Kā izmantot lieljaudas īpaši ātras lāzeriekārtas lietojumprogrammu tirgu?

Rūpnieciskajai lāzerapstrādei ir trīs galvenās iezīmes: augsta efektivitāte, precizitāte un augstākā līmeņa kvalitāte. Tieši šīs trīs īpašības ir padarījušas lāzerapstrādi plaši pieejamu dažādās ražošanas nozarēs. Neatkarīgi no tā, vai tā ir lieljaudas metāla griešana vai mikroapstrāde ar vidēju vai zemu jaudu, lāzermetodes ir uzrādījušas ievērojamas priekšrocības salīdzinājumā ar tradicionālajām apstrādes metodēm. Līdz ar to lāzera apstrāde pēdējās desmitgades laikā ir piedzīvojusi strauju un plašu pielietošanu.

Īpaši ātru lāzeru attīstība Ķīnā

Lāzerapstrādes pielietojumi ir pakāpeniski dažādojušies, koncentrējoties uz dažādiem uzdevumiem, piemēram, vidējas un lielas jaudas šķiedru lāzergriešanu, lielu metāla detaļu metināšanu un īpaši ātru lāzera mikroapstrādi precīzijas izstrādājumiem. Īpaši ātrie lāzeri, ko pārstāv pikosekunžu lāzeri (10–12 sekundes) un femtosekundžu lāzeri (10–15 sekundes), ir attīstījušies tikai 20 gadu laikā. Tie sāka darboties komerciāli 2010. gadā un pakāpeniski ienāca medicīnas un rūpnieciskās apstrādes jomās. Ķīna uzsāka īpaši ātru lāzeru rūpniecisku izmantošanu 2012. gadā, bet nobrieduši produkti parādījās tikai 2014. gadā. Pirms tam gandrīz visi īpaši ātrie lāzeri tika importēti.

Līdz 2015. gadam ārvalstu ražotājiem bija samērā nobriedušas tehnoloģijas, tomēr īpaši ātro lāzeru izmaksas pārsniedza 2 miljonus Ķīnas juaņu. Viena precīza īpaši ātra lāzergriešanas mašīna tika pārdota par vairāk nekā 4 miljoniem juaņu. Augstās izmaksas kavēja īpaši ātru lāzeru plašu izmantošanu Ķīnā. Pēc 2015. gada Ķīna paātrināja īpaši ātru lāzeru ieviešanu savā tirgū. Tehnoloģiskie sasniegumi strauji notika, un līdz 2017. gadam vairāk nekā desmit Ķīnas īpaši ātro lāzeru uzņēmumi konkurēja līdzvērtīgi ar ārvalstu produktiem. Ķīnā ražoto īpaši ātro lāzeru cena bija tikai desmitiem tūkstošu juaņu, kas lika importētajiem produktiem attiecīgi samazināt cenas. Šajā laikā vietēji ražotie īpaši ātrie lāzeri stabilizējās un ieguva popularitāti mazjaudas posmā. (3W-15W). Ķīnas īpaši ātro lāzeru piegāžu skaits pieauga no mazāk nekā 100 vienībām 2015. gadā līdz 2400 vienībām 2021. gadā. 2020. gadā Ķīnas īpaši ātro lāzeru tirgus bija aptuveni 2,74 miljardi juaņu.

Īpaši ātru lāzeru jauda turpina sasniegt jaunus augstumus

Pēdējos gados, pateicoties Ķīnas pētnieku centieniem, Ķīnā ražotajā īpaši ātrajā lāzertehnoloģijā ir panākts ievērojams progress: veiksmīgi izstrādāts 50 W ultravioletais pikosekunžu lāzers un pakāpeniski nobriedis 50 W femtosekundes lāzers. 2023. gadā Pekinā bāzēts uzņēmums ieviesa 500 W lielas jaudas infrasarkano pikosekunžu lāzeru. Pašlaik Ķīnas īpaši ātrā lāzertehnoloģija ir ievērojami samazinājusi plaisu no progresīvā līmeņa Eiropā un Amerikas Savienotajās Valstīs, atpaliekot tikai tādos galvenajos rādītājos kā maksimālā jauda, stabilitāte un minimālais impulsa platums.

Paredzamā īpaši ātro lāzeru attīstība nākotnē joprojām ir vērsta uz lielākas jaudas variantu ieviešanu, piemēram, 1000 W infrasarkanā pikosekundes lāzera un 500 W femtosekundes lāzera, ar pastāvīgiem impulsa platuma uzlabojumiem. Tehnoloģijām attīstoties, paredzams, ka tiks pārvarētas noteiktas lietojumprogrammas vājās vietas.

