Budoucnost ultrarychlého přesného obrábění

Přesné obrábění je důležitou součástí laserové výroby. Vyvinulo se od raných nanosekundových zelených/ultrafialových laserů v pevném stavu přes pikosekundové a femtosekundové lasery až po nyní se ultrarychlé lasery staly hlavním proudem. Jaký bude budoucí vývojový trend ultrarychlého přesného obrábění?

Ultrarychlé lasery byly prvními, které se vydaly cestou technologie laserů na pevnolátkové bázi. Pevnolátkové lasery se vyznačují vysokým výstupním výkonem, vysokou stabilitou a dobrou ovladatelností. Jsou modernizací nanosekundových/subnanosekundových pevnolátkových laserů, takže pikosekundové femtosekundové pevnolátkové lasery logicky nahrazují nanosekundové pevnolátkové lasery. Vláknové lasery jsou populární, ultrarychlé lasery se také posunuly směrem k vláknovým laserům a pikosekundové/femtosekundové vláknové lasery se rychle objevily a konkurují ultrarychlým laserům na pevnolátkové bázi.

Důležitou vlastností ultrarychlých laserů je přechod z infračerveného na ultrafialové záření. Infračervené pikosekundové laserové zpracování má téměř dokonalý účinek při řezání a vrtání skla, keramických substrátů, řezání destiček atd. Ultrafialové světlo však pod vlivem ultrakrátkých pulzů může dosáhnout extrémního „studeného zpracování“ a děrování a řezání materiálu téměř nezůstávají žádné stopy po opálení, což vede k dokonalému zpracování.

Technologický trend v oblasti ultrarychlých pulzních laserů spočívá ve zvyšování výkonu z počátečních 3 a 5 wattů na současnou úroveň 100 wattů. V současné době se pro přesné zpracování na trhu obvykle používá výkon 20 až 50 wattů. Německá instituce se začala zabývat problémem ultrarychlých laserů na úrovni kilowattů. Řada ultrarychlých laserových chladičů S&A dokáže uspokojit chladicí potřeby většiny ultrarychlých laserů na trhu a obohatit produktovou řadu chladičů podle změn na trhu.

V důsledku faktorů, jako je COVID-19 a nejisté ekonomické prostředí, bude poptávka po spotřební elektronice, jako jsou hodinky a tablety, v roce 2022 pomalá a poptávka po ultrarychlých laserech v oblasti desek plošných spojů (PCB), zobrazovacích panelů a LED diod bude klesat. Pohybovala se pouze oblast kruhových a čipových technologií a ultrarychlé laserové přesné obrábění se potýká s problémy s růstem.

Východiskem pro ultrarychlé lasery je zvýšení výkonu a vývoj dalších aplikačních scénářů. Stowattové pikosekundové lasery se v budoucnu stanou standardem. Lasery s vysokou opakovací frekvencí a vysokou pulzní energií umožňují ještě větší možnosti zpracování, jako je řezání a vrtání skla o tloušťce až 8 mm. UV pikosekundový laser téměř netrpí tepelným namáháním a je vhodný pro zpracování vysoce citlivých materiálů, jako je řezání stentů a dalších vysoce citlivých zdravotnických produktů.

V oblasti montáže a výroby elektronických výrobků, leteckého průmyslu, biomedicíny, polovodičových destiček a dalších odvětví bude existovat velké množství požadavků na přesné obrábění dílů a bezkontaktní laserové obrábění bude nejlepší volbou. S oživením ekonomického prostředí se aplikace ultrarychlých laserů nevyhnutelně vrátí na dráhu vysokého růstu.