Как да се възползвате от пазара на приложения за високомощно ултрабързо лазерно оборудване?

Индустриалната лазерна обработка се отличава с три основни характеристики: висока ефективност, прецизност и първокласно качество. Именно тези три характеристики са довели до широкото ѝ приложение в различни производствени сектори. Независимо дали става въпрос за рязане на метал с висока мощност или за микрообработка със средни до ниски нива на мощност, лазерните методи показват значителни предимства пред традиционните техники за обработка. Следователно, лазерната обработка е получила бързо и широко приложение през последното десетилетие.

Развитието на ултрабързи лазери в Китай

Приложенията за лазерна обработка постепенно се диверсифицираха, фокусирайки се върху различни задачи като рязане с фибро лазер със средна и висока мощност, заваряване на големи метални компоненти и ултрабърза лазерна микрообработка на прецизни продукти. Ултрабързите лазери, представени от пикосекундни лазери (10-12 секунди) и фемтосекундни лазери (10-15 секунди), са се развили само за 20 години. Те навлязоха в търговска употреба през 2010 г. и постепенно проникнаха в медицинските и индустриалните области на обработката. Китай започна индустриалната употреба на ултрабързи лазери през 2012 г., но зрели продукти се появиха едва през 2014 г. Преди това почти всички ултрабързи лазери бяха вносни.

До 2015 г. чуждестранните производители разполагаха с относително зряла технология, но цената на ултрабързите лазери надхвърляше 2 милиона китайски юана. Една прецизна ултрабърза машина за лазерно рязане се продаваше за над 4 милиона юана. Високите разходи възпрепятстваха широкото приложение на ултрабързите лазери в Китай. След 2015 г. Китай ускори внедряването на ултрабързи лазери. Технологичните пробиви настъпиха бързо и до 2017 г. над десет китайски компании за ултрабързи лазери се конкурираха наравно с чуждестранните продукти. Произведените в Китай ултрабързи лазери се оценяваха на едва десетки хиляди юана, което принуди вносните продукти да намалят цените си съответно. През това време произведените в страната ултрабързи лазери се стабилизираха и набраха скорост в етапа с ниска мощност (3W-15W). Доставките на китайски ултрабързи лазери скочиха от по-малко от 100 бройки през 2015 г. до 2400 бройки през 2021 г. През 2020 г. китайският пазар на ултрабързи лазери беше приблизително 2,74 милиарда юана.

Силата на ултрабързите лазери продължава да достига нови висоти

През последните години, благодарение на усилията на изследователи в Китай, се наблюдава значителен напредък в китайската ултрабърза лазерна технология: успешното разработване на 50W ултравиолетов пикосекунден лазер и постепенното развитие на 50W фемтосекунден лазер. През 2023 г. компания, базирана в Пекин, представи 500W инфрачервен пикосекунден лазер с висока мощност. В момента китайската ултрабърза лазерна технология значително е намалила разликата с напредналите нива в Европа и Съединените щати, изоставайки само по ключови показатели като максимална мощност, стабилност и минимална ширина на импулса.

Очакваното бъдещо развитие на ултрабързите лазери продължава да се фокусира върху въвеждането на варианти с по-висока мощност, като например 1000W инфрачервен пикосекунден лазер и 500W фемтосекунден лазер, с непрекъснати подобрения в ширината на импулса. С напредването на технологиите се очаква някои пречки в приложението да бъдат преодолени.

Търсенето на вътрешния пазар в Китай изостава от развитието на капацитета за лазерно производство

Темпът на растеж на пазара на ултрабързи лазери в Китай значително изостава от скока в доставките. Това несъответствие произтича главно от факта, че пазарът на приложения за китайски ултрабързи лазери не се е отворил напълно. Ожесточената конкуренция между местните и чуждестранните производители на лазери, воденето на ценови войни за завладяване на пазарен дял, съчетана с много незрели процеси в приложния сектор и спад на пазара на електроника/панели за смартфони през последните три години, накара много потребители да се колебаят дали да разширят производството си към линии за ултрабързи лазери.

За разлика от видимото лазерно рязане и заваряване на ламарина, възможностите за обработка на ултрабързите лазери изпълняват задачи за изключително кратко време, което изисква обширни изследвания в различни процеси. В момента често споменаваме, че ултрабързите лазери имат зрели приложения при рязане на смартфони с пълен екран, стъкло, OLED PET фолио, гъвкави FPC платки, PERC слънчеви клетки, рязане на пластини и пробиване на слепи отвори в печатни платки, наред с други области. Освен това, тяхното значение е подчертано в аерокосмическия и отбранителния сектор за пробиване и рязане на специални компоненти.

Струва си да се отбележи, че макар да се твърди, че ултрабързите лазери са подходящи за множество области, реалното им приложение си остава различен въпрос. В индустрии с мащабно производство, като полупроводникови материали, чипове, пластини, печатни платки, платки с медно покритие и SMT, има малко, ако изобщо има такива, значителни приложения на ултрабързите лазери. Това показва изоставане в развитието на приложенията и процесите на ултрабързите лазери, изоставайки от темпото на напредъка на лазерните технологии.

Дългото пътуване на изследване на приложенията в ултрабързата лазерна обработка

В Китай броят на компаниите, специализирани в прецизно лазерно оборудване, е сравнително малък, като представлява само около 1/20 от предприятията за лазерно рязане на метал. Тези компании обикновено не са големи по мащаб и имат ограничени възможности за разработване на процеси в индустрии като чипове, печатни платки и панели. Освен това, индустриите със зрели производствени процеси в терминални приложения често се сблъскват с множество опити и валидации при преминаване към лазерна микрообработка. Откриването на надеждни нови технологични решения изисква значителен опит и грешки, като се имат предвид разходите за оборудване. Този преход не е лесен процес.

Рязането на цяло стъкло може да бъде възможна входна точка за ултрабързите лазери в специфична ниша. Бързото приемане на лазерното рязане за мобилни стъклени екрани е успешен пример. Въпреки това, задълбочаването в ултрабързите лазери за специални материални компоненти или полуготови продукти в други индустрии изисква повече време за проучване. В момента приложенията на ултрабързите лазери остават донякъде ограничени, фокусирани предимно върху рязането на неметални материали. Има недостиг на приложения в по-широки области като OLED/полупроводници, което подчертава, че общото ниво на технологията за ултрабърза лазерна обработка в Китай все още не е високо. Това също предполага огромен потенциал за бъдещо развитие, с очакван постепенен скок в приложенията за ултрабърза лазерна обработка през следващото десетилетие.