Kaip pasinaudoti didelės galios itin greitų lazerinių įrenginių taikymo rinka?

Pramoninis lazerinis apdirbimas pasižymi trimis pagrindiniais bruožais: dideliu efektyvumu, tikslumu ir aukščiausia kokybe. Būtent šios trys savybės lėmė, kad lazerinis apdirbimas buvo plačiai pritaikytas įvairiuose gamybos sektoriuose. Nesvarbu, ar tai būtų didelės galios metalo pjovimas, ar mikroapdorojimas vidutinės ar mažos galios lygiu, lazeriniai metodai pasižymi dideliais pranašumais, palyginti su tradiciniais apdorojimo metodais. Todėl per pastarąjį dešimtmetį lazerinis apdirbimas sparčiai ir plačiai paplito.

Itin sparčiųjų lazerių kūrimas Kinijoje

Lazerinio apdorojimo taikymas palaipsniui diversifikavosi, daugiausia dėmesio skiriant įvairioms užduotims, tokioms kaip vidutinės ir didelės galios pluošto lazerinis pjovimas, didelių metalinių komponentų suvirinimas ir itin greitas lazerinis tiksliųjų gaminių mikroapdorojimas. Itin greiti lazeriai, kuriuos apibūdina pikosekundiniai lazeriai (10–12 sekundžių) ir femtosekundiniai lazeriai (10–15 sekundžių), išsivystė vos per 20 metų. Jie pradėti naudoti komerciniais tikslais 2010 m. ir palaipsniui įsiskverbė į medicinos ir pramonės perdirbimo sritis. Kinija pradėjo naudoti itin greitus lazerius pramonėje 2012 m., tačiau brandūs produktai atsirado tik 2014 m. Iki tol beveik visi itin greiti lazeriai buvo importuojami.

Iki 2015 m. užsienio gamintojai turėjo gana brandžias technologijas, tačiau itin greitų lazerių kaina viršijo 2 milijonus Kinijos juanių. Vienos tikslios itin greitos lazerinės pjovimo staklės buvo parduotos už daugiau nei 4 milijonus juanių. Didelės kainos trukdė plačiai taikyti itin greitus lazerius Kinijoje. Po 2015 m. Kinija paspartino itin greitų lazerių prijaukinimą. Technologiniai proveržiai įvyko sparčiai, ir iki 2017 m. daugiau nei dešimt Kinijos itin greitų lazerių bendrovių konkuravo su užsienio produktais. Kinijoje pagaminti itin greiti lazeriai kainavo vos dešimtis tūkstančių juanių, todėl importuoti produktai buvo priversti atitinkamai sumažinti savo kainas. Tuo metu vietinės gamybos itin greiti lazeriai stabilizavosi ir įgijo populiarumą mažos galios etape (3–15 W). Kinijoje pagamintų itin greitų lazerių siuntos išaugo nuo mažiau nei 100 vienetų 2015 m. iki 2400 vienetų 2021 m. 2020 m. Kinijos itin greitų lazerių rinka siekė maždaug 2,74 milijardo juanių.

Itin greitų lazerių galia pasiekia naujas aukštumas

Pastaraisiais metais, Kinijos tyrėjų pastangų dėka, Kinijoje pagaminta itin sparčiųjų lazerių technologija gerokai pažengė į priekį: sėkmingai sukurtas 50 W ultravioletinis pikosekundinis lazeris ir palaipsniui subrendo 50 W femtosekundinis lazeris. 2023 m. Pekine įsikūrusi bendrovė pristatė 500 W didelės galios infraraudonųjų spindulių pikosekundinį lazerį. Šiuo metu Kinijos itin sparčiųjų lazerių technologija gerokai sumažino atotrūkį nuo pažangių Europos ir Jungtinių Amerikos Valstijų lygių, atsilikdama tik tokiais pagrindiniais rodikliais kaip maksimali galia, stabilumas ir minimalus impulso plotis.

Numatoma būsima itin greitų lazerių plėtra ir toliau daugiausia dėmesio skirs didesnės galios variantams, tokiems kaip 1000 W infraraudonųjų spindulių pikosekundinis ir 500 W femtosekundinis lazeris, nuolat tobulinant impulsų plotį. Technologijoms tobulėjant, tikimasi, kad bus įveikti tam tikri taikymo trūkumai.

