使用激光和重力来弯曲平板玻璃

夫琅禾费协会的一种新的技术在激光束的帮助下使得将玻璃片弯曲成复杂的或非常规的形状成为可能。这为建筑师和设计师带来了一系列全新的潜在产品。研究人员正在利用玻璃的一个特定的属性——当其被暴露在高温下的时候，会变得具有粘性以及由此产生的可塑性。精确计算和重力完成了剩下的工作。 U&(TqRi,  
'QMvj` -  
7jf%-X  
　　一束激光沿着一条预先设定但是不可见的路径以绝对的精度穿过玻璃表面。光束会时不时地停下来，改变位置和继续移动。这片四毫米厚的玻璃片放在了一个已经预热到刚刚好低于玻璃融化的温度的烤箱里。在被激光加热的地方，玻璃开始变软，而由于重力的原因，被加热的部分开始下沉，就像是用厚厚的蜂蜜做成的那样。一旦实现了所需的形状，关闭激光，玻璃再次固化。其结果是得到一个具有小半径的弯曲特征，波纹和圆形突起的迷人的形状。 M_ GN3  
2E*k@  
　　这就是夫琅禾费协会材料力学研究所（布赖斯高，弗赖堡）所开发的一种技术中激光是如何可以用来帮助弯曲玻璃板的。整个过程基于材料的一个特定的物理特性；例如，与金属不一样，玻璃没有确定的熔点——材料液化的温度。相反，当暴露在一定的温度范围内时，它会开始软化并变得可塑。 ssWSY(j]  
jP{W|9@(  
　　无模具弯曲玻璃 `H^?jX>7  
kY$vPHZpN  
　　夫琅和费协会材料力学研究所的这一项激光辅助技术使得建筑师和工业设计者可以利用那些在以前制造起来很困难和昂贵的形状。在这里， 片状玻璃不需要一个模具来施加压力就可以进行成型。通过这种方式，这个新工艺不会留下任何难看的痕迹——平板玻璃的表面在视觉上保持着不失真。 q%RPAe  
+1R qo  
　　软件控制的激光束 {eQ')f  
qMA K"%x  
　　给予产品其所需的形状开始于对工艺流程的编程。几何数据被用来定义对材料进行加热的精确的位置，时刻和持续时间的序列，同时用来产生控制激光束的程序。选项中这些因子使激光器停留片刻，对单点进行多次的加热或改变光束的强度。“由于我们的技术，制造商拥有了一种性价比很好的小批量甚至一次性地制造极端定制化的玻璃物品的方法，”夫琅禾费协会材料力学研究所的Tobias Rist说。 }gfs  
B <CK~ybY  
　　从把玻璃放进烤箱到其冷却下来，整个过程大约需要半个小时。根据所需的形状，激光只需要几分钟的时间来完成它的工作。“对于制造商来说一个独特的好处是 ]Zj6W9]m  
nVK`H@5fw  
　　机器占用的时间很短。工件被放置在预热的烤箱内，几分钟之后激光就可以开始工作了，”Rist说。由于加工完的玻璃被拿下来进行冷却，所以用于弯曲的烤箱就空了出来，可以用于加工下一个工件，而不必冷却下来。这比传统的工艺具有明显更高的能源效率——虽然激光确实需要大量的能源，但是非常短的处理时间节省了电力。 z.xOT;t  
=VctG>ct|  
　　可调反射镜引导激光束 '(qVA>S  
q3~RK[OCq  
　　夫琅禾费材料力学研究所加工工艺与玻璃成型研究组使用了强大的CO2激光模组。这种激光器在行业中被广泛应用于材料加工。该激光束并没有直接作用于工件，而是通过安装在烤箱内部的可调反射镜来完成。这提供了一个非常快速和简单的定位激光束的方式，因为它意味着激光装置本身可以保持静态。该小组的研究人员目前能够处理高达100厘米的边缘，并改变玻璃片两侧的形状。研究人员的下一步是尝试不同类型的玻璃，并探索进一步的制造变化，以扩大产品可以采用的形状的范围。 xpzQ"'be  
Hf ]w  
　　原文链接：https://www.sciencedaily.com/releases/2017/05/170502095830.htm，实验帮译。