie n'est pas une tâche facile. Du point de vue du client, avant la mise en œuvre, la technologie doit être une solution automatisée, fiable, non seulement éprouvée, mais également considérée comme économique. En pratique, l'application de technologies innovantes n'est efficace que dans deux situations : le lancement d'un nouveau produit nécessite de nouveaux moyens de production pour réaliser les fonctionnalités innovantes ou pour réduire les coûts de production en réduisant le nombre d'étapes de transformation, ou la production existante rencontre des difficultés économiques. des pressions qui doivent être atténuées par une énorme amélioration des méthodes de production.
Dans l'industrie des écrans plats, il a fallu cinq ans pour que le déploiement de la technologie de découpe laser trouve sa place dans la chaîne de production, à condition qu'elle ait subi des milliers d'heures de vérification d'application sur de nombreuses lignes de traitement. Il est maintenant souvent envisagé pour la production de nouveaux produits où il y a un risque de bris de verre, ou dans l'industrie électronique pour la fabrication de produits mobiles de communication contenant du verre, ou d'autres produits où il y a des pièces fragiles contenant du verre mince, comme des capteurs , écrans tactiles ou boîtiers en verre.
Le traitement est souvent effectué dans des environnements sans poussière, comme dans l'industrie biochimique, car ceux-ci sont très sensibles aux particules générées par les étapes de coupe ou de broyage conventionnelles. Par exemple, des matériaux de substrat recouverts de codes ADN (codes-barres biochimiques) ou des matériaux découpés au laser en feuilles sont utilisés pour les tests de produits. Pour la technologie de découpe laser, les secteurs d'application les plus prometteurs sont actuellement l'industrie de l'électroménager, l'industrie sanitaire, l'industrie solaire et l'industrie automobile.
Tout comme la technologie laser s'est développée au fil des ans dans l'industrie de la transformation des métaux, la technologie de découpe laser pour le traitement du verre continuera d'évoluer ; la technologie sera utilisée dans une large gamme d'applications pour différents produits, remplaçant les moyens traditionnels.
En tant que technologie innovante, la découpe laser sera davantage utilisée à l'avenir dans de nombreuses industries du verre telles que l'électroménager, le sanitaire, la décoration, l'électronique, l'artisanat, l'optique, la construction, l'automobile, le photovoltaïque et bien d'autres. En plus de la découpe au laser du verre, il existe de nombreuses autres technologies de traitement au laser du verre qui sont déjà promues et appliquées, telles que le perçage et le chanfreinage, ainsi que l'élimination du revêtement.
