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Le traitement laser industriel présente trois caractéristiques essentielles : une efficacité élevée, une précision et une qualité de premier ordre. Actuellement, nous mentionnons souvent que les lasers ultrarapides ont des applications matures dans la découpe de smartphones plein écran, de verre, de films OLED PET, de cartes flexibles FPC, de cellules solaires PERC, de découpe de plaquettes et de perçage de trous borgnes dans les circuits imprimés, entre autres domaines. En outre, leur importance est prononcée dans les secteurs de l'aérospatiale et de la défense pour le perçage et la découpe de composants spéciaux.
Le traitement laser industriel présente trois caractéristiques essentielles : une efficacité élevée, une précision et une qualité de premier ordre. Ce sont ces trois caractéristiques qui ont permis au traitement laser d’être largement adopté dans divers secteurs manufacturiers. Qu'il s'agisse de découpe de métaux à haute puissance ou de micro-traitement à des niveaux de puissance moyens à faibles, les méthodes laser ont présenté des avantages significatifs par rapport aux techniques de traitement traditionnelles. Par conséquent, le traitement au laser a connu une application rapide et généralisée au cours de la dernière décennie.
Le développement des lasers ultrarapides en Chine
Les applications de traitement laser se sont progressivement diversifiées, se concentrant sur différentes tâches telles que la découpe laser à fibre de moyenne et haute puissance, le soudage de gros composants métalliques et le micro-traitement laser ultrarapide de produits de précision. Les lasers ultrarapides, représentés par les lasers picoseconde (10-12 secondes) et les lasers femtoseconde (10-15 secondes), ont évolué en seulement 20 ans. Ils sont entrés en utilisation commerciale en 2010 et ont progressivement pénétré les domaines de la transformation médicale et industrielle. La Chine a lancé l’utilisation industrielle des lasers ultrarapides en 2012, mais les produits matures n’ont émergé qu’en 2014. Avant cela, presque tous les lasers ultrarapides étaient importés.
En 2015, les fabricants étrangers disposaient d’une technologie relativement mature, mais le coût des lasers ultrarapides dépassait les 2 millions de yuans chinois. Une machine de découpe laser ultrarapide de précision unique s'est vendue pour plus de 4 millions de yuans. Les coûts élevés ont entravé l’application généralisée des lasers ultrarapides en Chine. Après 2015, la Chine a accéléré la domestication des lasers ultrarapides. Les percées technologiques se sont produites rapidement et, en 2017, plus de dix entreprises chinoises de laser ultrarapide étaient en concurrence avec les produits étrangers. Les lasers ultrarapides fabriqués en Chine coûtaient seulement des dizaines de milliers de yuans, obligeant les produits importés à baisser leurs prix en conséquence. Pendant cette période, les lasers ultrarapides produits localement se sont stabilisés et ont gagné du terrain dans la phase de faible puissance. (3W-15W). Les expéditions de lasers ultrarapides chinois sont passées de moins de 100 unités en 2015 à 2 400 unités en 2021. En 2020, le marché chinois des lasers ultrarapides représentait environ 2,74 milliards de yuans.
La puissance des lasers ultrarapides continue d’atteindre de nouveaux sommets
Ces dernières années, grâce aux efforts des chercheurs chinois, des progrès significatifs ont été réalisés dans la technologie laser ultrarapide fabriquée en Chine : le développement réussi d'un laser picoseconde ultraviolet de 50 W et la maturité progressive d'un laser femtoseconde de 50 W. En 2023, une entreprise basée à Pékin a introduit un laser picoseconde infrarouge haute puissance de 500 W. Actuellement, la technologie laser ultrarapide de la Chine a considérablement réduit l'écart avec les niveaux avancés en Europe et aux États-Unis, en retard uniquement sur des indicateurs clés tels que la puissance maximale, la stabilité et la largeur d'impulsion minimale.
