Il futuro della lavorazione di precisione ultraveloce

La lavorazione di precisione è una componente fondamentale della produzione laser. Si è evoluta dai primi laser a stato solido a nanosecondi verdi/ultravioletti, passando per i laser a picosecondi e femtosecondi, fino ad arrivare ai laser ultrarapidi, che oggi rappresentano la tecnologia dominante. Quale sarà la futura tendenza evolutiva della lavorazione di precisione ultrarapida?

I laser ultrarapidi sono stati i primi a seguire la strada della tecnologia laser a stato solido. I laser a stato solido sono caratterizzati da elevata potenza di uscita, alta stabilità e buon controllo. Rappresentano la continuazione e l'evoluzione dei laser a stato solido a nanosecondi/sub-nanosecondi, quindi la sostituzione dei laser a stato solido a nanosecondi con laser a picosecondi e femtosecondi è una conseguenza logica. I laser a fibra sono diffusi, e anche i laser ultrarapidi si sono evoluti in questa direzione, con la rapida comparsa di laser a fibra a picosecondi/femtosecondi, in competizione con i laser ultrarapidi a stato solido.

Una caratteristica importante dei laser ultrarapidi è il passaggio dall'infrarosso all'ultravioletto. La lavorazione con laser a picosecondi a infrarossi ha un effetto quasi perfetto nel taglio e nella foratura del vetro, dei substrati ceramici, nel taglio dei wafer, ecc. Tuttavia, la luce ultravioletta, grazie agli impulsi ultracorti, può raggiungere una "lavorazione a freddo" estrema, e la punzonatura e il taglio del materiale risultano praticamente privi di bruciature, ottenendo una lavorazione perfetta.

La tendenza tecnologica nell'espansione dei laser a impulsi ultracorti è quella di aumentare la potenza , dai 3 e 5 watt degli inizi agli attuali 100 watt. Attualmente, la lavorazione di precisione sul mercato utilizza generalmente potenze comprese tra 20 e 50 watt. Un istituto tedesco ha iniziato ad affrontare il problema dei laser ultrarapidi a livello di kilowatt. S&A refrigeratore laser ultraveloce Questa serie è in grado di soddisfare le esigenze di raffreddamento della maggior parte dei laser ultrarapidi presenti sul mercato e di arricchire la linea di prodotti per refrigeratori S&A in base alle variazioni del mercato.

A causa di fattori quali il COVID-19 e l'incerto contesto economico, la domanda di elettronica di consumo come orologi e tablet sarà debole nel 2022, e la domanda di laser ultraveloci per PCB (circuiti stampati), pannelli display e LED diminuirà. Solo i settori circolare e dei chip hanno registrato una crescita, mentre la lavorazione di precisione con laser ultraveloci ha incontrato difficoltà di crescita.

La soluzione per i laser ultrarapidi è aumentare la potenza e sviluppare un maggior numero di scenari applicativi. I laser a picosecondi da cento watt diventeranno lo standard in futuro. I laser ad alta frequenza di ripetizione e ad alta energia di impulso consentono capacità di lavorazione ancora maggiori, come il taglio e la foratura del vetro fino a 8 mm di spessore. Il laser UV a picosecondi non presenta quasi alcuno stress termico ed è adatto alla lavorazione di materiali altamente sensibili, come il taglio di stent e altri dispositivi medici delicati.

Nell'assemblaggio e nella produzione di prodotti elettronici, nell'industria aerospaziale, biomedica, dei wafer di semiconduttori e in altri settori, vi sarà un'elevata richiesta di lavorazioni di precisione per i componenti, e la lavorazione laser senza contatto si rivelerà la scelta migliore. Quando il contesto economico si riprenderà, l'applicazione dei laser ultrarapidi tornerà inevitabilmente a crescere rapidamente.