チップの発生を防ぐ：なぜ赤外線予熱がレーザーによるガラス切断において不可欠か
ガラスは頑固な素材です。もろく、急激な変化を嫌います。
高エネルギーのレーザーを冷たいガラスに当てると、一瞬で巨大な温度差が生じます。焦点部分はひどく高温になりますが、ガラスの他の部分はまだ冷たい状態です。この温度差によって内部応力が生じ、最終的にガラスが割れてしまいます。その結果、微細なひび割れや、角部にチップができてしまいます。これは非常に厄介で、完璧な製品を台無しにしてしまいます。
秘訣は、まずガラスを温めることです。
私たちは赤外線ヒーターを使って、レーザーがガラスに触れる前に表面の温度を上げます。これは、運動する前に筋肉を温めるのと同じです。このようにして温度差を小さくすることで、材料の安定性が保たれます。そうすれば、レーザーの急激な熱によってガラスが破壊されるのを防げます。
通常は短波長の赤外線ランプを使用します。これらは表面を素早く加熱し、切断点に正確に熱を与えるので効果的です。これにより、チップの発生率が大幅に減少します。
適切なバランスを保つ
単純にガラスに熱を加えるだけでは不十分です。迅速に反応し、150℃から300℃程度の適切な温度に達するヒーターが必要です。
しかし注意点もあります。温度が高すぎると、ガラスが変形したり、不均等に膨張したりしてしまいます。これはバランスを取る必要がある作業です。コンベアの速度に合わせてPIDコントローラーを調整し、ガラスが移動する間も一貫した予熱が行われるようにする必要があります。
工場で注意すべき点
位置合わせが何よりも重要です。赤外線ランプの位置が少しでもずれると、加熱範囲がレーザーの軌道と重ならず、端の部分が均一でなくなってしまいます。後で修正するのは大変なので、最初から正確に設定する必要があります。
また、これらの高出力のランプは非常に熱くなります。適切な冷却ファンやヒートシールドを設置しないと、センサーや配線が壊れてしまいます。生産中にケーブルが溶けてしまうのは誰にとっても避けたいことです。