آینده ماشینکاری دقیق فوق سریع

ماشینکاری دقیق بخش مهمی از تولید لیزری است. این صنعت از لیزرهای جامد نانوثانیه‌ای سبز/فرابنفش اولیه تا لیزرهای پیکوثانیه‌ای و فمتوثانیه‌ای توسعه یافته است و اکنون لیزرهای فوق سریع جریان اصلی هستند. روند توسعه آینده ماشینکاری دقیق فوق سریع چگونه خواهد بود؟

لیزرهای فوق سریع اولین لیزرهایی بودند که مسیر فناوری لیزر حالت جامد را دنبال کردند. لیزرهای حالت جامد دارای ویژگی‌های توان خروجی بالا، پایداری بالا و کنترل خوب هستند. آنها ادامه ارتقاء لیزرهای حالت جامد نانوثانیه/زیر نانوثانیه هستند، بنابراین لیزرهای حالت جامد پیکوثانیه فمتوثانیه جایگزین لیزرهای حالت جامد نانوثانیه منطقی هستند. لیزرهای فیبری محبوب هستند، لیزرهای فوق سریع نیز به سمت لیزرهای فیبری حرکت کرده‌اند و لیزرهای فیبری پیکوثانیه/فمتوثانیه به سرعت ظهور کرده‌اند و با لیزرهای فوق سریع جامد رقابت می‌کنند.

یکی از ویژگی‌های مهم لیزرهای فوق سریع، ارتقاء از مادون قرمز به فرابنفش است. پردازش لیزری پیکوثانیه‌ای مادون قرمز تقریباً تأثیر کاملی در برش و سوراخکاری شیشه، زیرلایه‌های سرامیکی، برش ویفر و غیره دارد. با این حال، نور فرابنفش تحت تأثیر پالس‌های فوق کوتاه می‌تواند به "پردازش سرد" تا حد زیادی دست یابد و پانچ و برش روی ماده تقریباً هیچ اثری از سوختگی ندارد و به پردازش کامل دست می‌یابد.

روند توسعه فناوری لیزر پالس فوق کوتاه، افزایش توان از ۳ وات و ۵ وات در روزهای اولیه به سطح ۱۰۰ وات فعلی است. در حال حاضر، پردازش دقیق در بازار عموماً از ۲۰ وات تا ۵۰ وات توان استفاده می‌کند. و یک موسسه آلمانی شروع به مقابله با مشکل لیزرهای فوق سریع در سطح کیلووات کرده است. سری چیلر لیزر فوق سریع S&A می‌تواند نیازهای خنک‌کننده اکثر لیزرهای فوق سریع موجود در بازار را برآورده کند و خط تولید چیلر S&A را با توجه به تغییرات بازار غنی‌تر سازد.

تحت تأثیر عواملی مانند کووید-۱۹ و محیط اقتصادی نامطمئن، تقاضا برای لوازم الکترونیکی مصرفی مانند ساعت و تبلت در سال ۲۰۲۲ کند خواهد بود و تقاضا برای لیزرهای فوق سریع در PCB (برد مدار چاپی)، پنل‌های نمایشگر و LED کاهش خواهد یافت. تنها میدان‌های دایره‌ای و تراشه‌ای رونق گرفته‌اند و ماشینکاری دقیق لیزر فوق سریع با چالش‌های رشد مواجه شده است.

راه نجات لیزرهای فوق سریع، افزایش قدرت و توسعه سناریوهای کاربردی بیشتر است. لیزرهای صد وات پیکوثانیه در آینده به استاندارد تبدیل خواهند شد. لیزرهای با نرخ تکرار بالا و انرژی پالس بالا، قابلیت‌های پردازشی حتی بیشتری مانند برش و سوراخکاری شیشه تا ضخامت 8 میلی‌متر را فراهم می‌کنند. لیزر پیکوثانیه فرابنفش تقریباً هیچ تنش حرارتی ندارد و برای پردازش مواد بسیار حساس، مانند برش استنت‌ها و سایر محصولات پزشکی بسیار حساس، مناسب است.

در مونتاژ و تولید محصولات الکترونیکی، هوافضا، زیست‌پزشکی، ویفر نیمه‌هادی و سایر صنایع، تعداد زیادی از قطعات با دقت ماشینکاری بالا مورد نیاز خواهند بود و پردازش لیزری غیرتماسی بهترین انتخاب خواهد بود. هنگامی که محیط اقتصادی بهبود یابد، کاربرد لیزرهای فوق سریع ناگزیر به مسیر رشد بالا باز خواهد گشت.