文/納飛光電

隨著汽車的智能化、互聯網化進程的日益加速，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，汽車中已經融合了車聯網、輔助駕駛、視聽影音等功能，通過語音、觸控、手勢、圖像等方式完成感知、決策、應用、執(zhí)行，帶來了美好的人機交互體驗，不斷為智能駕駛、潮玩屬性賦能加分。

在這些功能的實現中，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，主要起到保護顯示屏的作用，具備防沖擊、耐刮蹭、耐油污、防指紋、增強透光率等功能。車載顯示市場快速發(fā)展的同時，也催生了車載玻璃蓋板市場。

隨著汽車越來越智能化以及更加重視駕乘體驗，不但車載顯示屏的數量增多，而且顯示屏的尺寸及形狀也越發(fā)多樣化；這在對玻璃蓋板切割應用有更多需求的同時，也對切割的速度和質量提出了更高要求。車載玻璃蓋板是一層超薄玻璃，可選材料通常為強化鈉鈣玻璃、高硼硅玻璃，厚度可低至數十微米；而實現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，其主要缺點在于施加的機械應力容易引起崩邊，或是可能因為應力而導致玻璃沿著強度低的地方，從小裂痕擴張成大裂紋。此外，機械切割的切割精度和總體切割效率，都相對較低。

隨著汽車智能化產業(yè)蓬勃發(fā)展，車載玻璃蓋板顯然需要更高效、更智能的生產技術。新的切割技術，要既能實現足夠快的切割速度，又能實現足夠高的切割精度，同時還能保證足夠好的切割邊緣質量，往往要求崩邊在數十到百微米之間；激光切割方案應運而生。

皮秒激光切割方案

相比于傳 統(tǒng)的接觸式機械切割，激光切割屬于非接觸加工，能夠解決傳統(tǒng)切割工藝由于機械應力而引發(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，可以實現高效切割和冷加工，對厚度0.3mm的玻璃蓋板，可以做到一次切割成型，精度高，品質好（見圖1）。

圖1：異形車載玻璃蓋板。

使用皮秒級超短脈寬激光，其主要優(yōu)勢在于能在極短的時間內將能量注入到玻璃表面加工區(qū)域，且在熱效應產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），導致玻璃直接從固態(tài)變到氣態(tài)，實現蒸發(fā)去除。因此，這種“冷加工”對硬脆玻璃的切割面的影響最小。

激光切割時激光束聚焦形成非常小的點，聚焦后的光斑直徑為微米級，使得焦點處有著極高的功率密度。在進行弧線或直角以及其他異形切割時，能夠實現的最小切割線寬為0.1mm，崩邊小于0.1mm，總體切割邊緣質感好。

另外，本切割方案還配置了自動對位相機及視覺鏡頭，定位精度可達±0.002mm，能精確識別各種靶點，自動補償，可實現±0.02mm的切割精度。在切割時，視覺系統(tǒng)可以快速捕捉并識別玻璃的邊緣和特征點，從而實現快速識別、準確定位和精準切割，確保了產品切割的一致性，這不僅提高了生產效率，還降低了人為因素對切割精度的影響。

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

在玻璃加工領域，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，乃至精密光學元件制造，該玻璃切割解決方案都展現出了巨大的潛力和價值。未來，隨著技術的進一步發(fā)展與優(yōu)化，皮秒激光+貝塞爾切割技術有望在更多領域得到應用，在工業(yè)制造和科研等領域實現更多可能性。

來源：納飛光電

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