Ķīnas vietējā tirgus pieprasījums seko lāzeru ražošanas jaudu attīstībai

Ķīnas īpaši ātrās lāzeriekārtu tirgus pieauguma temps ievērojami atpaliek no piegāžu pieauguma. Šī neatbilstība galvenokārt izriet no tā, ka Ķīnas īpaši ātro lāzeru pakārtoto lietojumprogrammu tirgus nav pilnībā atvērts. Sīva konkurence starp vietējiem un ārvalstu lāzeru ražotājiem, cenu kari par tirgus daļu, kā arī daudzi nenobrieduši procesi lietojumprogrammu galā un viedtālruņu elektronikas/paneļu tirgus lejupslīde pēdējo trīs gadu laikā ir likusi daudziem lietotājiem vilcināties paplašināt savu ražošanu uz īpaši ātrām lāzerlīnijām.

Atšķirībā no redzamās lāzergriešanas un metināšanas lokšņu metālā, īpaši ātro lāzeru apstrādes iespējas paveic uzdevumus ārkārtīgi īsā laikā, kas prasa plašus pētījumus dažādos procesos. Pašlaik mēs bieži pieminam, ka īpaši ātrajiem lāzeriem ir nobrieduši pielietojumi pilnekrāna viedtālruņu, stikla, OLED PET plēves, FPC elastīgo plātņu, PERC saules bateriju griešanai, vafeļu griešanai un aklo caurumu urbšanai shēmas platēs, kā arī citās jomās. Turklāt to nozīme ir izteikta aviācijas un kosmosa, kā arī aizsardzības nozarēs īpašu detaļu urbšanai un griešanai.

Ir vērts atzīmēt, ka, lai gan tiek apgalvots, ka īpaši ātrie lāzeri ir piemēroti daudzām jomām, to faktiskais pielietojums joprojām ir cits jautājums. Nozarēs ar liela mēroga ražošanu, piemēram, pusvadītāju materiālu, mikroshēmu, vafeļu, PCB, ar varu pārklātu plates un SMT, ir maz, ja vispār ir, nozīmīgu īpaši ātru lāzeru pielietojumu. Tas norāda uz atpalicību īpaši ātru lāzeru lietojumprogrammu un procesu attīstībā, atpaliekot no lāzertehnoloģiju attīstības tempa.

Ilgais ceļojums, pētot īpaši ātras lāzerapstrādes pielietojumus

Ķīnā uzņēmumu skaits, kas specializējas precīzijas lāzeriekārtās, ir salīdzinoši neliels, veidojot tikai aptuveni 1/20 no metāla lāzergriešanas uzņēmumiem. Šie uzņēmumi parasti nav lieli un tiem ir ierobežotas iespējas procesu izstrādei tādās nozarēs kā mikroshēmas, PCB un paneļi. Turklāt nozarēm ar nobriedušiem ražošanas procesiem terminālu lietojumprogrammās, pārejot uz lāzera mikroapstrādi, bieži nākas saskarties ar daudziem izmēģinājumiem un validācijām. Uzticamu jaunu procesu risinājumu atklāšana prasa ievērojamu izmēģinājumu un kļūdu metodi, ņemot vērā iekārtu izmaksas. Šī pāreja nav viegls process.

Visa paneļa stikla griešana varētu būt reāls ienākšanas punkts īpaši ātrajiem lāzeriem noteiktā nišā. Lāzergriešanas straujā ieviešana mobilajiem stikla ekrāniem ir veiksmīgs piemērs. Tomēr, lai iedziļinātos īpaši ātro lāzeru izmantošanā īpašiem materiālu komponentiem vai pusfabrikātiem citās nozarēs, ir nepieciešams vairāk laika izpētei. Pašlaik īpaši ātru lāzeru pielietojumi joprojām ir nedaudz ierobežoti, galvenokārt koncentrējoties uz nemetālisku materiālu griešanu. Plašākās jomās, piemēram, OLED/pusvadītāju jomā, trūkst pielietojumu, kas uzsver, ka Ķīnas vispārējais īpaši ātrās lāzerapstrādes tehnoloģiju līmenis vēl nav augsts. Tas nozīmē arī milzīgu potenciālu turpmākai attīstībai, un nākamajā desmitgadē paredzams pakāpenisks īpaši ātras lāzerapstrādes lietojumprogrammu pieaugums.