在當(dāng)前發(fā)展趨勢(shì)下，市場(chǎng)對(duì)手機(jī)功能的需求趨于多樣化，特別是在攝像頭方面，良好的拍攝、感光、深度聚焦等要求，使得三攝四攝開始普及，而且CNC（Computer numerical control）加工短板越發(fā)凸顯，激光取代CNC成為必然趨勢(shì)。

手機(jī)玻璃攝像頭行業(yè)市場(chǎng)需求旺盛，同時(shí)激烈競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致價(jià)格普遍偏低。傳統(tǒng)的CNC制造工藝在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，存在著加工效率及良率偏低、需要頻繁更換刀輪、加工環(huán)境惡劣等問(wèn)題，使得行業(yè)進(jìn)入紅海。激光取代CNC工藝驗(yàn)證緊鑼密鼓的展開，從工藝驗(yàn)證上我們可以看到：激光是玻璃攝像頭行業(yè)一次顛覆性的工藝革命，能給客戶帶來(lái)10-15個(gè)點(diǎn)的良率提升，制程簡(jiǎn)化1/3，人員減少40%,制程成本降低30%以上，工廠利潤(rùn)得到顯著提高的同時(shí)工作環(huán)境也能有一定改善。

激光切割玻璃工藝原理

超快激光通過(guò)聚焦頭聚焦獲得的微米級(jí)光束，具有高峰值功率密度。光束作用在玻璃材料上時(shí)，光束中心光強(qiáng)度比邊緣低，使得材料中心折射率比邊緣變化大，光束中心傳播速度比邊緣慢，光束出現(xiàn)非線性光學(xué)克爾效應(yīng)來(lái)產(chǎn)生自聚焦，繼續(xù)提升功率密度。直到達(dá)到某個(gè)能量閾值，材料產(chǎn)生低密度等離子體，降低材料中心折射率，實(shí)現(xiàn)光束散焦。在實(shí)際切割玻璃中，優(yōu)化聚焦系統(tǒng)及焦距，可實(shí)現(xiàn)重復(fù)性聚焦/散焦過(guò)程，形成穩(wěn)定穿孔。

成絲切割是一種可行的工藝，激光行業(yè)均具有成熟解決方案，同時(shí)，在顯示行業(yè)內(nèi)已進(jìn)行廣泛的應(yīng)用。當(dāng)超快激光束通過(guò)玻璃材料傳播時(shí)，同時(shí)存在克爾自聚焦和等離子體散焦，光束在兩者動(dòng)態(tài)平衡中能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離傳播，在材料中形成微米級(jí)的絲孔，這種絲孔在玻璃中能延展幾毫米的深度。直線電機(jī)控制玻璃工件相對(duì)于激光束進(jìn)行運(yùn)動(dòng)來(lái)生成等間距的眾多絲孔，通過(guò)優(yōu)化絲孔間距產(chǎn)生沿直徑方向的微裂紋。對(duì)存在微裂紋的玻璃施加特殊的作用，可增加微裂紋處的應(yīng)力，使玻璃沿微裂紋斷裂，達(dá)到切斷的目的。

針對(duì)玻璃加工而言，激光光斑可通過(guò)光學(xué)衍射器件整形成為“長(zhǎng)條絲狀”，根據(jù)不同的玻璃厚度，需要配備相應(yīng)焦深長(zhǎng)度的切割頭。通過(guò)設(shè)備Z軸調(diào)節(jié)激光聚焦位置，確認(rèn)激光切割玻璃樣品焦點(diǎn)；通過(guò)軟件生成切割圖檔，通過(guò)直線電機(jī)運(yùn)動(dòng)使玻璃樣品沿圖檔路徑移動(dòng)進(jìn)行激光切割，從而獲得相應(yīng)圖形下的大塊玻璃切割樣品；再對(duì)整版玻璃切割產(chǎn)品進(jìn)行整版的清洗、強(qiáng)化、絲印等玻璃后處理工藝，最終采用特定的裂片方式獲得一定形狀的小片玻璃成品。另外，產(chǎn)品調(diào)試完成可將參數(shù)直接保存到軟件參數(shù)庫(kù)，后續(xù)可根據(jù)對(duì)應(yīng)的玻璃樣品種類及厚度直接調(diào)用，即可進(jìn)行產(chǎn)品切割。