Kinijos vidaus rinkos paklausa lemia lazerių gamybos pajėgumų plėtrą

Kinijos itin greitų lazerių rinkos augimo tempas gerokai atsilieka nuo tiekimų augimo. Šis neatitikimas pirmiausia kyla dėl to, kad Kinijos itin greitų lazerių taikymo rinka dar nėra iki galo atsivėrusi. Arši konkurencija tarp vietinių ir užsienio lazerių gamintojų, kainų karai dėl rinkos dalies, daugybė nesubrendusių procesų taikymo srityje ir išmaniųjų telefonų elektronikos / skydelių rinkos nuosmukis per pastaruosius trejus metus privertė daugelį vartotojų dvejoti, ar plėsti savo gamybą į itin greitų lazerių linijas.

Skirtingai nuo matomo lazerinio pjovimo ir suvirinimo lakštiniame metale, itin greitų lazerių apdorojimo galimybės atlieka užduotis per itin trumpą laiką, todėl reikia atlikti išsamius įvairių procesų tyrimus. Šiuo metu dažnai minime, kad itin greiti lazeriai yra sėkmingai taikomi pjaustant viso ekrano išmaniuosius telefonus, stiklą, OLED PET plėvelę, FPC lanksčias plokštes, PERC saulės elementus, plokštelių pjovimą ir aklųjų skylių gręžimą spausdintinėse plokštėse bei kitose srityse. Be to, jų svarba ypač išryškėja aviacijos ir kosmoso bei gynybos sektoriuose, gręžiant ir pjaunant specialius komponentus.

Verta paminėti, kad nors teigiama, jog itin greiti lazeriai tinka daugeliui sričių, jų tikrasis pritaikymas yra kitoks klausimas. Pramonės šakose, kuriose gaminamos didelės apimties medžiagos, pavyzdžiui, puslaidininkinės medžiagos, lustai, plokštelės, spausdintinės plokštės, variu dengtos plokštės ir SMT, itin greiti lazeriai retai arba išvis nėra pritaikomi. Tai rodo, kad itin greitų lazerių pritaikymo ir procesų plėtra atsilieka nuo lazerių technologijų pažangos tempo.

Ilga kelionė tyrinėjant ultrasparčiojo lazerinio apdorojimo taikymus

Kinijoje tiksliosios lazerinės įrangos gamyboje besispecializuojančių įmonių skaičius yra santykinai mažas – jos sudaro tik apie 1/20 metalo lazerinio pjovimo įmonių. Šios įmonės paprastai nėra didelės ir turi ribotas galimybes tobulinti procesus tokiose pramonės šakose kaip lustai, spausdintinės plokštės ir plokštės. Be to, pramonės šakos, turinčios brandžius gamybos procesus terminalų taikymuose, pereidamos prie lazerinio mikroapdirbimo, dažnai susiduria su daugybe bandymų ir patvirtinimų. Patikimų naujų procesų sprendimų atradimas reikalauja daug bandymų ir klaidų, atsižvelgiant į įrangos kainą. Šis perėjimas nėra lengvas procesas.

Viso stiklo pjovimas gali būti perspektyvus itin greitų lazerių įvedimo į specifinę nišą etapas. Spartus lazerinio pjovimo pritaikymas mobiliesiems stiklo ekranams yra sėkmingas pavyzdys. Tačiau norint pasinerti į itin greitų lazerių naudojimą specialiems medžiagų komponentams ar pusgaminiams kitose pramonės šakose, reikia daugiau laiko tyrimams. Šiuo metu itin greitų lazerių taikymas išlieka gana ribotas, daugiausia dėmesio skiriant nemetalinių medžiagų pjovimui. Platesnėse srityse, tokiose kaip OLED / puslaidininkiai, trūksta pritaikymo, o tai rodo, kad bendras Kinijos itin greito lazerinio apdorojimo technologijų lygis dar nėra aukštas. Tai taip pat reiškia didžiulį potencialą būsimai plėtrai, nes per ateinantį dešimtmetį numatomas laipsniškas itin greito lazerinio apdorojimo taikymų augimas.