Πώς να αξιοποιήσετε την αγορά εφαρμογών για εξοπλισμό λέιζερ υψηλής ισχύος και υπερταχείας φόρτισης;

Η βιομηχανική επεξεργασία με λέιζερ διαθέτει τρία βασικά χαρακτηριστικά: υψηλή απόδοση, ακρίβεια και κορυφαία ποιότητα. Αυτά τα τρία χαρακτηριστικά έχουν κάνει την επεξεργασία με λέιζερ ευρέως αποδεκτή σε διάφορους τομείς της μεταποίησης. Είτε πρόκειται για κοπή μετάλλου υψηλής ισχύος είτε για μικροεπεξεργασία σε μεσαία έως χαμηλά επίπεδα ισχύος, οι μέθοδοι λέιζερ έχουν επιδείξει σημαντικά πλεονεκτήματα σε σχέση με τις παραδοσιακές τεχνικές επεξεργασίας. Κατά συνέπεια, η επεξεργασία με λέιζερ έχει γνωρίσει ταχεία και ευρεία εφαρμογή την τελευταία δεκαετία περίπου.

Η ανάπτυξη υπερταχέων λέιζερ στην Κίνα

Οι εφαρμογές επεξεργασίας με λέιζερ έχουν σταδιακά διαφοροποιηθεί, εστιάζοντας σε διαφορετικές εργασίες όπως η κοπή με λέιζερ ινών μέσης και υψηλής ισχύος, η συγκόλληση μεγάλων μεταλλικών εξαρτημάτων και τα προϊόντα ακριβείας μικροεπεξεργασίας με λέιζερ εξαιρετικά γρήγορης ταχύτητας. Τα υπερταχέα λέιζερ, που αντιπροσωπεύονται από λέιζερ πικοδευτερολέπτων (10-12 δευτερόλεπτα) και λέιζερ φεμτοδευτερολέπτων (10-15 δευτερόλεπτα), έχουν εξελιχθεί σε διάστημα μόλις 20 ετών. Εισήλθαν σε εμπορική χρήση το 2010 και σταδιακά διείσδυσαν στους ιατρικούς και βιομηχανικούς τομείς επεξεργασίας. Η Κίνα ξεκίνησε τη βιομηχανική χρήση υπερταχέων λέιζερ το 2012, αλλά ώριμα προϊόντα εμφανίστηκαν μόλις το 2014. Πριν από αυτό, σχεδόν όλα τα υπερταχέα λέιζερ εισάγονταν.

Μέχρι το 2015, οι κατασκευαστές του εξωτερικού είχαν σχετικά ώριμη τεχνολογία, ωστόσο το κόστος των υπερταχέων λέιζερ ξεπέρασε τα 2 εκατομμύρια κινεζικά γιουάν. Μια μηχανή κοπής λέιζερ ακριβείας με υπερταχεία τιμή πωλήθηκε για πάνω από 4 εκατομμύρια γιουάν. Το υψηλό κόστος εμπόδισε την ευρεία εφαρμογή των υπερταχέων λέιζερ στην Κίνα. Μετά το 2015, η Κίνα επιτάχυνε την εξημέρωση των υπερταχέων λέιζερ. Οι τεχνολογικές ανακαλύψεις σημειώθηκαν γρήγορα και μέχρι το 2017, πάνω από δέκα κινεζικές εταιρείες υπερταχέων λέιζερ ανταγωνίζονταν στο ίδιο επίπεδο με τα ξένα προϊόντα. Η τιμή των υπερταχέων λέιζερ κινεζικής κατασκευής ήταν μόλις δεκάδες χιλιάδες γιουάν, αναγκάζοντας τα εισαγόμενα προϊόντα να μειώσουν ανάλογα τις τιμές τους. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, τα εγχώρια παραγόμενα υπερταχέα λέιζερ σταθεροποιήθηκαν και κέρδισαν έδαφος στο στάδιο χαμηλής ισχύος (3W-15W). Οι αποστολές κινεζικών υπερταχέων λέιζερ αυξήθηκαν από λιγότερες από 100 μονάδες το 2015 σε 2.400 μονάδες το 2021. Το 2020, η κινεζική αγορά υπερταχέων λέιζερ ήταν περίπου 2,74 δισεκατομμύρια γιουάν.

