Laserbearbeitung auf Glas
Markierung und Lasergravur auf Glas
Glas ist aufgrund seiner Zerbrechlichkeit und schlechten Wärmeübertragung ein komplexes Material, das verarbeitet werden muss. Im Laufe der Jahre wurden diese Herausforderungen mithilfe spezieller Lasertechnologien angegangen und gelöst, die für diese schwierige Aufgabe geeignet waren.
Die mit Lasern auf Glas durchgeführten Prozesse reichen von ausschließlich ästhetischen und dekorativen Anwendungen, wie der Schaffung von Ornamentmotiven auf Glas und Spiegeln oder der 3D-Markierung im Inneren des Materials, bis hin zu funktionalen Anwendungen, die von der Markierung im Zusammenhang mit der Rückverfolgbarkeit von Produkten in der Pharma- und Lebensmittelindustrie reichen Welt, oder Schneiden, Bohren und Gravieren (Mustern) in Bereichen wie Unterhaltungselektronik, LCDs, medizinische Geräte, Telekommunikation. Eine weitere weit verbreitete Anwendung ist die Entfernung von Spuren auf Glasbeschichtungen, die in der Automobil-, Solar-, Medizin-, Bau- und Sensorwelt Anwendung finden.
Die für Glas typischerweise verwendeten Quellen sind UV-Quellen (Wellenlänge 355 nm, 266 nm) und grüne Quellen (532 nm). In den letzten Jahren kamen Ultrakurzpulslaser (Pikosekunden, Femtosekunden) hinzu, um auch die anspruchsvollsten Prozesse im Hinblick auf die Miniaturisierung des erwarteten Ergebnisses bewältigen zu können.
RFH Ultraviolett UV 355 nm Laserquelle Gravur Glas Mattierung
1) Glasdekoration
Diese Anwendungen sind in der grafischen Kunst weit verbreitet und basieren darauf
Jede Glasoberfläche reagiert auf den Laser mit einem Effekt der „Trübung“ des Materials, das der Graveur auf der Oberfläche hinterlässt. Normalerweise ist CO2 die beste Laserquelle für diese Anwendungen, was einen guten Kompromiss zwischen den Kosten und den erzielbaren Ergebnissen darstellt. Sogar UV-Quellen können verwendet werden, um feinere und präzisere Details zu erzeugen.
Die Laserbearbeitung ist mehr als 80 % schneller als Sandstrahlen und weist wesentlich einfachere und schnellere Rüstzeiten auf. Durch den Einsatz eines 3-Achsen-Galvo-Laserkopfes ist es außerdem möglich, den Arbeitsfokus des Lasers innerhalb von Materialien zu variieren und so einen 3D-Effekt innerhalb eines Glasobjekts zu erzielen.
Einige Beispiele für bearbeitbare Objekte sind: Parfümflakons, Flaschen, Gläser, Krüge, Geschirr, Rahmen, Spiegel, Vitrinen, Displays, Gadgets, verschiedene Dekorationen.
Marcatura-bicchieri2) Rückverfolgbarkeit
Die Rückverfolgbarkeit in kritischen Sektoren wie der Pharma- oder Lebensmittelindustrie ist für die Kontrolle der Produktionskette und des After-Sales-Bereichs von entscheidender Bedeutung.
Der Laser wird aufgrund seiner Flexibilität, Geschwindigkeit und Unlöschbarkeit häufig als Werkzeug zum Markieren von Codes, Seriennummern und Barcodes (QRcode, Datamatrix oder Barcode) auf Flaschen, Fläschchen oder Kolben verwendet.
In der Regel wird eine CO2-Laserquelle verwendet, die einen guten Kompromiss zwischen Prozessgeschwindigkeit und Markierungsqualität darstellt.
Durch das Lasermarkierungssystem entfällt außerdem die Notwendigkeit, Verbrauchsmaterialien zu verwenden, da die Maschine für entsprechende Wartungsarbeiten angehalten wird.
fiale3) Industrielle Verarbeitung
Bohren
Das Bohren von Glas ist eine offene Herausforderung, da der beim Laserbohren typische Nebeneffekt der Abschrägung des Lochs bei dieser Art von Material kritischer ist. Durch die Arbeitstemperatur können Risse und Mikrobrüche an der Vorderkante des Trägers entstehen, die auf lange Sicht zu strukturellen Problemen führen können.
Darüber hinaus besteht das Problem des Abblätterns der Austrittsfläche (Abplatzen), wenn der Strahl zwar das Material durchdringt, aber einen Teil der Oberfläche der Austrittskanten mit sich bringt.
Einige Methoden zur Vermeidung dieser nachteiligen Phänomene bestehen darin, das Loch mit minimaler Energie zu bearbeiten (um den thermischen Effekt zu reduzieren), zusätzliche Oberflächen unter dem Material zu verwenden, um am Auslass eine größere strukturelle Steifigkeit zu erzielen, oder das Teil mit reichlich dickem Material zu konstruieren und fügen Sie dann einen zweiten Läppvorgang hinzu, um die Auswirkungen von Absplitterungen zu beseitigen.
Die hierfür verwendeten Quellen sind UV-, UV- oder Ultrakurzpulslaser (Pikosekunden und Femtosekunden).
Einige Anwendungen des Glasbohrens finden sich: beim Bohren von Fläschchen und Flaschen im Pharmabereich, bei der Herstellung von Mikrochip-Masken für den Elektronikbereich und bei der Herstellung medizinischer Geräte zur Verwaltung von Mikroflüssigkeiten.
Microforatura Vetro
Schneiden
Auch das Schneiden bringt viele der beim Glasbohren beschriebenen Nebenwirkungen mit sich.
Um lineare oder kreisförmige Schnitte durchzuführen, werden häufig CO2-Quellen mit Strahlformern und mit Systemen zur Steuerung der thermischen Effekte auf der Oberfläche verwendet. Beispielsweise werden Düsen mit Mikro-Flüssigkeitsstrahlen verwendet, um die Oberfläche nach dem Durchgang des Lasers abzukühlen und so die Auswirkungen nachfolgender Mikrobrüche zu reduzieren und den Riss geschlossen und homogen zu machen.
Die Anwendungen des Laserschneidens von Glas sind vielfältig, von wissenschaftlichem Glas bis zum Schneiden und Formen der Enden optischer Fasern, von Anwendungen in der Elektronik und Sensorik bis hin zu medizinischen Geräten.
Esempio di Taglio VetroGravur
Die Lasergravur von Glas ist ein weit verbreiteter Vorgang und eine Alternative zu chemischen Ätzmethoden, die im Hinblick auf die Verwaltung aufwändiger und hinsichtlich der Ergebnisse weniger genau sind. Der Vorgang wird häufig im dekorativen Bereich oder bei der Verarbeitung von Substraten eingesetzt
