激光切割：玻璃码盘为什么不用刀具来切

玻璃码盘要从整板上切出外圆和内孔，而且要和刻线同心。刀轮划片只擅长直线，磨削又有接触力和崩边。本文讲激光切玻璃的基本原理，它在任意轮廓、同心度和无接触方面的优势，以及热影响和后处理。

光刻做完后，码盘图形还在一整块玻璃板上。接下来要把它切成一片片圆盘：外面一个外圆，中间一个装轴的内孔。切窗玻璃用一把刀轮就够了，为什么码盘要用激光？

机械方法难在哪里

玻璃又硬又脆，常见的机械加工方式各有局限：

• 刀轮划片：先在表面划一道浅痕，再掰断。直线很好掰，封闭的圆就很难掰，内孔几乎做不了。
• 金刚石磨削、套孔：能做圆和孔，但刀具要压在玻璃上，接触力和振动容易造成崩边和微裂纹；刀具会磨损，尺寸会慢慢漂；冷却液和碎屑还可能沾污图形面。

对一片只有几十毫米大、表面有精细刻线的码盘来说，这些问题都不小。

激光怎样切玻璃

激光切玻璃靠的是让玻璃在很窄的一条线上吸收能量，通用的思路有两种：

• 热应力分离：用玻璃能强烈吸收的长波长激光（如 CO₂ 激光）沿轨迹加热，局部产生热应力，让玻璃沿预定路线裂开。
• 超短脉冲加工：普通玻璃对很多波长是透明的，但把皮秒、飞秒级的超短脉冲聚焦到玻璃内部，焦点处会发生非线性吸收，沿轨迹形成一条改性带，再分离。

具体用哪种、参数怎么定，要看玻璃种类、厚度和边缘要求。

优势一：一次定位，切得同心

这是码盘最看重的一点。见图1，切割前先用相机识别图形上的对心圈或标记，算出图形中心，然后以这个中心为基准，在同一次装夹里切内孔、切外圆。一种做法是先切内孔、再切外圆，这样切内孔时码盘还连在整板上，不会移动。

为什么同心这么重要？如果客户用内孔或外圆来定位装配，切偏的量 e 会直接变成偏心，带来每转一个周期的正弦误差，幅值约为 e ÷ r：

即使客户装配时用显微镜按对心圈找正，外圆和内孔切得同心，配合间隙也更均匀，找正更省事。

优势二：轮廓随意，没有接触力

激光走什么轨迹由程序决定。外圆、内孔、缺口、平边、异形孔都能切，换一款码盘只要换程序，不用做专门的刀具。加工时没有刀具压在玻璃上，也就没有夹紧变形、刀具磨损和冷却液污染，对薄玻璃尤其友好。

代价：热影响和后处理

激光也不是没有副作用。切口附近会有一圈受热影响的区域，可能留下微裂纹、残余应力和少量碎屑。所以：

1. 图形要和切割线留出安全距离；
2. 切割参数要按材料调好，并用首件检查边缘；
3. 切完还要磨边倒角，把切口的微裂纹磨掉；
4. 再清洗，去掉碎屑和粉尘。

磨边倒角为什么关系到码盘能用多久，会在下一篇单独讲。

小结

玻璃码盘不用刀具切，主要是因为激光能在一次定位里以图形中心为基准切出内孔和外圆，而且没有接触力、轮廓不受限制。代价是切口有热影响，需要磨边和清洗来收尾。读数半径越小，对切割同心度的要求越高。

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