為台灣加油打氣專欄(70)CO2雷射無痕玻璃削整技術/李家同(作者為本會理事長)

張貼者:2016年7月11日 下午8:27台灣精密工程學會   [ 已更新 2016年7月11日 下午8:27 ]

    玻璃總是要被切割的,可是切割以後,邊緣會有極小的裂痕,這個裂痕的深度最多是50um(1um等於1百萬分之一公尺),肉眼是看不見的,但是萬一碰到外力,就會破裂。薄的玻璃最會有這種問題,所以我們通常都要用一種削整的辦法將玻璃的裂痕去掉。 

    請看圖一。 

圖一 

    在圖一中,我們看到abcd是玻璃的一個邊緣,所謂裂痕就從這個邊緣往玻璃裡面伸進去,這個裂痕的深度最多只有50um。我們現在使用一個雷射光束來掃描這個玻璃的邊緣。這個雷射光束的寬度是150um,雷射光的能量很大,可以將玻璃剝掉一層皮,而這層皮的厚度是150um。對於玻璃來講,這層皮不影響它的公差,因為玻璃是很大的。我的圖僅僅是一個示意圖,真正的玻璃當然要大得多,我故意將邊緣的150um畫得很清楚,是為了要讓大家搞清楚是怎麼回事。 

    雷射光束掃描以後,玻璃上有150um的邊緣會不見了,這並不影響玻璃的公差,因為150um對於一般的玻璃是很小的,但是去掉這一層邊緣就去掉了玻璃可能的裂縫。 

    在過去,大家採用的雷射光是UV雷射,這種雷射的缺點是能量足以切割卻無法提供高熱,玻璃在高能量硬切過的側邊會產生微裂痕。我們的工程師因此採用了CO2雷射,這種雷射的特性就是可產生高溫度將微裂痕消除。CO2雷射的能量大概是UV雷射的1/30倍,卻可以將玻璃的邊緣切削得很整齊。 

    有一點重要的是,用雷射光切割玻璃有一個作用,那就是所謂熔融(re-melting),也就是說,玻璃會軟化以後再硬化,因此邊緣會非常的平滑。CO2雷射所造成的熔融現象是比UV要好。 

    從以上看來,我們可以知道削整玻璃並非一件簡單的事,如果我們要做出非常精密的零組件,每一個處理都要用到很好的技術。也希望我們的同學能夠瞭解這一點,他們應該了解所謂大處著眼,小處著手的意義。我們應該鼓勵我們的工程師繼續地在任何一個工程細節上都下功夫。

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