Le développement futur prévu des lasers ultrarapides continue de se concentrer sur l’introduction de variantes de puissance plus élevée, telles qu’une picoseconde infrarouge de 1 000 W et un laser femtoseconde de 500 W, avec des améliorations continues de la largeur d’impulsion. À mesure que la technologie progresse, certains goulots d’étranglement dans l’application devraient être surmontés.
La demande du marché intérieur chinois est à la traîne par rapport au développement de la capacité de production laser
Le taux de croissance de la taille du marché chinois des lasers ultrarapides est nettement en retard par rapport à l'augmentation des expéditions. Cet écart vient principalement du fait que le marché des applications en aval des lasers ultrarapides chinois ne s'est pas complètement ouvert. La concurrence féroce entre les fabricants de laser nationaux et étrangers, s'engageant dans des guerres de prix pour conquérir des parts de marché, associée à de nombreux processus immatures du côté des applications et au ralentissement du marché de l'électronique et des panneaux pour smartphones au cours des trois dernières années, a conduit de nombreux utilisateurs à hésiter. étendre leur production sur des lignes laser ultrarapides.
Contrairement à la découpe et au soudage laser visibles dans la tôle, la capacité de traitement des lasers ultrarapides permet d'accomplir des tâches dans un temps extrêmement court, exigeant des recherches approfondies dans divers processus. Actuellement, nous mentionnons souvent que les lasers ultrarapides ont des applications matures dans la découpe de smartphones plein écran, de verre, de films OLED PET, de cartes flexibles FPC, de cellules solaires PERC, de découpe de plaquettes et de perçage de trous borgnes dans les circuits imprimés, entre autres domaines. En outre, leur importance est prononcée dans les secteurs de l'aérospatiale et de la défense pour le perçage et la découpe de composants spéciaux.
Il convient de noter que même si l’on prétend que les lasers ultrarapides conviennent à de nombreux domaines, leur application réelle reste une autre affaire. Dans les industries produisant à grande échelle comme les matériaux semi-conducteurs, les puces, les plaquettes, les PCB, les cartes cuivrées et les SMT, il existe peu, voire aucune, d'applications significatives des lasers ultrarapides. Cela signifie un retard dans le développement d’applications et de processus laser ultrarapides, en retard par rapport aux progrès de la technologie laser.
Le long voyage d’exploration des applications du traitement laser ultrarapide
En Chine, le nombre d'entreprises spécialisées dans les équipements laser de précision est relativement faible, ne représentant qu'environ 1/20 des entreprises de découpe laser des métaux. Ces entreprises ne sont généralement pas de grande envergure et disposent de possibilités limitées de développement de processus dans des secteurs tels que les puces, les PCB et les panneaux. De plus, les industries dotées de processus de production matures dans les applications terminales sont souvent confrontées à de nombreux essais et validations lors de la transition vers le micro-traitement laser. La découverte de nouvelles solutions de processus fiables nécessite de nombreux essais et erreurs, compte tenu des coûts d'équipement. Cette transition n'est pas un processus facile.
La découpe de verre sur panneau entier pourrait constituer un point d’entrée réalisable pour les lasers ultrarapides dans un créneau spécifique. L’adoption rapide de la découpe laser pour les écrans de verre mobiles en est un exemple réussi. Cependant, se lancer dans les lasers ultrarapides pour fabriquer des composants en matériaux spéciaux ou des produits semi-finis dans d'autres industries nécessite plus de temps d'exploration. Actuellement, les applications du laser ultrarapide restent quelque peu limitées, principalement axées sur la découpe de matériaux non métalliques. Il y a une rareté d'applications dans des domaines plus larges comme les OLED/semi-conducteurs, ce qui souligne que le niveau global de la technologie de traitement laser ultrarapide de la Chine n'est pas encore élevé. Cela implique également un énorme potentiel de développement futur, avec une augmentation progressive attendue des applications de traitement laser ultrarapide au cours de la prochaine décennie.
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