उच्च-शक्तीच्या अतिवेगवान लेझर उपकरणांसाठीच्या ॲप्लिकेशन मार्केटमध्ये प्रवेश कसा करावा?

औद्योगिक लेझर प्रक्रियेची तीन प्रमुख वैशिष्ट्ये आहेत: उच्च कार्यक्षमता, अचूकता आणि उत्कृष्ट गुणवत्ता. याच तीन वैशिष्ट्यांमुळे विविध उत्पादन क्षेत्रांमध्ये लेझर प्रक्रियेचा मोठ्या प्रमाणावर स्वीकार झाला आहे. उच्च-शक्तीने धातू कापणे असो किंवा मध्यम ते कमी शक्तीच्या पातळीवरील सूक्ष्म-प्रक्रिया असो, लेझर पद्धतींनी पारंपरिक प्रक्रिया तंत्रांपेक्षा लक्षणीय फायदे दाखवले आहेत. परिणामी, गेल्या दशकात लेझर प्रक्रियेचा वापर वेगाने आणि मोठ्या प्रमाणावर वाढला आहे.

चीनमध्ये अतिवेगवान लेझरचा विकास

लेझर प्रक्रिया अनुप्रयोगांमध्ये हळूहळू विविधता आली आहे, ज्यात मध्यम आणि उच्च-शक्तीच्या फायबर लेझर कटिंग, मोठ्या धातूच्या घटकांचे वेल्डिंग आणि अतिवेगवान लेझर सूक्ष्म-प्रक्रियेद्वारे अचूक उत्पादने तयार करणे यांसारख्या विविध कामांवर लक्ष केंद्रित केले आहे. पिकोसेकंद लेझर (१०⁻¹² सेकंद) आणि फेमटोसेकंद लेझर (१०⁻¹⁵ सेकंद) यांच्याद्वारे दर्शविले जाणारे अतिवेगवान लेझर केवळ २० वर्षांत विकसित झाले आहेत. २०१० मध्ये त्यांचा व्यावसायिक वापर सुरू झाला आणि हळूहळू त्यांनी वैद्यकीय व औद्योगिक प्रक्रिया क्षेत्रांमध्ये प्रवेश केला. चीनने २०१२ मध्ये अतिवेगवान लेझरचा औद्योगिक वापर सुरू केला, परंतु परिपक्व उत्पादने २०१४ पर्यंतच बाजारात आली. यापूर्वी, जवळजवळ सर्व अतिवेगवान लेझर आयात केले जात होते.

२०१५ पर्यंत, परदेशी उत्पादकांकडे तुलनेने प्रगत तंत्रज्ञान होते, तरीही अल्ट्राफास्ट लेझर्सची किंमत २० लाख चीनी युआनपेक्षा जास्त होती. एका अचूक अल्ट्राफास्ट लेझर कटिंग मशीनची किंमत ४० लाख युआनपेक्षा जास्त होती. या उच्च किमतींमुळे चीनमध्ये अल्ट्राफास्ट लेझर्सच्या व्यापक वापरास अडथळा निर्माण झाला. २०१५ नंतर, चीनने अल्ट्राफास्ट लेझर्सच्या देशांतर्गत उत्पादनाला गती दिली. तांत्रिक प्रगती वेगाने झाली आणि २०१७ पर्यंत, दहापेक्षा जास्त चीनी अल्ट्राफास्ट लेझर कंपन्या परदेशी उत्पादनांशी बरोबरीने स्पर्धा करत होत्या. चीनमध्ये बनवलेल्या अल्ट्राफास्ट लेझर्सची किंमत फक्त काही हजार युआन होती, ज्यामुळे आयात केलेल्या उत्पादनांना त्यानुसार त्यांच्या किमती कमी करण्यास भाग पडले. त्या काळात, देशांतर्गत उत्पादित अल्ट्राफास्ट लेझर्स स्थिर झाले आणि कमी-शक्तीच्या टप्प्यात (३W-१५W) त्यांना गती मिळाली. चीनी अल्ट्राफास्ट लेझर्सची विक्री २०१५ मधील १०० पेक्षा कमी युनिट्सवरून २०२१ मध्ये २,४०० युनिट्सपर्यंत वाढली. २०२० मध्ये, चीनी अल्ट्राफास्ट लेझर बाजारपेठ अंदाजे २.७४ अब्ज युआनची होती.

