使用激光切割制造玻璃酒杯

挑战

许多制造商通过将一滴熔化的玻璃液滴入碗状模具，来生产高脚玻璃酒杯；然后，将空气吹入液滴中以使其膨胀，直到其填满模具。空心碗状的玻璃冷却，但顶部仍具有“盖”（所谓的“杆头废料”）。这个“盖”在玻璃生产的最后阶段被切除。但是，传统玻璃切割方法无法产生所需的平滑边缘。这很关键，因为这是饮酒者嘴唇实际接触玻璃杯的地方。因此，必须采用各种切割后打磨、抛光和清洁步骤来使玻璃边缘光滑。所有这些步骤都会对成本、可重复性和良率产生影响。

解决方案

“成丝”是一种玻璃切割方法，需要非常高的功率，而这种功率可以通过总功率适中的可聚焦、超短脉冲 (USP) 激光器实现。相干公司的专利 SmartCleave 可以实现此项节能工艺。使用它，可以高速切割直线、曲线和嵌入的透明脆性材料（厚度从 50 µm 到 10 mm 不等），而不会形成锥度。最重要的是，SmartCleave 可形成光滑的表面，其粗糙度 (Ra) 小于 1 µm，边缘缺口尺寸小于 5 µm。SmartCleave 切割还可以产生明显优于机械加工的最终弯曲强度。

结果

位于德国茨维塞尔的 IPROTec (Innovative Process Technology) GmbH 制造用于生产玻璃杯的自动化设备。IPROTec 设计了一款完全自动化系统，目前已推向市场，该系统采用 SmartCleave 切割方法来去除玻璃盖。它利用相干公司的 PowerLine SmartCleave 子系统，其中包含一个 HyperRapid NX 激光器，其波长为 1064 nm，平均输出功率为 50 W。该子系统还包括几个光学组件、光束开关、传感器和电子元件。根据机器配置和使用方式，它的切割速度可达到 300 mm/s，每分钟处理多达 50 个玻璃杯。最重要的是，IPROTec 系统消除了早期玻璃切割方法所需的所有打磨、冲洗和干燥步骤，也消除了相应的能耗、时间、成本和对环境的不利影响。而且，该系统已经在实际使用中得到验证，可实现大批量玻璃杯制造商所需的全天候可靠性。

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