在當前發(fā)展趨勢下，市場對手機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。

手機玻璃攝像頭行業(yè)市場需求旺盛，同時激烈競爭導致價格普遍偏低。傳統(tǒng)的CNC制造工藝在實際生產(chǎn)過程中，存在著加工效率及良率偏低、需要頻繁更換刀輪、加工環(huán)境惡劣等問題，使得行業(yè)進入紅海。激光取代CNC工藝驗證緊鑼密鼓的展開，從工藝驗證上我們可以看到：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10-15個點的良率提升，制程簡化1/3，人員減少40%,制程成本降低30%以上，工廠利潤得到顯著提高的同時工作環(huán)境也能有一定改善。

激光切割玻璃工藝原理

超快激光通過聚焦頭聚焦獲得的微米級光束，具有高峰值功率密度。光束作用在玻璃材料上時，光束中心光強度比邊緣低，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)非線性光學克爾效應來產(chǎn)生自聚焦，繼續(xù)提升功率密度。直到達到某個能量閾值，材料產(chǎn)生低密度等離子體，降低材料中心折射率，實現(xiàn)光束散焦。在實際切割玻璃中，優(yōu)化聚焦系統(tǒng)及焦距，可實現(xiàn)重復性聚焦/散焦過程，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，在顯示行業(yè)內(nèi)已進行廣泛的應用。當超快激光束通過玻璃材料傳播時，同時存在克爾自聚焦和等離子體散焦，光束在兩者動態(tài)平衡中能實現(xiàn)長距離傳播，在材料中形成微米級的絲孔，這種絲孔在玻璃中能延展幾毫米的深度。直線電機控制玻璃工件相對于激光束進行運動來生成等間距的眾多絲孔，通過優(yōu)化絲孔間距產(chǎn)生沿直徑方向的微裂紋。對存在微裂紋的玻璃施加特殊的作用，可增加微裂紋處的應力，使玻璃沿微裂紋斷裂，達到切斷的目的。

針對玻璃加工而言，激光光斑可通過光學衍射器件整形成為“長條絲狀”，根據(jù)不同的玻璃厚度，需要配備相應焦深長度的切割頭。通過設備Z軸調(diào)節(jié)激光聚焦位置，確認激光切割玻璃樣品焦點；通過軟件生成切割圖檔，通過直線電機運動使玻璃樣品沿圖檔路徑移動進行激光切割，從而獲得相應圖形下的大塊玻璃切割樣品；再對整版玻璃切割產(chǎn)品進行整版的清洗、強化、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，后續(xù)可根據(jù)對應的玻璃樣品種類及厚度直接調(diào)用，即可進行產(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

玻璃切割應用解決方案解決客戶應用難題

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

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

市場的產(chǎn)品型號眾多，如何更快速簡單地切換產(chǎn)品，提高機臺的使用率，如何讓設備更智能，操作更簡單，幫助客戶減少生產(chǎn)人員投入，提高產(chǎn)量，是客戶面對的重點難題。

針對光刃系列產(chǎn)品，公司研發(fā)團隊開發(fā)全自動電動切割平臺，針對不同尺寸、厚度的產(chǎn)品實現(xiàn)輸入一鍵切換，產(chǎn)品換型時間從最初的2小時，大幅縮短至10分鐘，提高了切換效率，真正實現(xiàn)了一鍵切換，隨“型”所欲?？蛻舻漠惓D紙需要操作人員處理才能導入切割軟件，不僅增加了工作量，也會有出錯的風險，光刃系列擁有升級版軟件，友好的人機界面實現(xiàn)直接導入客戶異常圖檔便可進行加工。

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構的十字平臺結構，實現(xiàn)尺寸精度CPK高于行業(yè)標準達到1.8以上。

2019年，在傳統(tǒng)CNC加工的諸多弊端以及激光應用的不斷強勢沖擊影響下，在玻璃攝像頭行業(yè)，激光設備嶄露頭角，實現(xiàn)了對傳統(tǒng)應用的部分取代。鑒于激光設備加工極具優(yōu)勢的投入產(chǎn)出比，各終端客戶以及加工廠商對此應用的涌入逐漸認可。

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

（文/華工激光 雷小鋒）