अतिवेगवान लेझर्सची शक्ती नवनवीन उंची गाठत आहे.

अलिकडच्या वर्षांत, चीनमधील संशोधकांच्या प्रयत्नांमुळे, चिनी बनावटीच्या अतिवेगवान लेझर तंत्रज्ञानामध्ये लक्षणीय प्रगती झाली आहे: ५० वॅटच्या अल्ट्राव्हायोलेट पिकोसेकंद लेझरचा यशस्वी विकास आणि ५० वॅटच्या फेमटोसेकंद लेझरची हळूहळू होणारी परिपक्वता. २०२३ मध्ये, बीजिंगस्थित एका कंपनीने ५०० वॅटचा उच्च-शक्तीचा इन्फ्रारेड पिकोसेकंद लेझर सादर केला. सध्या, चीनच्या अतिवेगवान लेझर तंत्रज्ञानाने युरोप आणि अमेरिकेतील प्रगत स्तरांमधील अंतर लक्षणीयरीत्या कमी केले आहे, आणि ते केवळ कमाल शक्ती, स्थिरता आणि किमान पल्स रुंदी यांसारख्या प्रमुख निर्देशकांमध्येच मागे आहे.

अल्ट्राफास्ट लेझर्सच्या अपेक्षित भविष्यातील विकासामध्ये, पल्स रुंदीमध्ये सतत सुधारणा करत, १००० वॅट इन्फ्रारेड पिकोसेकंद आणि ५०० वॅट फेमटोसेकंद लेझरसारखे उच्च शक्तीचे प्रकार सादर करण्यावर लक्ष केंद्रित केले जात आहे. तंत्रज्ञान जसजसे प्रगत होईल, तसतसे त्याच्या उपयोगातील काही अडथळे दूर होण्याची अपेक्षा आहे.

चीनमधील देशांतर्गत बाजारपेठेची मागणी लेझर उत्पादन क्षमतेच्या विकासाच्या तुलनेत मागे आहे.

चीनच्या अल्ट्राफास्ट लेझर बाजारपेठेच्या आकाराचा वाढीचा दर, शिपमेंट्समधील वाढीच्या तुलनेत लक्षणीयरीत्या मागे आहे. या विसंगतीचे मुख्य कारण म्हणजे, चिनी अल्ट्राफास्ट लेझर्ससाठीची डाउनस्ट्रीम ॲप्लिकेशन बाजारपेठ अद्याप पूर्णपणे खुली झालेली नाही. देशांतर्गत आणि परदेशी लेझर उत्पादकांमधील तीव्र स्पर्धा, बाजारपेठेतील वाटा मिळवण्यासाठी सुरू असलेले किंमत युद्ध, ॲप्लिकेशन स्तरावरील अनेक अपरिपक्व प्रक्रिया आणि गेल्या तीन वर्षांतील स्मार्टफोन इलेक्ट्रॉनिक्स/पॅनल बाजारपेठेतील मंदी, या सर्वांमुळे अनेक वापरकर्ते आपले उत्पादन अल्ट्राफास्ट लेझर लाइन्सवर विस्तारण्यास संकोच करत आहेत.

शीट मेटलमधील दृश्यमान लेझर कटिंग आणि वेल्डिंगच्या विपरीत, अल्ट्राफास्ट लेझर्सची प्रक्रिया क्षमता अत्यंत कमी वेळेत कामे पूर्ण करते, ज्यामुळे विविध प्रक्रियांमध्ये व्यापक संशोधनाची आवश्यकता निर्माण झाली आहे. सध्या, आम्ही अनेकदा नमूद करतो की अल्ट्राफास्ट लेझर्सचा वापर फुल-स्क्रीन स्मार्टफोन, काच, OLED PET फिल्म, FPC फ्लेक्सिबल बोर्ड, PERC सोलर सेल, वेफर कटिंग आणि सर्किट बोर्डमधील ब्लाइंड होल ड्रिलिंग यांसारख्या क्षेत्रांमध्ये प्रस्थापित झाला आहे. याव्यतिरिक्त, एरोस्पेस आणि संरक्षण क्षेत्रांमध्ये विशेष घटकांना ड्रिल करण्यासाठी आणि कापण्यासाठी त्यांचे महत्त्व विशेष आहे.

