超快激光在玻璃加工中可進(jìn)行切割、標(biāo)記、打孔等多種應(yīng)用，隨著我們步入5G時(shí)代，結(jié)合當(dāng)今玻璃技術(shù)和玻璃加工技術(shù)兩方面的發(fā)展，尤其從5G時(shí)代對(duì)于玻璃自身特性和玻璃加工技術(shù)的要求出發(fā)，超快激光將在5G時(shí)代的玻璃加工中擁有獨(dú)具的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)與前景。
追溯人類(lèi)發(fā)展的歷史，根據(jù)人類(lèi)制作工具的材料，可以分為石器時(shí)代、青銅時(shí)代、鐵器時(shí)代，那么現(xiàn)在我們屬于什么時(shí)代？康寧公司提出，現(xiàn)在應(yīng)該叫做玻璃時(shí)代——the glass age。
為什么這樣說(shuō)？
這是因?yàn)槲覀兡壳暗娜粘Ｉ钜约拔磥?lái)技術(shù)發(fā)展已經(jīng)完全離不開(kāi)玻璃材料，無(wú)論從結(jié)構(gòu)材料還是功能材料來(lái)看，玻璃已深入到我們現(xiàn)代工業(yè)的每一個(gè)角落。
玻璃材料的應(yīng)用
如今我們步入5G時(shí)代，玻璃更是重要的基礎(chǔ)材料之一。
作為基礎(chǔ)材料，玻璃最基本的就是作為一個(gè)結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用，其中最典型的就是在消費(fèi)電子中的應(yīng)用。5G技術(shù)由于其數(shù)據(jù)帶寬極大提高，在設(shè)備的設(shè)計(jì)中對(duì)電磁兼容性的要求非常高，比如在手機(jī)中，之前的金屬邊框和金屬蓋板，很可能就會(huì)引起干擾，比如歷代蘋(píng)果手機(jī)一直就受信號(hào)問(wèn)題的困擾，最著名的就是iphone4的信號(hào)門(mén)事件，手機(jī)使用金屬邊框做天線，導(dǎo)致手握的時(shí)候直接丟失信號(hào)。因此5G時(shí)代，手機(jī)的結(jié)構(gòu)材料很可能會(huì)全部采用陶瓷和玻璃材料，甚至出現(xiàn)全玻璃手機(jī)，其實(shí)現(xiàn)在的最新手機(jī)設(shè)計(jì)，陶瓷邊框玻璃蓋板已經(jīng)廣泛應(yīng)用。
現(xiàn)在最新的一些手機(jī)設(shè)計(jì)，玻璃和陶瓷邊框、玻璃蓋板其實(shí)已經(jīng)廣泛使用了，除了消費(fèi)電子以外，隨著整體工業(yè)設(shè)計(jì)的發(fā)展，在建筑結(jié)構(gòu)和汽車(chē)領(lǐng)域，玻璃的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越多。
玻璃材料的另一個(gè)應(yīng)用則是作為功能材料的應(yīng)用。目前5G技術(shù)中比較關(guān)鍵的一個(gè)技術(shù)就是天線技術(shù)，因?yàn)?G技術(shù)會(huì)使得物聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模的鋪開(kāi)成為必然，尤其交通工具的互聯(lián)網(wǎng)是作為智能駕駛和智能城市的基礎(chǔ)，高鐵在運(yùn)行時(shí)，使用傳統(tǒng)天線的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)連接速度會(huì)大大減慢，這個(gè)在5G時(shí)代是無(wú)法接受的。為了解決這個(gè)問(wèn)題，有專(zhuān)家提出玻璃天線方案，直接把天線模組制作在玻璃表面，這樣的天線的發(fā)射和接收面積會(huì)大大增加。在實(shí)驗(yàn)中，使用玻璃天線的跑車(chē)在行駛中最高可以達(dá)到3.8 Gbps的網(wǎng)絡(luò)連接速度。若高鐵沿線可以配置這樣的天線，信號(hào)差將不再是問(wèn)題。
5G時(shí)代的玻璃特性與加工工藝
