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 plačiai taikomas įvairiuose gamybos sektoriuose. Nesvarbu, ar tai būtų didelio galingumo metalo pjovimas, ar mikroapdorojimas vidutinės ar mažos galios lygiu, lazeriniai metodai pasižymi dideliais pranašumais, palyginti su tradiciniais apdorojimo būdais. Todėl lazerinis apdirbimas per pastarąjį dešimtmetį ar panašiai 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, vadinami pikosekundiniais lazeriais (10–12 sekundžių) ir femtosekundiniais lazeriais (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 pramoniniu būdu naudoti itin greitus lazerius 2012 m., tačiau brandūs produktai atsirado tik 2014 m. Prieš tai 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. Viena tiksli itin greita lazerinio pjovimo mašina parduota už daugiau nei 4 milijonus juanių. Didelės kainos trukdė plačiai taikyti itin greitus lazerius Kinijoje. Po 2015 m. Kinija paspartino itin greitų lazerių diegimą. 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 kainas. Per tą laiką šalyje pagaminti itin greiti lazeriai stabilizavosi ir įgijo populiarumą mažos galios etape. (3W-15W). Kinijos itin greitų lazerių siuntos išaugo nuo mažiau nei 100 vienetų 2015 m. iki 2400 vienetų 2021 m. 2020 m. Kinijos itin sparčiųjų lazerių rinka siekė maždaug 2,74 mlrd. juanių.

Itin greitų lazerių galia pasiekia naujas aukštumas

Pastaraisiais metais, Kinijos tyrėjų pastangų dėka, Kinijoje pagamintos itin greitos lazerių technologijos 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 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 pagal tokius pagrindinius rodiklius 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. Tobulėjant technologijoms, tikimasi, kad bus įveikti tam tikri programos veikimo trūkumai.

Kinijos vidaus rinkos paklausa lemia lazerių gamybos pajėgumų plėtrą

Kinijos itin sparčiųjų lazerių rinkos augimo tempas gerokai atsilieka nuo siuntų apimties padidėjimo. Šis neatitikimas pirmiausia kyla dėl to, kad Kinijos itin greitų lazerių taikymo rinka dar nėra iki galo atverta. Dėl aršios konkurencijos tarp vietinių ir užsienio lazerių gamintojų, kainų karų dėl rinkos dalies, daugybės nesubrendusių procesų taikymo srityje ir išmaniųjų telefonų elektronikos / skydelių rinkos nuosmukio per pastaruosius trejus metus daugelis vartotojų dvejojo, ar plėsti savo gamybą į itin greitas lazerines 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 plačiai naudojami 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 reikšmė ryški aviacijos ir kosmoso bei gynybos sektoriuose gręžiant ir pjaustant specialius komponentus.

Verta paminėti, kad nors teigiama, jog itin greiti lazeriai tinka daugeliui sričių, jų tikrasis pritaikymas išlieka kitoks klausimas. Didelės apimties gamybos pramonės šakose, tokiose kaip puslaidininkinių medžiagų, lustų, plokštelių, spausdintinių plokščių, variu dengtų plokščių ir SMT, itin greiti lazeriai retai, jei tokių yra, yra reikšmingų pritaikymų. Tai rodo, kad itin greitų lazerių taikymų ir procesų plėtra atsilieka nuo lazerių technologijų pažangos tempo.

Ilga kelionė tyrinėjant ultrasparčiojo lazerinio apdorojimo taikymus

Kinijoje tiksliosios lazerinės įrangos specializacijų įmonių skaičius yra palyginti mažas ir sudaro tik apie 1/20 metalo lazerinio pjovimo įmonių. Šios įmonės paprastai nėra didelės ir turi ribotas galimybes plėtoti procesus tokiose pramonės šakose kaip lustai, spausdintinės plokštės ir skydai. Be to, pramonės šakos, turinčios brandžius gamybos procesus terminalų programose, 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 galėtų būti tinkamas būdas itin greitiems lazeriams patekti į specifinę nišą. Sėkmingas pavyzdys yra spartus lazerinio pjovimo pritaikymas mobiliuose stikliniuose ekranuose. Tačiau norint pasigilinti į itin greitus lazerius, skirtus specialioms 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 galimybių, o tai rodo, kad bendras Kinijos itin sparčių lazerinio apdorojimo technologijų lygis dar nėra aukštas. Tai taip pat reiškia milžinišką būsimos plėtros potencialą, o per ateinantį dešimtmetį numatomas laipsniškas itin greito lazerinio apdorojimo taikymų augimas.