Особенности лазерного инструмента и обрабатываемого материала

Стекло - один из наиболее распространенных материалов, широко используемых практически во всех областях человеческой деятельности. Это обусловлено уникальными свойствами: прозрачностью в видимом диапазоне спектра, достаточной прочностью и возможностью использования в качестве конструкционного материала, стойкостью против воздействия окружающей среды и многих агрессивных сред, гибкой технологичностью, позволяющей относительно простыми средствами изготовлять изделия самой различной формы и назначения, гигиеничностью, эстетической привлекательностью и т. п. Поэтому стекло выпускается в крупных промышленных масштабах и его изготовлению, обработке и применению уделяется огромное внимание.

Особое место занимает стекло в электровакуумном производстве и приборостроении. Помимо перечисленных, в данном случае используются его превосходные вакуумные, электроизоляционные и теплоизоляционные свойства. Благодаря этому стекло очень широко используется для изготовления оболочек и конструктивных элементов электровакуумных и газоразрядных приборов, термометров и других измерительных устройств, в микроэлектронике, а также в технологическом оборудовании для производства указанных приборов.

Основными физическими свойствами стекла, предопределяющими методы его изготовления и обработки, являются хрупкость при нормальной температуре и высокая пластичность, плавно меняющаяся в широком диапазоне температур, начиная от температуры стеклования (размягчения). Следствием этих свойств являются основные методы обработки стекла: тепловая обработка в процессе формования изделий и сварки деталей в узлы, направленное нарушение прочности стекла с помощью тепловых, абразивных и твердосплавных инструментов с последующим его разламыванием по намеченному контуру и шлифовка с целью обеспечения высокой точности изготовления стеклянных изделий. Эти технологические процессы известны с древних времен и доведены в настоящее время до максимальной простоты и совершенства.

Научно-технический прогресс ставит перед промышленностью новые серьезные задачи, которые сводятся к повышению эффективности производства, улучшению качества продукции и увеличению производительности технологических процессов и оборудования. Решение этих задач в стекольной промышленности связано с серьезными трудностями, так как и тепловой, и механический методы обработки стекла базируются на искусстве рабочих и нередко сопровождаются технологией, недостаточно полно обеспеченной с инженерной точки зрения. По этим причинам используемые в промышленности методы обработки стекла являются в большой степени субъективными, трудно поддаются автоматизации и требуют широкого применения ручного труда, особенно при необходимости обеспечения высокой точности изготовления стеклянных изделий. Определенные перспективы в этом направлении открывает использование источников когерентного излучения - лазеров.

Лазерная резка стекла Лазерное излучение как технологический инструмент. Часть 1