Η δύναμη των υπερταχέων λέιζερ συνεχίζει να φτάνει σε νέα ύψη

Τα τελευταία χρόνια, χάρη στις προσπάθειες ερευνητών στην Κίνα, έχουν σημειωθεί σημαντικές εξελίξεις στην τεχνολογία υπερταχέων λέιζερ κινεζικής κατασκευής: η επιτυχημένη ανάπτυξη ενός υπεριώδους λέιζερ πικοδευτερολέπτων 50W και η σταδιακή ωρίμανση ενός λέιζερ φεμτοδευτερολέπτων 50W. Το 2023, μια εταιρεία με έδρα το Πεκίνο παρουσίασε ένα υπέρυθρο λέιζερ πικοδευτερολέπτων υψηλής ισχύος 500W. Επί του παρόντος, η τεχνολογία υπερταχέων λέιζερ της Κίνας έχει μειώσει σημαντικά το χάσμα με τα προηγμένα επίπεδα στην Ευρώπη και τις Ηνωμένες Πολιτείες, υστερώντας μόνο σε βασικούς δείκτες όπως η μέγιστη ισχύς, η σταθερότητα και το ελάχιστο πλάτος παλμού.

Η αναμενόμενη μελλοντική ανάπτυξη υπερταχέων λέιζερ συνεχίζει να επικεντρώνεται στην εισαγωγή παραλλαγών υψηλότερης ισχύος, όπως ένα υπέρυθρο πικοδευτερόλεπτο 1000W και ένα φεμτοδευτερόλεπτο λέιζερ 500W, με συνεχείς βελτιώσεις στο πλάτος παλμού. Καθώς η τεχνολογία εξελίσσεται, αναμένεται να ξεπεραστούν ορισμένα σημεία συμφόρησης στην εφαρμογή.

Η εγχώρια ζήτηση στην Κίνα ακολουθεί την ανάπτυξη της παραγωγικής ικανότητας λέιζερ

Ο ρυθμός ανάπτυξης της αγοράς υπερταχέων λέιζερ της Κίνας υστερεί σημαντικά σε σχέση με την αύξηση των αποστολών. Αυτή η απόκλιση πηγάζει κυρίως από το γεγονός ότι η αγορά εφαρμογών για κινεζικά υπερταχέα λέιζερ δεν έχει ανοίξει πλήρως. Ο έντονος ανταγωνισμός μεταξύ εγχώριων και ξένων κατασκευαστών λέιζερ, η εμπλοκή σε πολέμους τιμών για την κατάκτηση μεριδίου αγοράς, σε συνδυασμό με πολλές ανώριμες διαδικασίες στο τέλος της εφαρμογής και μια ύφεση στην αγορά ηλεκτρονικών/πάνελ smartphone τα τελευταία τρία χρόνια, έχει οδηγήσει πολλούς χρήστες να διστάσουν να επεκτείνουν την παραγωγή τους σε γραμμές υπερταχέων λέιζερ.

Σε αντίθεση με την κοπή και συγκόλληση με ορατό λέιζερ σε λαμαρίνα, η ικανότητα επεξεργασίας των υπερταχέων λέιζερ ολοκληρώνει εργασίες σε εξαιρετικά σύντομο χρονικό διάστημα, απαιτώντας εκτεταμένη έρευνα σε διάφορες διαδικασίες. Σήμερα, αναφέρουμε συχνά ότι τα υπερταχέα λέιζερ έχουν ώριμες εφαρμογές στην κοπή smartphone πλήρους οθόνης, γυαλιού, μεμβράνης OLED PET, εύκαμπτων πλακετών FPC, ηλιακών κυψελών PERC, κοπής πλακετών και διάτρησης τυφλών οπών σε πλακέτες κυκλωμάτων, μεταξύ άλλων τομέων. Επιπλέον, η σημασία τους είναι έντονη στους τομείς της αεροδιαστημικής και της άμυνας για τη διάτρηση και την κοπή ειδικών εξαρτημάτων.

