Een multidisciplinair consortium van Beierse bedrijven en academische onderzoekers werkt samen om de kwaliteit van glasproductie te verbeteren. Ook het uitbreiden van de mogelijkheden en het verlagen van de kosten van het fabriceren van glazen componenten en producten maken deel uit van het onderzoek. De focus van dit consortium ligt op het verbeteren van glassnijtechnologie door middel van lasersnijtechniek.
Tot de belangrijkste consortiumleden behoren lasersysteemfabrikant Coherent München, glas- en spiegelproducent Flabeg, het Deggendorf Institute of Technology (DIT) en de Universiteit van Erlangen-Neurenberg (Friedrich-Alexander Universität, FAU). Hoewel glas al millennia lang wordt vervaardigd, vraagt het steeds bredere gebruik ervan om verbeterde productiemethoden. In displays en auto’s maar ook in huishoudelijke apparaten en elektronica wordt bijvoorbeeld glas met een hogere breukweerstand toegepast. Parallel daaraan is er steeds meer behoefte aan methoden die de productie van complexe vormen mogelijk maken. ‘Dit vereist’, aldus de onderzoekers, ‘technologische vooruitgang bij het maken en snijden van glas, waarvan sommige eeuwenlang onveranderd zijn gebleven.’
Concurrentievoordeel
De traditionele mechanische techniek voor het snijden van glas (inkerven en breken) is volgens de onderzoekers om verschillende redenen niet toereikend, met name voor touchscreen-toepassingen. Ten eerste laat mechanisch snijden restspanningen in de glasranden achter, waardoor de breukweerstand wordt verlaagd. Zelfs wanneer er kracht op het midden van een glaspaneel wordt uitgeoefend ontstaat een breuk veelal aan de rand van het glas. Ook produceert mechanisch snijden microscheuren, randschilfers en afval, hetgeen nabewerking noodzakelijk maakt, denk aan slijpen en polijsten. Deze extra stappen verhogen de productiekosten en zorgen voor waterverbruik en afval. Ten slotte kan mechanisch glassnijden niet eenvoudig worden toegepast op het snijden van gebogen vormen of glas met complexe 3D-vormen.
Lasersnijtechniek
In het in 2018 op initiatief van Flabeg gestarte onderzoek richt het consortium zich hoofdzakelijk op de verdere ontwikkeling van SmartCleave, een lasersnijtechniek ontwikkeld door Coherent. De techniek verbetert de snijkwaliteit en verlaagt de productiekosten. Bovendien maakt SmartCleave het snijden van gebogen glas op hoge snelheid mogelijk, zonder taps toe te passen, en kan het worden gebruikt om 3D-vormen te snijden. Het eerste doel van het consortium was om te onderzoeken wat de parameters zijn van verschillende glassoorten: natronkalkglas (in twee verschillende diktes), aluminosilicaatglas, borosilicaatglas en glaskeramiek. De lasertechniek is oorspronkelijk ontwikkeld voor het snijden van dun glas voor touchscreens. Het tweede doel was te onderzoeken of het mogelijk is dikker glas te snijden met de techniek. Een ander doel was om de technologie voor het snijden van 3D-vormige (niet platte) onderdelen te verfijnen.
Het onderzoeksproject bevindt zich nu in zijn derde en laatste jaar. Dr. Alexander Roth, vice-president en algemeen manager industriële lasersystemen bij Coherent: ‘Eén van de meest opwindende resultaten tot nu toe is de ontwikkeling van optiek voor straalafgifte die verbeterde snijkwaliteit levert. Dit resulteert in de mogelijkheid om glas te snijden dat 50 procent dikker is dan voorheen mogelijk was. De focus voor het resterende jaar van het project ligt op het behalen van betere resultaten met borosilicaatglas.’