針對(duì)5G時(shí)代的種種應(yīng)用，作為基礎(chǔ)材料之一，玻璃自身特性也需要隨之發(fā)展。如前所述的玻璃在5G時(shí)代作為基礎(chǔ)材料的種種應(yīng)用，其自身的特性要隨之發(fā)展。總結(jié)為以下三個(gè)趨勢(shì)：
1）更加堅(jiān)固耐久，比如歷代的康寧大猩猩玻璃，硬度不斷提升；
2）更加柔韌，比如現(xiàn)在各種可穿戴設(shè)備、折疊屏等；
3）使用玻璃實(shí)現(xiàn)更多的功能，除了作為結(jié)構(gòu)材料和半導(dǎo)體中的封裝材料外，其自身的光學(xué)性質(zhì)，也可以作為光學(xué)器件，例如AR/VR使用的衍射光學(xué)元件，以及使用玻璃做光存儲(chǔ)的應(yīng)用。
針對(duì)玻璃的這些應(yīng)用方向，玻璃加工工藝在5G時(shí)代的要求也會(huì)變得更高：
1）效率要求。可以預(yù)測(cè)，未來(lái)幾年，用戶(hù)和終端數(shù)量都會(huì)有較大增長(zhǎng)，而從5G技術(shù)的關(guān)鍵器件發(fā)展過(guò)程中，例如TGV工藝中需要大量精密的玻璃群孔加工，技術(shù)發(fā)展和終端需求上的快速增長(zhǎng)，對(duì)玻璃加工的效率提出了更高要求。
5G技術(shù)發(fā)展和終端需求的快速增長(zhǎng)，對(duì)玻璃加工效率提出了更高要求
2）對(duì)于玻璃加工的精度也提出了更高要求。5G技術(shù)推動(dòng)了半導(dǎo)體器件和封裝技術(shù)的發(fā)展，對(duì)玻璃加工的精度也提出了更高的要求。
3）玻璃加工工藝需要不斷創(chuàng)新。技術(shù)的不斷突破創(chuàng)新，驅(qū)動(dòng)基礎(chǔ)材料加工技術(shù)的不斷創(chuàng)新。例如AR/VR、汽車(chē)中的全玻璃顯示和光存儲(chǔ)等都是目前已經(jīng)變成現(xiàn)實(shí)的以玻璃為基礎(chǔ)材料的技術(shù)創(chuàng)新。我們需要一種玻璃加工工藝，可以一直支持技術(shù)創(chuàng)新，讓概念變成現(xiàn)實(shí)。
超快激光成5G時(shí)代玻璃加工上佳選擇
可以看出，5G時(shí)代對(duì)于玻璃自身特性和玻璃加工工藝提出了更高要求，那么傳統(tǒng)的激光加工工藝是否能滿(mǎn)足這些要求呢？
1）玻璃材質(zhì)強(qiáng)度要求越來(lái)越高，給傳統(tǒng)加工方式帶來(lái)更大的困難；
2）5G元器件加工和封裝密度越來(lái)越高，傳統(tǒng)的玻璃加工可能難以同時(shí)兼顧精度和效率；
3）傳統(tǒng)工藝難以進(jìn)行復(fù)雜結(jié)構(gòu)和玻璃內(nèi)部加工，限制了技術(shù)的發(fā)展。
面對(duì)這些挑戰(zhàn)，超快激光可以解決效率、精度和復(fù)雜結(jié)構(gòu)加工的問(wèn)題，成為5G時(shí)代玻璃加工的一個(gè)上佳選擇。
未來(lái)幾年，5G技術(shù)和5G相關(guān)的消費(fèi)電子制造技術(shù)換代是玻璃加工技術(shù)發(fā)展的主要推動(dòng)力。針對(duì)5G時(shí)代玻璃加工技術(shù)的發(fā)展需求，超快激光玻璃加工技術(shù)是大勢(shì)所趨，而超快激光的優(yōu)勢(shì)將推動(dòng)玻璃加工產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級(jí)，國(guó)產(chǎn)超快激光器的普及與推廣將勢(shì)在必行。
針對(duì)超快激光器國(guó)產(chǎn)化的迫切需求，應(yīng)以全產(chǎn)業(yè)鏈的方式考慮，在核心材料、元件、器件、系統(tǒng)、成套設(shè)備、應(yīng)用工藝等方面進(jìn)行合作，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展。
