مستقبل التصنيع الدقيق فائق السرعة

تُعد المعالجة الدقيقة جزءًا أساسيًا من تصنيع الليزر. وقد تطورت من ليزرات النانوثانية الصلبة الخضراء/فوق البنفسجية المبكرة إلى ليزرات البيكوثانية والفيمتو ثانية، والآن أصبحت الليزرات فائقة السرعة هي السائدة. ما هو اتجاه التطور المستقبلي للمعالجة الدقيقة فائقة السرعة؟

كانت ليزرات الحالة الصلبة أول من اتبع مسار تقنية ليزرات الحالة الصلبة. تتميز ليزرات الحالة الصلبة بقوة خرج عالية، وثبات عالٍ، وتحكم جيد. وهي تُمثل استمرارًا مُحسّنًا لليزرات الحالة الصلبة النانوثانية/دون النانوثانية، لذا فإن استبدال ليزرات الحالة الصلبة النانوثانية بتقنية البيكو ثانية والفيمتوثانية بتقنية البيكو ثانية أمر منطقي. تحظى ليزرات الألياف بشعبية كبيرة، كما اتجهت ليزرات السرعة الفائقة نحو ليزرات الألياف، وظهرت ليزرات الألياف البيكو ثانية/الفيمتوثانية بسرعة، منافسةً ليزرات الحالة الصلبة فائقة السرعة.

من أهم ميزات الليزر فائق السرعة إمكانية الترقية من الأشعة تحت الحمراء إلى الأشعة فوق البنفسجية. تتميز معالجة ليزر بيكو ثانية بالأشعة تحت الحمراء بنتائج شبه مثالية في قطع وحفر الزجاج، والركائز الخزفية، وقطع الرقاقات، وغيرها. ومع ذلك، يمكن للضوء فوق البنفسجي، تحت تأثير نبضات فائقة القصر، تحقيق "معالجة باردة" فائقة، كما أن عملية الثقب والقطع على المادة تكاد تخلو من علامات الحرق، مما يحقق معالجة مثالية.

يتمثل التوجه التكنولوجي لليزر النبضي فائق السرعة في زيادة الطاقة ، من 3 و5 واط في بداياته إلى 100 واط حاليًا. حاليًا، تستخدم المعالجة الدقيقة في السوق طاقة تتراوح بين 20 و50 واط. وقد بدأت مؤسسة ألمانية في معالجة مشكلة الليزر فائق السرعة بمستوى كيلوواط. يمكن لسلسلة مبردات الليزر فائق السرعة S&A تلبية احتياجات التبريد لمعظم الليزر فائق السرعة في السوق، وإثراء خط إنتاج المبردات وفقًا لتغيرات السوق.

متأثرةً بعوامل مثل جائحة كوفيد-19 والبيئة الاقتصادية غير المستقرة، سيتباطأ الطلب على الإلكترونيات الاستهلاكية، كالساعات والأجهزة اللوحية، في عام 2022، وسيتراجع الطلب على الليزر فائق السرعة في لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) وشاشات العرض ومصابيح LED. ولم يتأثر قطاع الدوائر والرقائق إلا بالنمو، بينما واجهت عمليات التصنيع الدقيق بالليزر فائق السرعة تحديات في النمو.

الحل الأمثل لليزرات فائقة السرعة هو زيادة الطاقة وتطوير تطبيقات أوسع. ستصبح تقنية بيكو ثانية بقوة مائة واط معيارًا في المستقبل. تتيح ليزرات معدل التكرار العالي وطاقة النبض العالية قدرات معالجة أكبر، مثل قطع وحفر الزجاج حتى سمك 8 مم. لا يُسبب ليزر بيكو ثانية فوق البنفسجية أي إجهاد حراري تقريبًا، وهو مناسب لمعالجة المواد شديدة الحساسية، مثل قطع الدعامات وغيرها من المنتجات الطبية شديدة الحساسية.

في صناعات تجميع وتصنيع المنتجات الإلكترونية، والفضاء، والطب الحيوي، ورقاقات أشباه الموصلات، وغيرها، ستكون هناك حاجة كبيرة لتصنيع أجزاء الآلات الدقيقة، وستكون المعالجة بالليزر غير التلامسية الخيار الأمثل. مع انتعاش البيئة الاقتصادية، سيعود استخدام الليزر فائق السرعة حتمًا إلى مسار النمو المرتفع.