超高速精密加工の未来

精密加工はレーザー製造において重要な部分を占めています。初期の固体ナノ秒緑色／紫外線レーザーからピコ秒​​、フェムト秒レーザーへと発展し、現在では超高速レーザーが主流となっています。超高速精密加工の今後の発展動向はどのようなものになるでしょうか？

超高速レーザーは、固体レーザー技術の道を最初に辿ったものです。固体レーザーは、高出力、高安定性、優れた制御性といった特徴を有しています。ナノ秒／サブナノ秒固体レーザーの進化形であるため、ピコ秒／フェムト秒固体レーザーがナノ秒固体レーザーに取って代わるのは理にかなっています。ファイバーレーザーの人気が高まる中、超高速レーザーもファイバーレーザーの方向へと進み、ピコ秒／フェムト秒ファイバーレーザーが急速に台頭し、固体超高速レーザーと競合しています。

超高速レーザーの重要な特徴は、赤外線から紫外線へのアップグレードです。赤外線ピコ秒レーザー加工は、ガラスの切断や穴あけ、セラミック基板、ウエハーの切断などにおいてほぼ完璧な効果を発揮します。さらに、超短パルスの恩恵を受けた紫外線は「冷間加工」を極限まで高め、材料のパンチングや切断にほとんど焦げ目がつかず、完璧な加工を実現します。

超短パルスレーザーの技術発展の傾向は、初期の3ワットや5ワットから現在の100ワットレベルまで、出力の増大にあります。現在、市場における精密加工では、一般的に20ワットから50ワットの電力が使用されています。そして、ドイツのある機関は、キロワットレベルの超高速レーザーの問題に取り組み始めました。 S&A超高速レーザーチラーシリーズは、市場に出回っているほとんどの超高速レーザーの冷却ニーズを満たすことができ、市場の変化に合わせてS&Aチラー製品ラインを充実させています。

COVID-19や不確実な経済環境などの影響を受け、2022年には腕時計やタブレットなどの民生用電子機器の需要が低迷し、PCB（プリント基板）、ディスプレイパネル、LEDなどの超高速レーザーの需要も減少する見込みです。円とチップの分野のみが牽引され、超高速レーザー精密加工は成長の課題に直面しています。

超高速レーザーの今後の展望は、出力の向上と、より多くの応用シナリオの開発です。将来的には、数百ワットのピコ秒レーザーが標準となるでしょう。高繰り返し周波数と高パルスエネルギーのレーザーは、最大8mm厚のガラスの切断や穴あけなど、より高度な加工能力を可能にします。UVピコ秒レーザーは熱応力がほとんどないため、ステントなどの高感度医療製品の切断など、非常に繊細な材料の加工に適しています。

電子製品の組立・製造、航空宇宙、バイオメディカル、半導体ウエハーなどの業界では、部品の精密加工が求められることが多く、非接触レーザー加工が最適な選択肢となるでしょう。経済環境が回復すれば、超高速レーザーの応用は必然的に高成長の軌道に戻るでしょう。