Massenproduktion von Glasdisplays Laserschneiden von Glas: Neuer Prozess

Redakteur: Luca Meister

Das Schneiden von spröden und transparenten Materialien, insbesondere Glas, benötigt effiziente Technologien für die globale Massenproduktion. Allein die Anzahl der verkauften Smartphones und Tablets wird dieses Jahr die 1,5-Milliarden-Marke überschreiten. Hinzu kommen Displays für Fernseher und Computerbildschirme und neue Geräte wie etwa Smartwatches. Rofin bietet nun den weltweit fortschrittlichsten, reinen Laserschneidprozess für Glas, Saphir, Keramik und andere transparente und spröde Materialien an.

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Das neue Verfahren «SmartCleave FI» bietet eine bislang unerreichte Oberflächenqualität beim Laserschneiden von Glas, Saphir, Keramik und ähnlichen Materialien.
Das neue Verfahren «SmartCleave FI» bietet eine bislang unerreichte Oberflächenqualität beim Laserschneiden von Glas, Saphir, Keramik und ähnlichen Materialien.
(Bild: Rofin)

mei. Das Glasschneiden mit konventionellen, mechanischen Verfahren, wie Diamantritzen und Brechen, ist eine vergleichsweise günstige Technologie, die jedoch aufgrund der begrenzten Ritzqualität (Mikrorisse, Chips) und Genauigkeit mit erheblichen Nachteilen verbunden ist. In der Regel ist eine ganze Reihe von zusätzlichen, zeitaufwendigen Nachbearbeitungsschritten, etwa Schleifen, Polieren, und Ätzen, nötig, um die Beschädigungen, die der mechanische Ritz- und Brechprozess hinterlassen hat, zu beheben und die nötige Konturgenauigkeit zu gewährleisten. Zudem sind mechanische Verfahren bei komplexen Geometrien, beispielsweise mit kleinen Radien, schnell überfordert. Werkzeugabnutzung und mechanische Belastung des Materials können zu einer beträchtlichen Bruchrate und verringerter Produktionsausbeute führen. Eine ganze Reihe von Gründen, weshalb die glasverarbeitende Industrie ständig auf der Suche nach alternativen Verfahren ist, die Glas und andere spröde Materialien mit weniger Beschädigungen und höherer Ausbeute schneiden.

Begrenztes Einsatzgebiet bisheriger Laserverfahren

Die Glasindustrie setzt bereits verbreitet Laserprozesse ein. So werden Laser teilweise zum Bohren von Löchern oder ablativen Schneiden von Teilbereichen mit komplexer Geometrie eingesetzt. Diese Verfahren sind jedoch deutlich zu langsam, um für das gesamte Werkstück eingesetzt zu werden. Schnelle Laserprozesse, wie das Schneiden mit CO2-Lasern, zeigen dagegen begrenzte Genauigkeit, insbesondere beim Konturschneiden. Deshalb behilft man sich derzeit bei der Glas- oder Saphirverarbeitung oft mit einer Kombination aus mehreren, laserbasierten und mechanischen Verfahrensschritten.

«SmartCleave FI» ist ein spaltfreier Trennprozess für (chemisch oder thermisch) gehärtetes und ungehärtetes Glas von 100 Mikrometer bis zehn Millimeter Dicke und für andere spröde Materialien. Das Verfahren bietet Schnittgeschwindigkeiten von mehr als 300 Millimeter pro Sekunde. Es eignet sich für gerade, kurvige, geneigte oder angefaste Konturen gleichermassen wie für das Schneiden von Rohren, gekrümmten Oberflächen oder geschichteten Gläsern.

Bahnbrechende Technologie

SmartCleave FI bietet dabei eine bislang unerreichte Oberflächenqualität mit minimaler Bildung von Mikrorissen und einer Oberflächenrauheit von Ra < 1 μm. Mit diesem Verfahren geschnittene Teile behalten ihre hohe Biegebruchfestigkeit und benötigen lediglich minimale Nachbearbeitung.

Je nach Materialart und Dicke trennen sich die geschnittenen Teile selbstständig oder benötigen dazu nur geringste mechanische Einwirkung. Dies führt zu einer deutlich verringerten Anzahl von Verfahrensschritten und signifikant höherer Ausbeute in der industriellen Massenproduktion. Nicht zuletzt ist SmartCleave FI ein umweltfreundliches Verfahren, das ohne den Einsatz von Wasser auskommt.

Potenzial in vielen anderen Industriezweigen

Durch eine kürzlich abgeschlossene Übernahme hat die Firma Rofin das gesamte geistige Eigentum inklusive Warenzeichen, Know-how, Patenten und Patentanmeldungen vom Unternehmen FiLaser USA LLC erworben. Dies bildet die Basis für den SmartCleave-FI-Prozess, eine Technologie mit einem gewaltigen Einsatzfeld, nicht nur in der Unterhaltungselektronik, auch in vielen anderen Industriezweigen. <<

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