將玻璃片彎曲成復(fù)雜的或非常規(guī)的形狀成為可能

【中玻網(wǎng)】采用新的基于激光的玻璃形成技術(shù)生產(chǎn)的具有非常小半徑的玻璃片樣品。

　　夫瑯禾費協(xié)會的一種新的技術(shù)在激光束的幫助下使得將玻璃片彎曲成復(fù)雜的或非常規(guī)的形狀成為可能。這為建筑師和設(shè)計師帶來了一系列全新的潛在產(chǎn)品。

　　研究人員正在利用玻璃的一個特定的屬性——當(dāng)其被暴露在高溫下的時候，會變得具有粘性以及由此產(chǎn)生的可塑性。準(zhǔn)確計算和重力完成了剩下的工作。

　　一束激光沿著一條預(yù)先設(shè)定但是不可見的路徑以的精度穿過玻璃表面。光束會時不時地停下來，改變位置和繼續(xù)移動。這片四毫米厚的玻璃片放在了一個已經(jīng)預(yù)熱到剛剛好低于玻璃融化的溫度的烤箱里。

　　在被激光加熱的地方，玻璃開始變軟，而由于重力的原因，被加熱的部分開始下沉，就像是用厚厚的蜂蜜做成的那樣。一旦實現(xiàn)了所需的形狀，關(guān)閉激光，玻璃再次固化。其結(jié)果是得到一個具有小半徑的彎曲特征，波紋和圓形突起的迷人的形狀。

　　這就是夫瑯禾費協(xié)會材料力學(xué)研究所（布賴斯高，弗賴堡）所開發(fā)的一種技術(shù)中激光是如何可以用來幫助彎曲玻璃板的。整個過程基于材料的一個特定的物理特性；例如，與金屬不一樣，玻璃沒有確定的熔點——材料液化的溫度。相反，當(dāng)暴露在一定的溫度范圍內(nèi)時，它會開始軟化并變得可塑。

　　無模具彎曲玻璃

　　夫瑯和費協(xié)會材料力學(xué)研究所的這一項激光輔助技術(shù)使得建筑師和工業(yè)設(shè)計者可以利用那些在以前制造起來很困難和昂貴的形狀。在這里，片狀玻璃不需要一個模具來施加壓力就可以進(jìn)行成型。

　　通過這種方式，這個新工藝不會留下任何難看的痕跡——平板玻璃的表面在視覺上保持著不失真。

　　軟件控制的激光束

　　給予產(chǎn)品其所需的形狀開始于對工藝流程的編程。幾何數(shù)據(jù)被用來定義對材料進(jìn)行加熱的準(zhǔn)確的位置，時刻和持續(xù)時間的序列，同時用來產(chǎn)生控制激光束的程序。

　　選項中這些因子使激光器停留片刻，對單點進(jìn)行多次的加熱或改變光束的強(qiáng)度。“由于我們的技術(shù)，制造商擁有了一種性價比很好的小批量甚至一次性地制造較端定制化的玻璃物品的方法，”夫瑯禾費協(xié)會材料力學(xué)研究所的TobiasRist說。

　　從把玻璃放進(jìn)烤箱到其冷卻下來，整個過程大約需要半個小時。根據(jù)所需的形狀，激光只需要幾分鐘的時間來完成它的工作。

　　“對于制造商來說一個獨特的好處是機(jī)器占用的時間很短。工件被放置在預(yù)熱的烤箱內(nèi)，幾分鐘之后激光就可以開始工作了，”Rist說。

　　由于加工完的玻璃被拿下來進(jìn)行冷卻，所以用于彎曲的烤箱就空了出來，可以用于加工下一個工件，而不必冷卻下來。這比傳統(tǒng)的工藝具有明顯更高的能源效率——雖然激光確實需要大量的能源，但是非常短的處理時間節(jié)省了電力。

　　可調(diào)反射鏡引導(dǎo)激光束

　　夫瑯禾費材料力學(xué)研究所加工工藝與玻璃成型研究組使用了強(qiáng)大的CO2激光模組。這種激光器在行業(yè)中被廣泛應(yīng)用于材料加工。

　　該激光束并沒有直接作用于工件，而是通過安裝在烤箱內(nèi)部的可調(diào)反射鏡來完成。這提供了一個非常快速和簡單的定位激光束的方式，因為它意味著激光裝置本身可以保持靜態(tài)。

　　該小組的研究人員目前能夠處理高達(dá)100厘米的邊緣，并改變玻璃片兩側(cè)的形狀。研究人員的下一步是嘗試不同類型的玻璃，并探索進(jìn)一步的制造變化，以擴(kuò)大產(chǎn)品可以采用的形狀的范圍。