位于德國茨維塞爾的IPRO Tec公司，是一家植根于玻璃行業并向市場供應玻璃生產制造自動化設備的企業。在玻璃制造設備開發、設計和制造行業，公司與Schott Zwiesel以及其他自動玻璃高腳杯制造企業有著30多年的合作經驗，目前已經成為了世界知名酒店和美食界高腳杯的領導者。

在玻璃制品的日常生產線上，從鋼化顯示玻璃到中空玻璃器皿，創新的激光工藝創造了一種分離多余玻璃的革命性工藝。借助Coherent相干公司的激光工藝系統SmartCleave，得以讓IPRO Tec公司的玻璃生產設備滿足全球不同用戶的認可。

玻璃切割的現狀

目前，用于玻璃切割的激光技術有多種。非接觸式的激光切割可以最大程度避免了細微裂紋和碎屑的產生。另外，激光切割在玻璃中的殘余應力極小，因而切割邊緣的強度更高。如果殘余應力太大，那么即使在玻璃板中心施力，也會導致玻璃邊緣發生破裂。因此，與采用機械法切割的玻璃相比，激光切割的玻璃更能承受外力。
由于很少需要后續清潔或打磨，因此激光切割可以簡化工藝流程。盡管激光切割設備的成本投入比機械設備高，但由于不需要額外配備打磨機，所以激光切割機的總投資要比機械加工系統低。另外，激光切割比機械切割更環保，耗用的水資源也更少。同時，有些激光切割工藝支持玻璃曲線切割。如今市場對曲線切割的需求量越來越大，尤其在手機制造行業，制造商們希望生產幾何形狀更復雜的屏幕，包括在材料上打孔以容納按鍵、控制鍵、LED和相機鏡頭。

玻璃酒杯的挑戰

玻璃杯制造商通過將一滴熔融玻璃制成具有所需最終形狀的“碗”來生產高腳杯形酒杯，然后將空氣吹入液滴使其膨脹，直到填滿整個形狀。玻璃冷卻成后就能形成所需的空心碗形狀，但頂部仍然留有一個“帽”。這個像帽子一樣的東西，在玻璃生產后道工序中會被切除。

因為玻璃酒杯的杯口是飲酒者嘴唇接觸玻璃的地方。因此，在玻璃酒杯制成后仍須采用各種后研磨、拋光和清潔步驟以平滑玻璃杯口邊緣，使其達到出廠要求。所有這些后處理步驟，都會對企業造成成本、可重復性和產量產生等影響。

“成絲”（Filamentation）是玻璃切割的一種方法，即通過特定形式的內部變形來實現。要想實現成絲，同樣需要利用由超快激光器聚焦光束提供的超高功率密度。在這個過程中，受非線性克爾光學效應影響，超高密度的激光光束會產生自聚焦現象。這種自聚焦會進一步提高功率密度，直到達到某一閾值后在材料中產生低密度等離子體。

這種等離子體會降低材料在光束路徑中間的折射率，并會造成光束散焦。通過適當配置光束聚焦光學部件，可以讓這種聚焦/散焦效應達到平衡，從而實現周期性重復并在光學透明材料中形成長達數毫米、較為穩定的光絲。這種光絲的直徑通常在0.5μm-1μm之間。

Coherent相干公司的解決方案

自從與Coherent相干公司達成合作后，IPRO Tec公司在其出廠的玻璃制品生產設備上就嵌入了SmartCleave玻璃切割系統。該系統包含單個HyperRapid NX激光器，平均輸出功率為50W，波長為1064nm。激光器系統包括多個光學元件、控制電子器件和溫控系統。

該工藝技術可以實現高速切割直線、曲線和插圖，可切割厚度50μm-10mm的透明和脆性材料（包括曲線切割、自由形式切割和內嵌切割），并且無錐度產生。更重要的是，SmartCleave工藝技術為用戶提供了光滑的切割表面，粗糙度（Ra）小于1μm，邊緣小片尺寸小于5μm。SmartCleave切割還可產生明顯優于機械加工的最終彎曲強度。

根據參數顯示，搭載SmartCleave設備的切割速度最快可以達到300mm/s，每分鐘最多可加工50件玻璃制品。更重要的是，在SmartCleave工藝支持下，消除了早期玻璃切割時所必須經過的研磨、清洗和干燥步驟，以及能耗、時間、成本和負面的環境影響。而且，該系統已經在實際使用中證明了可靠性，可以滿足玻璃杯制造商24小時不間斷操作需求。

正如IPRO Tec公司銷售和項目經理Tobias Bredl所說的那樣，“選擇相干公司作為供應商的一個主要原因是，他們已經準備好與我們合作開發流程和技術?！弊詮腃oherent相干公司于2016年收購Rofin以來，SmartCleave技術現已融入公司的工業超快激光器系列。這些產品提供了輸出功率、可靠性和操作靈活性的獨特組合，包括支持突發模式和按需脈沖操作。因此，在特定應用環境中有效實施成絲切割的能力，達到讓客戶滿意的效果。

實踐證明，激光玻璃切割在廣泛的應用環境中逐漸成為傳統工藝技術的替代解決方案。一般來說，在機械玻璃切割不能提供所需的質量和特征且需要大量后期處理而讓整體制造成本過于昂貴時，激光器的優勢就顯現了出來。