レーザー製造の急速な発展
レーザー技術は材料加工ツールとして産業界で非常に普及しており、大きな可能性を秘めています。2020年までに、中国のレーザー製品市場規模はすでに1,000億人民元近くに達し、世界市場の3分の1以上を占めています。
革、ペットボトル、ボタンへのレーザーマーキングから金属切断・溶接まで、レーザー技術は金属加工、電子機器製造、家電、自動車、電池、航空宇宙、造船、プラスチック加工、工芸品など、人々の日常生活に関わる様々な産業で活用されてきました。しかしながら、レーザー製造業はボトルネック問題に直面しています。その市場セグメントは、金属加工、電子機器製造、電池、製品包装、広告などに限られています。現在のレーザー業界は、より多くのセグメント市場を開拓し、大規模な応用を実現する方法を検討する必要があります。
ハイエンドアプリケーションでは高精度が求められる
2014年以来、ファイバーレーザー切断技術が大規模に適用され、徐々に従来の金属切断や一部のCNC切断に取って代わりました。ファイバーレーザーマーキングおよび溶接技術も急速な成長を遂げています。現在、ファイバーレーザー加工は産業用レーザーアプリケーションの60％以上を占めています。この傾向はまた、ファイバーレーザー、冷却装置、加工ヘッド、光学系、およびその他のコアコンポーネントの需要を促進します。一般的に言えば、レーザー製造はレーザーマクロ加工とレーザーマイクロ加工に分けられます。レーザーマクロ加工は高出力レーザーアプリケーションを指し、一般的な金属加工、航空宇宙部品製造、車体加工、広告看板製作などを含む粗加工に属します。これらの種類のアプリケーションでは、それほど高い精度は必要とされません。一方、レーザーマイクロ加工では高精度の加工が求められ、シリコンウェーハ、ガラス、セラミックス、PCB、薄膜などのレーザー穴あけ/マイクロ溶接によく使用されます。
レーザー光源とその部品の高コストにより、レーザー微細加工市場はまだ十分に発展していません。2016年以来、国産の超高速レーザー加工はスマートフォンなどの製品に大規模に応用され始めており、レーザーは指紋モジュール、カメラスライド、OLEDガラス、内部アンテナ加工に使用されています。 国産の超高速レーザー産業は急速に発展しています。2019年までに、ピコ秒レーザーとフェムト秒レーザーの開発と生産に携わる企業は20社を超えています。ハイエンドの超高速レーザーは依然として欧州諸国が主導していますが、国産の超高速レーザーはすでにかなり安定しています。 今後数年間で、レーザー微細加工は最も可能性の高い分野となり、高精度加工が一部の産業の標準となるでしょう。つまり、PCB加工、太陽電池PERC溝入れ、スクリーン切断などでの超高速レーザーの需要が高まるということです。
国産のピコ秒レーザーとフェムト秒レーザーは、高出力化の傾向にあります。これまで、国産の超高速レーザーと海外の超高速レーザーの主な違いは、安定性と信頼性でした。そのため、超高速レーザーの安定性には、精密な冷却装置が非常に重要です。国産のレーザー冷却技術は急速に発展しており、当初の±1℃から±0.5℃、さらに±0.2℃へと、安定性はますます向上し、ほとんどのレーザー製造のニーズを満たしています。しかし、レーザー出力がますます高くなるにつれて、温度安定性を維持することが困難になっています。そのため、超高精度レーザー冷却システムの開発は、レーザー業界における課題となっています。
しかし幸運なことに、この画期的な進歩を遂げた国内企業が一つあります。2020年、S&A Teyuは、ピコ秒レーザー、フェムト秒レーザー、ナノ秒レーザーといった超高速レーザーの冷却に特化して設計されたCWUP-20レーザー冷却ユニットを発売しました。この閉ループ式レーザーチラーは、±0.1℃の温度安定性とコンパクトな設計を特徴としており、様々な用途に適用可能です。
超高速レーザーは高精度加工に広く使用されているため、冷却システムの安定性が高いほど優れています。実際、±0.1℃の安定性を備えたレーザー冷却技術は我が国では非常に少なく、かつては日本、欧州、米国などの国々が独占していました。しかし、CWUP-20の開発成功により、この独占状態を打破し、国内の超高速レーザー市場への貢献を強化しました。この超高速レーザーチラーの詳細については、https://www.chillermanual.net/ultra-precise-small-water-chiller-cwup-20-for-20w-solid-state-ultrafast-laser_p242.htmlをご覧ください。
