Lasernieuws
Nauwkeurige temperatuurregeling voor lasersystemen en industriële toepassingen sinds 2002
Taal
Industriële laserverwerking heeft drie cruciale eigenschappen: hoge efficiëntie, precisie en eersteklas kwaliteit. Momenteel vermelden we vaak dat ultrasnelle lasers volwassen toepassingen hebben bij het snijden van onder meer smartphones op volledig scherm, glas, OLED PET-film, flexibele FPC-platen, PERC-zonnecellen, het snijden van wafers en het boren van blinde gaten in printplaten. Bovendien is hun betekenis uitgesproken in de lucht- en ruimtevaart- en defensiesector voor het boren en snijden van speciale componenten.
Industriële laserverwerking heeft drie cruciale eigenschappen: hoge efficiëntie, precisie en eersteklas kwaliteit. Het zijn deze drie kenmerken die ervoor hebben gezorgd dat laserverwerking breed wordt omarmd in verschillende productiesectoren. Of het nu gaat om het snijden van metaal met hoog vermogen of microbewerking op middelmatige tot lage vermogensniveaus, lasermethoden hebben aanzienlijke voordelen opgeleverd ten opzichte van traditionele verwerkingstechnieken. Bijgevolg heeft laserverwerking de afgelopen tien jaar een snelle en wijdverspreide toepassing gekend.
De ontwikkeling van ultrasnelle lasers in China
Laserverwerkingstoepassingen zijn geleidelijk gediversifieerd, waarbij de nadruk ligt op verschillende taken, zoals vezellasersnijden met middelhoog en hoog vermogen, het lassen van grote metalen componenten en ultrasnelle lasermicrobewerkingsprecisieproducten. Ultrasnelle lasers, vertegenwoordigd door picosecondelasers (10-12 seconden) en femtosecondelasers (10-15 seconden), zijn in slechts 20 jaar geëvolueerd. Ze werden in 2010 commercieel gebruikt en drongen geleidelijk door in de medische en industriële verwerkingsdomeinen. China startte in 2012 met het industriële gebruik van ultrasnelle lasers, maar volwassen producten kwamen pas in 2014 op de markt. Voordien werden bijna alle ultrasnelle lasers geïmporteerd.
In 2015 beschikten buitenlandse fabrikanten over relatief volwassen technologie, maar toch bedroegen de kosten van ultrasnelle lasers meer dan 2 miljoen Chinese yuan. Een ultrasnelle lasersnijmachine met enkele precisie werd verkocht voor meer dan 4 miljoen yuan. De hoge kosten belemmerden de wijdverbreide toepassing van ultrasnelle lasers in China. Na 2015 versnelde China de domesticatie van ultrasnelle lasers. Technologische doorbraken vonden snel plaats en in 2017 concurreerden ruim tien Chinese ultrasnelle laserbedrijven op gelijke voet met buitenlandse producten. Ultrasnelle lasers van Chinese makelij kosten slechts tienduizenden yuan, wat geïmporteerde producten ertoe aanzet hun prijzen dienovereenkomstig te verlagen. Gedurende die tijd stabiliseerden in eigen land geproduceerde ultrasnelle lasers zich en wonnen ze grip in de laagvermogenfase (3W-15W). De verzendingen van Chinese ultrasnelle lasers zijn gestegen van minder dan 100 eenheden in 2015 naar 2.400 eenheden in 2021. In 2020 bedroeg de Chinese markt voor ultrasnelle lasers ongeveer 2,74 miljard yuan.
De kracht van ultrasnelle lasers blijft nieuwe hoogten bereiken
Dankzij de inspanningen van onderzoekers in China zijn er de afgelopen jaren aanzienlijke vorderingen gemaakt in de in China gemaakte ultrasnelle lasertechnologie: de succesvolle ontwikkeling van een 50W ultraviolette picosecondelaser en de geleidelijke volwassenheid van een 50W femtosecondelaser. In 2023 introduceerde een in Peking gevestigd bedrijf een krachtige infrarood picosecondelaser van 500 W. Momenteel heeft de ultrasnelle lasertechnologie van China de kloof met de geavanceerde niveaus in Europa en de Verenigde Staten aanzienlijk verkleind, waarbij ze alleen achterblijft op belangrijke indicatoren zoals maximaal vermogen, stabiliteit en minimale pulsbreedte.