“光刃”系列激光玻璃切割裝備

樣品展示：

玻璃群孔（孔徑1mm）

玻璃群孔

玻璃切割及打孔

玻璃攝像頭鏡片切割

玻璃切割應(yīng)用解決方案解決客戶應(yīng)用難題

華工激光首推的光刃系列全自動(dòng)玻璃激光切割機(jī)、全自動(dòng)皮秒激光藍(lán)寶石刻片機(jī)，為玻璃行業(yè)提供領(lǐng)先的激光切割應(yīng)用解決方案。

光刃系列產(chǎn)品采用自主研發(fā)的30W紅外皮秒激光器，激光器從市場(chǎng)應(yīng)用及項(xiàng)目實(shí)施穩(wěn)定性等方面均得到批量交付論證，功率余留超過(guò)50%，可滿足更多樣的產(chǎn)品切割，強(qiáng)大的設(shè)備性能處于行業(yè)領(lǐng)先水平。

市場(chǎng)的產(chǎn)品型號(hào)眾多，如何更快速簡(jiǎn)單地切換產(chǎn)品，提高機(jī)臺(tái)的使用率，如何讓設(shè)備更智能，操作更簡(jiǎn)單，幫助客戶減少生產(chǎn)人員投入，提高產(chǎn)量，是客戶面對(duì)的重點(diǎn)難題。

針對(duì)光刃系列產(chǎn)品，公司研發(fā)團(tuán)隊(duì)開發(fā)全自動(dòng)電動(dòng)切割平臺(tái)，針對(duì)不同尺寸、厚度的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)輸入一鍵切換，產(chǎn)品換型時(shí)間從最初的2小時(shí)，大幅縮短至10分鐘，提高了切換效率，真正實(shí)現(xiàn)了一鍵切換，隨“型”所欲。客戶的異常圖紙需要操作人員處理才能導(dǎo)入切割軟件，不僅增加了工作量，也會(huì)有出錯(cuò)的風(fēng)險(xiǎn)，光刃系列擁有升級(jí)版軟件，友好的人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)直接導(dǎo)入客戶異常圖檔便可進(jìn)行加工。

一套專業(yè)的解決方案離不開穩(wěn)定的生產(chǎn)制造，為保障“穩(wěn)快”硬性生產(chǎn)要求，光刃系列選擇了異于飛行光路結(jié)構(gòu)的十字平臺(tái)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)尺寸精度CPK高于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到1.8以上。

2019年，在傳統(tǒng)CNC加工的諸多弊端以及激光應(yīng)用的不斷強(qiáng)勢(shì)沖擊影響下，在玻璃攝像頭行業(yè)，激光設(shè)備嶄露頭角，實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳統(tǒng)應(yīng)用的部分取代。鑒于激光設(shè)備加工極具優(yōu)勢(shì)的投入產(chǎn)出比，各終端客戶以及加工廠商對(duì)此應(yīng)用的涌入逐漸認(rèn)可。

激光設(shè)備市場(chǎng)容量的不斷增長(zhǎng)，對(duì)于高端智能制造帶來(lái)了良好的勢(shì)頭，不僅在現(xiàn)有的攝像頭行業(yè)，顯示、車載、半導(dǎo)體等其他行業(yè)也均在激光設(shè)備的加持中得到制造提升，市場(chǎng)也正在享受著激光制造帶來(lái)的巨大利益。盡管受到2020年疫情的影響，經(jīng)濟(jì)體系發(fā)生一定程度的變化，但這始終是暫時(shí)的，隨著疫情受到的良好控制，激光應(yīng)用必將完成對(duì)傳統(tǒng)行業(yè)的完美接棒，在走向高端智能制造的過(guò)程中，發(fā)揮其獨(dú)特的魅力，助力技術(shù)前行。

（文/華工激光 雷小鋒）