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 fait que le traitement au laser a été largement adopté dans divers secteurs de fabrication. 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 montré 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 au 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 les produits de précision de micro-traitement laser ultra-rapide. Les lasers ultrarapides, représentés par les lasers picosecondes (10-12 secondes) et les lasers femtosecondes (10-15 secondes), ont évolué en seulement 20 ans. Ils sont entrés en usage commercial en 2010 et ont progressivement pénétré les domaines de la transformation médicale et industrielle. La Chine a commencé l’utilisation industrielle des lasers ultra-rapides en 2012, mais les produits matures n’ont émergé qu’en 2014. Avant cela, presque tous les lasers ultra-rapides étaient importés.
En 2015, les fabricants étrangers disposaient d’une technologie relativement mature, mais le coût des lasers ultra-rapides dépassait 2 millions de yuans chinois. Une seule machine de découpe laser ultra-rapide de précision a été 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. Des avancées technologiques ont rapidement eu lieu et, en 2017, plus de dix entreprises chinoises de lasers ultra-rapides étaient en concurrence avec les produits étrangers. Les lasers ultra-rapides fabriqués en Chine coûtaient seulement quelques dizaines de milliers de yuans, ce qui a obligé les produits importés à baisser leurs prix en conséquence. Pendant cette période, les lasers ultra-rapides produits localement se sont stabilisés et ont gagné du terrain dans le domaine de la faible puissance. (3W-15W). Les expéditions de lasers ultra-rapides chinois sont passées de moins de 100 unités en 2015 à 2 400 unités en 2021. En 2020, le marché chinois des lasers ultra-rapides représentait environ 2,74 milliards de yuans.
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La puissance des lasers ultrarapides continue d'atteindre de nouveaux sommets
Ces dernières années, grâce aux efforts des chercheurs chinois, des avancées significatives ont été réalisées dans la technologie laser ultra-rapide de fabrication chinoise : 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 société basée à Pékin a lancé un laser picoseconde infrarouge haute puissance de 500 W. À l’heure actuelle, la technologie laser ultra-rapide de la Chine a considérablement réduit l’écart avec les niveaux avancés en Europe et aux États-Unis, n’étant à la traîne que dans des indicateurs clés tels que la puissance maximale, la stabilité et la largeur d’impulsion minimale.
Le développement futur anticipé des lasers ultra-rapides continue de se concentrer sur l’introduction de variantes de puissance plus élevée, telles qu’un laser infrarouge picoseconde 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 du marché chinois des lasers ultra-rapides est nettement inférieur à la hausse des expéditions. Cet écart provient principalement du fait que le marché des applications en aval des lasers ultra-rapides chinois n’est pas encore complètement ouvert. La concurrence féroce entre les fabricants de lasers nationaux et étrangers, qui se livrent à des guerres de prix pour conquérir des parts de marché, associée à de nombreux processus immatures au niveau des applications et à un ralentissement du marché de l'électronique/des panneaux pour smartphones au cours des trois dernières années, a conduit de nombreux utilisateurs à hésiter à étendre leur production aux lignes laser ultra-rapides.
Contrairement à la découpe et au soudage laser visibles sur tôle, la capacité de traitement des lasers ultra-rapides permet d'accomplir des tâches dans un temps extrêmement court, exigeant des recherches approfondies dans divers processus. Actuellement, nous mentionnons souvent que les lasers ultra-rapides ont des applications matures dans la découpe de smartphones plein écran, de verre, de films PET OLED, 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. De plus, 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 ultra-rapides conviennent à de nombreux domaines, leur application réelle reste une autre affaire. Dans les industries de production 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, application significative des lasers ultra-rapides. Cela signifie un retard dans le développement des applications et des processus laser ultra-rapides, en retard sur le rythme des avancées technologiques laser.
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Le long voyage d'exploration des applications dans le 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 de métaux. Ces entreprises ne sont généralement pas de grande taille et ont des opportunités 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 exige un nombre important d’essais et d’erreurs, compte tenu des coûts d’équipement. Cette transition n’est pas un processus facile.
La découpe de panneaux de verre entiers pourrait être un point d'entrée envisageable pour les lasers ultra-rapides dans un créneau spécifique. L’adoption rapide de la découpe laser pour les écrans de verre mobiles constitue un exemple de réussite. Cependant, l’exploration des lasers ultra-rapides pour les composants de matériaux spéciaux ou les produits semi-finis dans d’autres industries nécessite plus de temps d’exploration. Actuellement, les applications laser ultrarapides restent quelque peu limitées, principalement axées sur la découpe de matériaux non métalliques. Il existe une pénurie 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 ultra-rapide de la Chine n'est pas encore élevé. Cela implique également un énorme potentiel de développement futur, avec une augmentation progressive prévue des applications de traitement laser ultra-rapide au cours de la prochaine décennie.
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