Przyszłość ultraszybkiej obróbki precyzyjnej

Precyzyjna obróbka jest istotnym elementem produkcji laserowej. Technologia ta rozwinęła się od wczesnych nanosekundowych laserów zielonych/ultrafioletowych do laserów pikosekundowych i femtosekundowych, a obecnie powszechnie stosowane są lasery ultrakrótkie. Jakie będą przyszłe trendy rozwoju ultraszybkiej obróbki precyzyjnej?

Ultraszybkie lasery były pierwszymi urządzeniami, które podążały ścieżką technologii laserów ciała stałego. Lasery półprzewodnikowe charakteryzują się dużą mocą wyjściową, wysoką stabilnością i dobrą kontrolą. Są one ulepszoną kontynuacją laserów półprzewodnikowych nanosekundowych/subnanosekundowych, więc lasery półprzewodnikowe pikosekundowe femtosekundowe zastępują lasery półprzewodnikowe nanosekundowe, co jest logiczne Lasery światłowodowe cieszą się popularnością, ultrakrótkie lasery również rozwijają się w kierunku laserów światłowodowych, a pikosekundowe/femtosekundowe lasery światłowodowe szybko się pojawiają i konkurują z ultrakrótkimi laserami stałoprądowymi.

Ważną cechą ultrakrótkich laserów jest przejście z podczerwieni na ultrafiolet. Obróbka przy użyciu pikosekundowego lasera podczerwonego daje niemalże idealny efekt przy cięciu i wierceniu szkła, podłożach ceramicznych, cięciu płytek półprzewodnikowych itp. Jednakże światło ultrafioletowe pod wpływem ultrakrótkich impulsów może osiągnąć ekstremalną „obróbkę na zimno”, a dziurkowanie i cięcie materiału nie pozostawia prawie żadnych śladów przypalenia, co pozwala na osiągnięcie doskonałej obróbki.

Trendem rozwoju technologicznego laserów ultrakrótkich impulsów jest zwiększanie mocy od 3 watów i 5 watów w początkach istnienia urządzenia do obecnego poziomu 100 watów. Obecnie do precyzyjnego przetwarzania na rynku stosuje się moc od 20 do 50 watów. Niemiecka instytucja zaczęła zajmować się problemem ultrakrótkich laserów o mocy kilowatów. S&Ultraszybki schładzacz laserowy seria może sprostać potrzebom chłodzenia większości ultrakrótkich laserów dostępnych na rynku i wzbogacić S&Linia produktów chłodniczych dostosowana do zmian na rynku.

W związku z czynnikami takimi jak COVID-19 i niepewną sytuacją gospodarczą, popyt na elektronikę użytkową, np. zegarki i tablety, będzie w 2022 r. niewielki, a popyt na ultraszybkie lasery stosowane w płytkach PCB (płytkach drukowanych), panelach wyświetlaczy i diodach LED spadnie. Napędzano jedynie pola okręgu i wiórów, a ultraszybka, precyzyjna obróbka laserowa napotkała na trudności związane ze wzrostem.

Rozwiązaniem dla laserów ultrakrótkich jest zwiększenie mocy i opracowanie większej liczby scenariuszy zastosowań. Stuwato-pikosekundy staną się w przyszłości standardem. Wysoka częstotliwość powtarzania i wysoka energia impulsów laserowych umożliwiają jeszcze większe możliwości przetwarzania, takie jak cięcie i wiercenie szkła o grubości do 8 mm. Pikosekundowy laser UV nie wykazuje prawie żadnego naprężenia cieplnego i nadaje się do obróbki materiałów o wysokiej czułości, np. stentów tnących i innych wrażliwych produktów medycznych.

W przemyśle elektronicznym, lotniczym, biomedycznym, przy produkcji płytek półprzewodnikowych i w innych gałęziach przemysłu wymagane jest precyzyjne obrabianie części, a bezkontaktowa obróbka laserowa wydaje się najlepszym wyborem. Gdy koniunktura gospodarcza ulegnie poprawie, zastosowanie ultrakrótkich laserów nieuchronnie powróci na ścieżkę wysokiego wzrostu.