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Control preciso de temperatura para sistemas láser y aplicaciones industriales desde 2002
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El procesamiento láser industrial cuenta con tres características fundamentales: alta eficiencia, precisión y calidad de primer nivel. Actualmente, solemos mencionar que los láseres ultrarrápidos tienen aplicaciones maduras en el corte de teléfonos inteligentes de pantalla completa, vidrio, películas OLED PET, placas flexibles FPC, células solares PERC, corte de obleas y perforación de orificios ciegos en placas de circuitos, entre otros campos. Además, su importancia es marcada en los sectores aeroespacial y de defensa para la perforación y corte de componentes especiales.
El procesamiento láser industrial cuenta con tres características fundamentales: alta eficiencia, precisión y calidad de primer nivel. Son estas tres características las que han hecho que el procesamiento láser sea ampliamente adoptado en varios sectores manufactureros. Ya sea corte de metales de alta potencia o microprocesamiento a niveles de potencia medios a bajos, los métodos láser han mostrado ventajas significativas sobre las técnicas de procesamiento tradicionales. En consecuencia, el procesamiento láser ha tenido una aplicación rápida y generalizada durante la última década aproximadamente.
El desarrollo de láseres ultrarrápidos en China
Las aplicaciones de procesamiento láser se han diversificado gradualmente, centrándose en diferentes tareas, como el corte por láser de fibra de potencia media y alta, la soldadura de componentes metálicos de gran tamaño y productos de precisión de microprocesamiento láser ultrarrápido. Los láseres ultrarrápidos, representados por láseres de picosegundos (10 a 12 segundos) y láseres de femtosegundos (10 a 15 segundos), han evolucionado en sólo 20 años. Entraron en uso comercial en 2010 y gradualmente penetraron en los dominios de procesamiento médico e industrial. China inició el uso industrial de láseres ultrarrápidos en 2012, pero los productos maduros no surgieron hasta 2014. Antes de esto, casi todos los láseres ultrarrápidos eran importados.
En 2015, los fabricantes extranjeros tenían una tecnología relativamente madura, pero el coste de los láseres ultrarrápidos superaba los 2 millones de yuanes chinos. Una única máquina de corte por láser ultrarrápida de precisión se vendió por más de 4 millones de yuanes. Los elevados costes obstaculizaron la aplicación generalizada de láseres ultrarrápidos en China. Después de 2015, China aceleró la domesticación de láseres ultrarrápidos. Los avances tecnológicos se produjeron rápidamente y, en 2017, más de diez empresas chinas de láseres ultrarrápidos competían a la par con productos extranjeros. Los láseres ultrarrápidos fabricados en China tenían un precio de sólo decenas de miles de yuanes, lo que obligó a los productos importados a bajar sus precios en consecuencia. Durante ese tiempo, los láseres ultrarrápidos de producción nacional se estabilizaron y ganaron terreno en la etapa de baja potencia. (3W-15W). Los envíos de láseres ultrarrápidos chinos aumentaron de menos de 100 unidades en 2015 a 2.400 unidades en 2021. En 2020, el mercado chino de láseres ultrarrápidos ascendía a aproximadamente 2.740 millones de yuanes.
El poder de los láseres ultrarrápidos sigue alcanzando nuevas alturas
En los últimos años, gracias a los esfuerzos de investigadores en China, se han producido avances significativos en la tecnología láser ultrarrápida de fabricación china: el desarrollo exitoso de un láser ultravioleta de picosegundo de 50 W y la madurez gradual de un láser de femtosegundo de 50 W. En 2023, una empresa con sede en Beijing presentó un láser infrarrojo de picosegundos de alta potencia de 500 W. Actualmente, la tecnología láser ultrarrápida de China ha reducido considerablemente la brecha con los niveles avanzados de Europa y Estados Unidos, quedando rezagada sólo en indicadores clave como potencia máxima, estabilidad y ancho de pulso mínimo.
