文/納飛光電

隨著汽車的智能化、互聯(lián)網(wǎng)化進(jìn)程的日益加速，以大屏、多屏、3D曲面屏等組成的儀表盤、車載平板等車載顯示作為入口，汽車中已經(jīng)融合了車聯(lián)網(wǎng)、輔助駕駛、視聽影音等功能，通過語音、觸控、手勢(shì)、圖像等方式完成感知、決策、應(yīng)用、執(zhí)行，帶來了美好的人機(jī)交互體驗(yàn)，不斷為智能駕駛、潮玩屬性賦能加分。

在這些功能的實(shí)現(xiàn)中，車載顯示的重要性不言而喻；而在車載顯示屏的最外層，需要貼合一層玻璃蓋板，主要起到保護(hù)顯示屏的作用，具備防沖擊、耐刮蹭、耐油污、防指紋、增強(qiáng)透光率等功能。車載顯示市場(chǎng)快速發(fā)展的同時(shí)，也催生了車載玻璃蓋板市場(chǎng)。

隨著汽車越來越智能化以及更加重視駕乘體驗(yàn)，不但車載顯示屏的數(shù)量增多，而且顯示屏的尺寸及形狀也越發(fā)多樣化；這在對(duì)玻璃蓋板切割應(yīng)用有更多需求的同時(shí)，也對(duì)切割的速度和質(zhì)量提出了更高要求。車載玻璃蓋板是一層超薄玻璃，可選材料通常為強(qiáng)化鈉鈣玻璃、高硼硅玻璃，厚度可低至數(shù)十微米；而實(shí)現(xiàn)如此薄硬材料的各種形狀的精密切割，無疑極具挑戰(zhàn)性。

傳統(tǒng)切割方式

傳統(tǒng)的機(jī)械切割方式主要采用刀切、CNC切割等，這些都是接觸式切割，其主要缺點(diǎn)在于施加的機(jī)械應(yīng)力容易引起崩邊，或是可能因?yàn)閼?yīng)力而導(dǎo)致玻璃沿著強(qiáng)度低的地方，從小裂痕擴(kuò)張成大裂紋。此外，機(jī)械切割的切割精度和總體切割效率，都相對(duì)較低。

隨著汽車智能化產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，車載玻璃蓋板顯然需要更高效、更智能的生產(chǎn)技術(shù)。新的切割技術(shù)，要既能實(shí)現(xiàn)足夠快的切割速度，又能實(shí)現(xiàn)足夠高的切割精度，同時(shí)還能保證足夠好的切割邊緣質(zhì)量，往往要求崩邊在數(shù)十到百微米之間；激光切割方案應(yīng)運(yùn)而生。

皮秒激光切割方案

相比于傳 統(tǒng)的接觸式機(jī)械切割，激光切割屬于非接觸加工，能夠解決傳統(tǒng)切割工藝由于機(jī)械應(yīng)力而引發(fā)的各種問題。

本激光切割方案采用皮秒超快激光器+貝塞爾切割頭，光源為功率50W的紅外皮秒激光器，脈寬為10ps左右。皮秒脈沖的超高峰值功率，可以實(shí)現(xiàn)高效切割和冷加工，對(duì)厚度0.3mm的玻璃蓋板，可以做到一次切割成型，精度高，品質(zhì)好（見圖1）。

圖1：異形車載玻璃蓋板。

使用皮秒級(jí)超短脈寬激光，其主要優(yōu)勢(shì)在于能在極短的時(shí)間內(nèi)將能量注入到玻璃表面加工區(qū)域，且在熱效應(yīng)產(chǎn)生前便完成能量傳遞（大部分能量傳遞到電子，微小部分能量傳遞到晶格），導(dǎo)致玻璃直接從固態(tài)變到氣態(tài)，實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)去除。因此，這種“冷加工”對(duì)硬脆玻璃的切割面的影響最小。

激光切割時(shí)激光束聚焦形成非常小的點(diǎn)，聚焦后的光斑直徑為微米級(jí)，使得焦點(diǎn)處有著極高的功率密度。在進(jìn)行弧線或直角以及其他異形切割時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)的最小切割線寬為0.1mm，崩邊小于0.1mm，總體切割邊緣質(zhì)感好。

另外，本切割方案還配置了自動(dòng)對(duì)位相機(jī)及視覺鏡頭，定位精度可達(dá)±0.002mm，能精確識(shí)別各種靶點(diǎn)，自動(dòng)補(bǔ)償，可實(shí)現(xiàn)±0.02mm的切割精度。在切割時(shí)，視覺系統(tǒng)可以快速捕捉并識(shí)別玻璃的邊緣和特征點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)快速識(shí)別、準(zhǔn)確定位和精準(zhǔn)切割，確保了產(chǎn)品切割的一致性，這不僅提高了生產(chǎn)效率，還降低了人為因素對(duì)切割精度的影響。

本皮秒激光切割方案適用于車載顯示所需的各種弧形、直角等異形的高速、高精度無損開料切割（見圖2），可解決行業(yè)內(nèi)小批量、多品種、多批次、不同造型的車載玻璃切割難題。

圖2：異形車載玻璃蓋板切割。

小結(jié)

在玻璃加工領(lǐng)域，皮秒激光+貝塞爾切割頭的黃金組合正備受青睞。從高端面板玻璃、光伏玻璃到Low-E建筑玻璃，乃至精密光學(xué)元件制造，該玻璃切割解決方案都展現(xiàn)出了巨大的潛力和價(jià)值。未來，隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展與優(yōu)化，皮秒激光+貝塞爾切割技術(shù)有望在更多領(lǐng)域得到應(yīng)用，在工業(yè)制造和科研等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)更多可能性。

來源：納飛光電

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