玻璃切割
2023.12.21
玻璃切割（Glass Cutting）是一种在玻璃材料上精确形成切口的关键技术，它在众多领域中发挥着重要作用。这项技术不仅需要保持切口的直线性，还要尽量减少材料的损耗。通常，玻璃切割涉及在玻璃表面划出一条薄弱线，然后通过施加压力使玻璃沿该线断裂。虽然传统的玻璃切割方法，如使用金刚石刀片或硬质合金轮刀来划线，已被广泛应用，但这些方法可能产生不均匀的切口和不必要的材料损耗。这些局限性促使人们寻求更先进的解决方案。
近年来，激光技术在玻璃切割领域得到了广泛应用。激光切割玻璃的原理是使用高能量的激光束在玻璃表面产生足够的热量，以软化或融化玻璃，从而形成精确的切口。与传统的机械切割方法相比，激光切割可以实现更高的精度和更少的材料损耗。此外，激光切割还可以提供更平滑的切口边缘，减少后续加工的需求。
单条切割线 （A） 和多条切割线 （B） 的切割测试设置示意图。切口被放置在样品的边缘。这样就可以通过左侧壁上的光学显微镜检查结果
玻璃切割技术在建筑、汽车、消费电子和艺术领域有着广泛的应用。在建筑行业中，精确的玻璃切割技术用于制作窗户、门和幕墙，这些应用对玻璃的尺寸和形状有严格的要求。在汽车行业，玻璃切割用于制造汽车窗户和前挡风玻璃，这些汽车玻璃部件不仅需要符合安全标准，还要有良好的视觉效果。在消费电子产品中，如智能手机和平板电脑，精确的玻璃切割用于制作触摸屏和显示屏的玻璃覆盖。这些产品对玻璃的质量和精度有极高的要求，以确保良好的用户体验和设备性能。此外，玻璃切割在艺术品的制作中也非常重要，艺术家们利用这项技术创造出精美的玻璃作品，展示了玻璃切割在艺术领域的独特价值。
在玻璃切割领域，飞秒激光因其高精度和控制能力而变得越来越重要。飞秒激光可以在不产生热应力的情况下精确切割玻璃，这对于减少裂纹和断裂尤为重要。由于飞秒激光脉冲的持续时间极短，它能够在玻璃材料内部产生切割，而不在表面产生过多的热影响。这种技术的优势在于其能够实现精细的切割，无论是直线切割还是复杂的曲线切割。此外，飞秒激光切割可以减少或消除后续的加工步骤，如磨边或抛光，从而提高生产效率。飞秒激光切割技术特别适合于切割复杂形状或非常薄的玻璃材料，如智能手机屏幕或其他精密光学元件。在这些应用中，对切割精度的要求极高，任何微小的误差都可能影响最终产品的性能。飞秒激光的使用也为玻璃切割提供了更多的灵活性和设计可能性，使得设计师和工程师能够探索新的创新设计。
综上所述，玻璃切割技术在现代工业和艺术创作中发挥着至关重要的作用。随着飞秒激光技术的发展，玻璃切割的精度和效率得到了显著提升，为多个行业带来了新的可能性和改进。飞秒激光切割技术不仅提高了玻璃加工的质量，还为设计和制造过程带来了前所未有的灵活性和创新性。
参考文献：
（1）S. Stroj et al. "Ultrashort-pulsed laser separation of glass-silicone-glass substrates: influence of material properties and laser parameters on dicing process and cutting edge geometry." Applied Physics A, 127 (2020). https://doi.org/10.1007/s00339-020-04192-z.
（2）J. Sanabria et al. ">100-W 343-nm UV industrial femtosecond laser." , 11676 (2021). https://doi.org/10.1117/12.2579364.
（3）Jian-Guan Hua et al. "Laser-Induced Cavitation-Assisted True 3D Nano-Sculpturing of Hard Materials.." Small (2023): e2207968 . https://doi.org/10.1002/smll.202207968.
（4）Gong Chen et al. "Femtosecond-laser-enabled simultaneous figuring and finishing of glass with a subnanometer optical surface.." Optics letters, 47 15 (2022): 3860-3863 . https://doi.org/10.1364/ol.467413.
