Лазерный луч движется по поверхности стекла с абсолютной точностью, следуя заранее запрограммированному, хотя и невидимому пути. Время от времени луч останавливается, меняет положение и движется дальше. Лист стекла толщиной четыре миллиметра находится в духовке, предварительно нагретой до температуры чуть ниже температуры, при которой стекло начинает плавиться.
Теперь стекло начинает размягчаться в точках, нагретых лазером, и благодаря силе тяжести нагретые части опускаются, как если бы они были сделаны из густого меда. Как только желаемая форма достигнута, лазер выключается, и стекло снова затвердевает. Результатом является очаровательная форма с изгибами с небольшими радиусами, волнами и круглыми выступами.
Таким образом можно использовать лазеры для гнутьения листового стекла в процессе, разработанном Институтом механики материалов Фраунгофера IWM во Фрайбурге-им-Брайсгау. Весь процесс основан на конкретной физической характеристике материала; В отличие от металла, например, стекло не имеет определенной температуры плавления, при которой оно становится жидким. Вместо этого при воздействии определенного температурного диапазона он размягчается и становится податливым.Гибка стекла без формы
Технология Fraunhofer IWM с использованием лазера позволяет архитекторам, а также промышленным дизайнерам использовать формы, которые раньше было сложно и дорого производить. Здесь листовое стекло формуют без необходимости использования пресс-формы для гибки. Таким образом, новый процесс не оставляет никаких неприглядных следов — плоские стеклянные поверхности остаются визуально неискаженными.Лазерные лучи, управляемые программным обеспечением
Придание продукту необходимой формы начинается с программирования рабочего процесса. Геометрические данные используются для точного определения последовательности, где, когда и как долго материал будет нагреваться, а также для создания программы, которая будет управлять лазерным лучом. Это учитывает варианты остановки лазера на мгновение, многократного нагрева одной точки или изменения интенсивности луча. «Благодаря нашей технологии у производителей есть рентабельный способ производства изделий из стекла по индивидуальному заказу небольшими партиями или даже в единичном экземпляре», — говорит Тобиас Рист, ученый из Fraunhofer IWM.От помещения стакана в духовку до его охлаждения весь процесс занимает примерно полчаса.
В зависимости от требуемой формы лазеру требуется всего несколько минут, чтобы выполнить свою работу. «Несомненным преимуществом для производителей является то, что машина толькозанят на короткое время. Заготовка помещается в предварительно нагретую печь, и лазерное излучение может начаться уже через несколько минут », — объясняет Рист. Поскольку стекло снимается для охлаждения, изогибочная печь освобождается для следующей заготовки, поэтому охлаждение не требуется. Это обеспечивает значительно большую энергоэффективность, чем традиционные процессы — лазер действительно требует много энергии, но очень короткое время обработки позволяет экономить электроэнергию.
Регулируемые зеркала направляют лазерный лучГруппа обработки стекла Fraunhofer IWM использует мощную модель лазера на углекислом газе. Этот тип лазера обычно используется при обработке материалов в промышленности. Лазерный луч не направляется непосредственно на заготовку, а направляется через регулируемые зеркала, установленные внутри печи.
Это обеспечивает чрезвычайно быстрый и простой способ позиционирования лазерного луча, поскольку это означает, что само лазерное устройство может оставаться неподвижным. В настоящее время исследователи группы могут обрабатывать листовое стекло с краями до 100 сантиметров и изменять форму обеих сторон стекла.
Следующим шагом исследователей будет эксперимент с различными типами стекла и изучение дальнейших вариантов производства с целью расширения диапазона форм, которые могут принимать изделия.