De verwachte toekomstige ontwikkeling van ultrasnelle lasers blijft zich richten op de introductie van varianten met een hoger vermogen, zoals een 1000 W infrarood picoseconde en een 500 W femtoseconde laser, met voortdurende verbeteringen in de pulsbreedte. Naarmate de technologie vordert, wordt verwacht dat bepaalde knelpunten in de toepassing worden overwonnen.
De binnenlandse marktvraag in China loopt achter op de ontwikkeling van de laserproductiecapaciteit
Het groeitempo van de Chinese markt voor ultrasnelle lasers blijft aanzienlijk achter bij de stijging van het aantal verzendingen. Deze discrepantie komt voornamelijk voort uit het feit dat de downstream-toepassingsmarkt voor Chinese ultrasnelle lasers nog niet volledig is opengesteld. De hevige concurrentie tussen binnenlandse en buitenlandse laserfabrikanten, het voeren van prijzenoorlogen om marktaandeel te veroveren, in combinatie met veel onvolwassen processen aan de kant van de toepassing en een neergang in de smartphone-elektronica/paneelmarkt in de afgelopen drie jaar, heeft ertoe geleid dat veel gebruikers aarzelen om hun productie uitbreiden naar ultrasnelle laserlijnen.
In tegenstelling tot zichtbaar lasersnijden en lassen in plaatstaal, voltooit de verwerkingscapaciteit van ultrasnelle lasers taken in extreem korte tijd, wat uitgebreid onderzoek in verschillende processen vereist. Momenteel vermelden we vaak dat ultrasnelle lasers volwassen toepassingen hebben bij het snijden van onder meer smartphones op volledig scherm, glas, OLED PET-film, flexibele FPC-platen, PERC-zonnecellen, het snijden van wafers en het boren van blinde gaten in printplaten. Bovendien is hun betekenis uitgesproken in de lucht- en ruimtevaart- en defensiesector voor het boren en snijden van speciale componenten.
Het is vermeldenswaard dat hoewel wordt beweerd dat ultrasnelle lasers geschikt zijn voor tal van velden, hun daadwerkelijke toepassing een andere zaak blijft. In industrieën met grootschalige productie, zoals halfgeleidermaterialen, chips, wafers, PCB's, met koper beklede platen en SMT, zijn er weinig of geen significante toepassingen van ultrasnelle lasers. Dit betekent een vertraging in de ontwikkeling van ultrasnelle lasertoepassingen en -processen, die achterblijft bij het tempo van de vooruitgang op het gebied van lasertechnologie.
De lange reis van het verkennen van toepassingen in ultrasnelle laserverwerking
In China is het aantal bedrijven dat gespecialiseerd is in precisielaserapparatuur relatief klein en vertegenwoordigt slechts ongeveer 1/20 van de metaallasersnijbedrijven. Deze bedrijven zijn over het algemeen niet grootschalig en hebben beperkte mogelijkheden voor procesontwikkeling in industrieën zoals chips, PCB's en panelen. Bovendien worden industrieën met volwassen productieprocessen in terminaltoepassingen vaak geconfronteerd met talloze tests en validaties bij de overgang naar lasermicroverwerking. Het ontdekken van betrouwbare nieuwe procesoplossingen vereist veel vallen en opstaan, rekening houdend met de apparatuurkosten. Deze transitie is geen eenvoudig proces.
Glassnijden op hele panelen kan een haalbaar toegangspunt zijn voor ultrasnelle lasers tot een specifieke niche. De snelle adoptie van lasersnijden voor mobiele glazen schermen is een succesvol voorbeeld. Het verdiepen in ultrasnelle lasers voor speciale materiaalcomponenten of halffabrikaten in andere industrieën vergt echter meer tijd voor exploratie. Momenteel blijven ultrasnelle lasertoepassingen enigszins beperkt, voornamelijk gericht op het snijden van niet-metalen materialen. Er is een schaarste aan toepassingen op bredere gebieden zoals OLED's/halfgeleiders, wat benadrukt dat het algehele niveau van ultrasnelle laserverwerkingstechnologie in China nog niet hoog is. Dit impliceert ook een enorm potentieel voor toekomstige ontwikkeling, met een verwachte geleidelijke toename van ultrasnelle laserverwerkingstoepassingen in de komende tien jaar.
TEYU S&A Chiller werd in 2002 opgericht met 22 jaar ervaring in de productie van koelmachines en wordt nu erkend als pionier op het gebied van koeltechnologie en betrouwbare partner in de laserindustrie.
Copyright © 2021 TEYU S&A Koeler - Alle rechten voorbehouden.