हे लक्षात घेण्यासारखे आहे की, अल्ट्राफास्ट लेझर्स अनेक क्षेत्रांसाठी उपयुक्त असल्याचा दावा केला जात असला तरी, त्यांचा प्रत्यक्ष वापर ही एक वेगळीच बाब आहे. सेमीकंडक्टर मटेरियल्स, चिप्स, वेफर्स, पीसीबी, कॉपर-क्लॅड बोर्ड्स आणि एसएमटी यांसारख्या मोठ्या प्रमाणावर उत्पादन करणाऱ्या उद्योगांमध्ये अल्ट्राफास्ट लेझर्सचे महत्त्वपूर्ण उपयोग क्वचितच आढळतात. हे अल्ट्राफास्ट लेझरचे उपयोग आणि प्रक्रिया यांच्या विकासातील पिछाडी दर्शवते, जी लेझर तंत्रज्ञानातील प्रगतीच्या गतीपेक्षा मागे आहे.

अतिवेगवान लेझर प्रक्रियेतील अनुप्रयोगांच्या शोधाचा दीर्घ प्रवास

चीनमध्ये, अचूक लेझर उपकरणांमध्ये विशेषज्ञ असलेल्या कंपन्यांची संख्या तुलनेने कमी आहे, जी मेटल लेझर कटिंग उद्योगांच्या केवळ १/२० इतकी आहे. या कंपन्या सामान्यतः मोठ्या प्रमाणावर नसतात आणि चिप्स, पीसीबी व पॅनेल्स यांसारख्या उद्योगांमध्ये प्रक्रिया विकासासाठी त्यांच्याकडे मर्यादित संधी असतात. शिवाय, टर्मिनल ॲप्लिकेशन्समध्ये परिपक्व उत्पादन प्रक्रिया असलेल्या उद्योगांना लेझर मायक्रो-प्रोसेसिंगकडे वळताना अनेक चाचण्या आणि पडताळणीला सामोरे जावे लागते. उपकरणांच्या खर्चाचा विचार करता, विश्वसनीय नवीन प्रक्रिया उपाय शोधण्यासाठी महत्त्वपूर्ण चाचण्या आणि चुकांची आवश्यकता असते. हे संक्रमण एक सोपी प्रक्रिया नाही.

संपूर्ण पॅनेलची काच कापणे हे अल्ट्राफास्ट लेझर्ससाठी एका विशिष्ट क्षेत्रात प्रवेश करण्याचा एक व्यवहार्य मार्ग असू शकतो. मोबाईलच्या काचेच्या स्क्रीनसाठी लेझर कटिंगचा झालेला जलद स्वीकार हे त्याचे एक यशस्वी उदाहरण आहे. तथापि, इतर उद्योगांमधील विशेष सामग्रीचे घटक किंवा अर्ध-तयार उत्पादनांसाठी अल्ट्राफास्ट लेझर्सचा सखोल अभ्यास करण्यासाठी अधिक संशोधनाची आवश्यकता आहे. सध्या, अल्ट्राफास्ट लेझरचे अनुप्रयोग काहीसे मर्यादित आहेत, जे प्रामुख्याने अधातू सामग्री कापण्यावर केंद्रित आहेत. ओएलईडी/सेमीकंडक्टर्ससारख्या व्यापक क्षेत्रांमध्ये अनुप्रयोगांची कमतरता आहे, जे हे अधोरेखित करते की चीनची अल्ट्राफास्ट लेझर प्रक्रिया तंत्रज्ञानाची एकूण पातळी अजून उच्च नाही. याचा अर्थ भविष्यातील विकासासाठी प्रचंड क्षमता आहे, आणि पुढील दशकात अल्ट्राफास्ट लेझर प्रक्रिया अनुप्रयोगांमध्ये हळूहळू वाढ अपेक्षित आहे.