El desarrollo futuro previsto de láseres ultrarrápidos continúa centrándose en la introducción de variantes de mayor potencia, como un láser de picosegundo infrarrojo de 1000 W y un láser de femtosegundo de 500 W, con mejoras continuas en el ancho del pulso. A medida que avanza la tecnología, se espera que se superen ciertos obstáculos en la aplicación.
La demanda del mercado interno en China va a la zaga del desarrollo de la capacidad de producción de láser
La tasa de crecimiento del tamaño del mercado de láseres ultrarrápidos de China está significativamente por detrás del aumento de los envíos. Esta discrepancia se debe principalmente al hecho de que el mercado de aplicaciones posteriores para los láseres ultrarrápidos chinos no se ha abierto completamente. La feroz competencia entre los fabricantes de láser nacionales y extranjeros, las guerras de precios para hacerse con la cuota de mercado, junto con muchos procesos inmaduros en el extremo de las aplicaciones y una desaceleración en el mercado de paneles y electrónica para teléfonos inteligentes en los últimos tres años, ha llevado a muchos usuarios a dudar en ampliando su producción a líneas láser ultrarrápidas.
A diferencia del corte y la soldadura por láser visible en chapa, la capacidad de procesamiento de los láseres ultrarrápidos completa las tareas en un tiempo extremadamente corto, lo que exige una investigación exhaustiva en diversos procesos. Actualmente, solemos mencionar que los láseres ultrarrápidos tienen aplicaciones maduras en el corte de teléfonos inteligentes de pantalla completa, vidrio, películas OLED PET, placas flexibles FPC, células solares PERC, corte de obleas y perforación de orificios ciegos en placas de circuitos, entre otros campos. Además, su importancia es marcada en los sectores aeroespacial y de defensa para la perforación y corte de componentes especiales.
Vale la pena señalar que, si bien se afirma que los láseres ultrarrápidos son adecuados para numerosos campos, su aplicación real sigue siendo un asunto diferente. En industrias con producción a gran escala, como materiales semiconductores, chips, obleas, PCB, placas revestidas de cobre y SMT, hay pocas aplicaciones significativas, si es que hay alguna, de láseres ultrarrápidos. Esto significa un retraso en el desarrollo de aplicaciones y procesos láser ultrarrápidos, a la zaga del ritmo de los avances de la tecnología láser.
El largo viaje de exploración de aplicaciones en procesamiento láser ultrarrápido
En China, el número de empresas especializadas en equipos láser de precisión es relativamente pequeño y representa sólo alrededor de 1/20 de las empresas de corte por láser de metales. Estas empresas generalmente no son de gran escala y tienen oportunidades limitadas para el desarrollo de procesos en industrias como chips, PCB y paneles. Además, las industrias con procesos de producción maduros en aplicaciones terminales a menudo enfrentan numerosas pruebas y validaciones cuando hacen la transición al microprocesamiento láser. Descubrir nuevas soluciones de procesos confiables exige pruebas y errores importantes, considerando los costos de los equipos. Esta transición no es un proceso fácil.
El corte de paneles completos de vidrio podría ser un punto de entrada factible para los láseres ultrarrápidos en un nicho específico. La rápida adopción del corte por láser para pantallas de vidrio móviles es un ejemplo exitoso. Sin embargo, profundizar en láseres ultrarrápidos para componentes de materiales especiales o productos semiacabados en otras industrias requiere más tiempo de exploración. Actualmente, las aplicaciones del láser ultrarrápido siguen siendo algo limitadas y se centran principalmente en el corte de materiales no metálicos. Hay escasez de aplicaciones en campos más amplios como OLED/semiconductores, lo que pone de relieve que el nivel general de tecnología de procesamiento láser ultrarrápido de China aún no es alto. Esto también implica un enorme potencial para el desarrollo futuro, con un aumento gradual previsto en las aplicaciones de procesamiento láser ultrarrápido durante la próxima década.
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