Индустриалната лазерна обработка се отличава с три основни характеристики: висока ефективност, прецизност и първокласно качество. Именно тези три характеристики са довели до широкото разпространение на лазерната обработка в различни производствени сектори. Независимо дали става въпрос за рязане на метал с висока мощност или 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 или около това време.
Развитието на ултрабързи лазери в Китай
Приложенията за лазерна обработка постепенно се диверсифицираха, фокусирайки се върху различни задачи като рязане с фибърен лазер със средна и висока мощност, заваряване на големи метални компоненти и прецизна обработка на ултрабързи лазерни микропродукти. 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 навлязоха в медицинските и промишлените сфери на обработка. Китай започна индустриалното използване 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 със сравнително зряла технология, но цената на ултрабързите лазери надхвърляше 2 милиона китайски юана. Единична прецизна ултрабърза машина за лазерно рязане е продадена за над 4 милиона юана. Високите разходи възпрепятстваха широкото приложение на ултрабързи лазери в Китай. След 2015 г. Китай ускори опитомяването на ултрабързи лазери. Технологичните пробиви се случиха бързо и до 2017 г. над десет китайски компании за ултрабързи лазери се конкурираха наравно с чуждестранни продукти. Произведените в Китай ултрабързи лазери са стрували едва десетки хиляди юани, което е принудило вносните продукти да намалят цените си съответно. През това време, произведените в страната ултрабързи лазери се стабилизираха и набраха скорост в етапа на 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 е бил приблизително 2,74 милиарда юана.
![How to Tap into the Application Market for High-Power Ultrafast Laser Equipment?]()
Силата на ултрабързите лазери продължава да достига нови висоти
През последните години, благодарение на усилията на изследователи в Китай, е постигнат значителен напредък в китайската ултрабърза лазерна технология: успешното разработване на 50W ултравиолетов пикосекунден лазер и постепенното усъвършенстване на 50W фемтосекунден лазер. През 2023 г. компания, базирана в Пекин, представи инфрачервен пикосекунден лазер с мощност 500 W. В момента ултрабързата лазерна технология на Китай 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 развитието 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 надолу по веригата не се е отворил напълно. Ожесточената конкуренция между местните и чуждестранните производители на лазери, воденето на ценови войни за заграбване 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 ултрабързи лазерни линии.
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 днешно време често споменаваме, че ултрабързите лазери имат зрели приложения при рязане на смартфони с цял 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 ясно изразено 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 ултрабързи лазерни приложения и процеси, изоставайки от темпото на напредъка на лазерните технологии.
![Laser Chillers for Cooling Ultrafast Laser Processing Equipment]()
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 са изправени пред множество изпитвания 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 внедряване 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 рязане на неметални материали. Има недостиг на приложения в по-широки области като OLED/полупроводници, което подчертава, че общото ниво на технология за ултрабърза лазерна обработка в Китай все още не е високо. Това също така предполага огромен потенциал за бъдещо развитие, с очакван постепенен скок в приложенията за ултрабърза лазерна обработка през следващото десетилетие.
![TEYU Industrial Laser Chiller Manufacturer]()