Αξίζει να σημειωθεί ότι, ενώ υποστηρίζεται ότι τα υπερταχέα λέιζερ είναι κατάλληλα για πολλούς τομείς, η πραγματική τους εφαρμογή παραμένει ένα διαφορετικό ζήτημα. Σε βιομηχανίες με μεγάλης κλίμακας παραγωγή, όπως υλικά ημιαγωγών, τσιπ, πλακέτες, PCB, πλακέτες με επικάλυψη χαλκού και SMT, υπάρχουν λίγες, αν όχι καθόλου, σημαντικές εφαρμογές υπερταχέων λέιζερ. Αυτό υποδηλώνει μια υστέρηση στην ανάπτυξη εφαρμογών και διαδικασιών υπερταχέων λέιζερ, η οποία υστερεί σε σχέση με τον ρυθμό των εξελίξεων στην τεχνολογία λέιζερ.

Το μακρύ ταξίδι της εξερεύνησης εφαρμογών στην υπερταχεία επεξεργασία λέιζερ

Στην Κίνα, ο αριθμός των εταιρειών που ειδικεύονται σε εξοπλισμό ακριβείας λέιζερ είναι σχετικά μικρός, αντιπροσωπεύοντας μόνο περίπου το 1/20 των επιχειρήσεων κοπής μετάλλων με λέιζερ. Αυτές οι εταιρείες γενικά δεν είναι μεγάλης κλίμακας και έχουν περιορισμένες ευκαιρίες για ανάπτυξη διεργασιών σε κλάδους όπως τα τσιπ, τα PCB και τα πάνελ. Επιπλέον, οι βιομηχανίες με ώριμες διαδικασίες παραγωγής σε εφαρμογές τερματικών συχνά αντιμετωπίζουν πολυάριθμες δοκιμές και επικυρώσεις κατά τη μετάβαση στη μικροεπεξεργασία με λέιζερ. Η ανακάλυψη αξιόπιστων νέων λύσεων διεργασιών απαιτεί σημαντικές δοκιμές και σφάλματα, λαμβάνοντας υπόψη το κόστος του εξοπλισμού. Αυτή η μετάβαση δεν είναι εύκολη διαδικασία.

Η κοπή γυαλιού σε ολόκληρα πάνελ μπορεί να αποτελέσει ένα εφικτό σημείο εισόδου για υπερταχέα λέιζερ σε μια συγκεκριμένη αγορά. Η ταχεία υιοθέτηση της κοπής με λέιζερ για κινητές γυάλινες οθόνες αποτελεί ένα επιτυχημένο παράδειγμα. Ωστόσο, η εμβάθυνση σε υπερταχέα λέιζερ για ειδικά υλικά ή ημιτελή προϊόντα σε άλλους κλάδους απαιτεί περισσότερο χρόνο για εξερεύνηση. Επί του παρόντος, οι εφαρμογές υπερταχέων λέιζερ παραμένουν κάπως περιορισμένες, εστιάζοντας κυρίως στην κοπή μη μεταλλικών υλικών. Υπάρχει σπανιότητα εφαρμογών σε ευρύτερους τομείς όπως οι OLED/ημιαγωγοί, γεγονός που υπογραμμίζει ότι το συνολικό επίπεδο τεχνολογίας επεξεργασίας υπερταχέων λέιζερ στην Κίνα δεν είναι ακόμη υψηλό. Αυτό υποδηλώνει επίσης τεράστιες δυνατότητες μελλοντικής ανάπτυξης, με αναμενόμενη σταδιακή αύξηση των εφαρμογών επεξεργασίας υπερταχέων λέιζερ κατά την επόμενη δεκαετία.