位于德国茨维塞尔的IPRO Tec公司，是一家植根于玻璃行业并向市场供应玻璃生产制造自动化设备的企业。在玻璃制造设备开发、设计和制造行业，公司与Schott Zwiesel以及其他自动玻璃高脚杯制造企业有着30多年的合作经验，目前已经成为了世界知名酒店和美食界高脚杯的领导者。

在玻璃制品的日常生产线上，从钢化显示玻璃到中空玻璃器皿，创新的激光工艺创造了一种分离多余玻璃的革命性工艺。借助Coherent相干公司的激光工艺系统SmartCleave，得以让IPRO Tec公司的玻璃生产设备满足全球不同用户的认可。

玻璃切割的现状

目前，用于玻璃切割的激光技术有多种。非接触式的激光切割可以最大程度避免了细微裂纹和碎屑的产生。另外，激光切割在玻璃中的残余应力极小，因而切割边缘的强度更高。如果残余应力太大，那么即使在玻璃板中心施力，也会导致玻璃边缘发生破裂。因此，与采用机械法切割的玻璃相比，激光切割的玻璃更能承受外力。
由于很少需要后续清洁或打磨，因此激光切割可以简化工艺流程。尽管激光切割设备的成本投入比机械设备高，但由于不需要额外配备打磨机，所以激光切割机的总投资要比机械加工系统低。另外，激光切割比机械切割更环保，耗用的水资源也更少。同时，有些激光切割工艺支持玻璃曲线切割。如今市场对曲线切割的需求量越来越大，尤其在手机制造行业，制造商们希望生产几何形状更复杂的屏幕，包括在材料上打孔以容纳按键、控制键、LED和相机镜头。

玻璃酒杯的挑战

玻璃杯制造商通过将一滴熔融玻璃制成具有所需最终形状的“碗”来生产高脚杯形酒杯，然后将空气吹入液滴使其膨胀，直到填满整个形状。玻璃冷却成后就能形成所需的空心碗形状，但顶部仍然留有一个“帽”。这个像帽子一样的东西，在玻璃生产后道工序中会被切除。

因为玻璃酒杯的杯口是饮酒者嘴唇接触玻璃的地方。因此，在玻璃酒杯制成后仍须采用各种后研磨、抛光和清洁步骤以平滑玻璃杯口边缘，使其达到出厂要求。所有这些后处理步骤，都会对企业造成成本、可重复性和产量产生等影响。

“成丝”（Filamentation）是玻璃切割的一种方法，即通过特定形式的内部变形来实现。要想实现成丝，同样需要利用由超快激光器聚焦光束提供的超高功率密度。在这个过程中，受非线性克尔光学效应影响，超高密度的激光光束会产生自聚焦现象。这种自聚焦会进一步提高功率密度，直到达到某一阈值后在材料中产生低密度等离子体。

这种等离子体会降低材料在光束路径中间的折射率，并会造成光束散焦。通过适当配置光束聚焦光学部件，可以让这种聚焦/散焦效应达到平衡，从而实现周期性重复并在光学透明材料中形成长达数毫米、较为稳定的光丝。这种光丝的直径通常在0.5µm-1µm之间。

Coherent相干公司的解决方案

自从与Coherent相干公司达成合作后，IPRO Tec公司在其出厂的玻璃制品生产设备上就嵌入了SmartCleave玻璃切割系统。该系统包含单个HyperRapid NX激光器，平均输出功率为50W，波长为1064nm。激光器系统包括多个光学元件、控制电子器件和温控系统。

该工艺技术可以实现高速切割直线、曲线和插图，可切割厚度50µm-10mm的透明和脆性材料（包括曲线切割、自由形式切割和内嵌切割），并且无锥度产生。更重要的是，SmartCleave工艺技术为用户提供了光滑的切割表面，粗糙度（Ra）小于1µm，边缘小片尺寸小于5µm。SmartCleave切割还可产生明显优于机械加工的最终弯曲强度。

根据参数显示，搭载SmartCleave设备的切割速度最快可以达到300mm/s，每分钟最多可加工50件玻璃制品。更重要的是，在SmartCleave工艺支持下，消除了早期玻璃切割时所必须经过的研磨、清洗和干燥步骤，以及能耗、时间、成本和负面的环境影响。而且，该系统已经在实际使用中证明了可靠性，可以满足玻璃杯制造商24小时不间断操作需求。

正如IPRO Tec公司销售和项目经理Tobias Bredl所说的那样，“选择相干公司作为供应商的一个主要原因是，他们已经准备好与我们合作开发流程和技术。”自从Coherent相干公司于2016年收购Rofin以来，SmartCleave技术现已融入公司的工业超快激光器系列。这些产品提供了输出功率、可靠性和操作灵活性的独特组合，包括支持突发模式和按需脉冲操作。因此，在特定应用环境中有效实施成丝切割的能力，达到让客户满意的效果。

实践证明，激光玻璃切割在广泛的应用环境中逐渐成为传统工艺技术的替代解决方案。一般来说，在机械玻璃切割不能提供所需的质量和特征且需要大量后期处理而让整体制造成本过于昂贵时，激光器的优势就显现了出来。