Aktualności laserowe
Precyzyjna kontrola temperatury w systemach laserowych i zastosowaniach przemysłowych Od 2002 roku
Język
Przemysłowa obróbka laserowa może pochwalić się trzema kluczowymi cechami: wysoką wydajnością, precyzją i najwyższą jakością. Obecnie często wspominamy, że ultraszybkie lasery mają dojrzałe zastosowania między innymi w cięciu pełnoekranowych smartfonów, szkła, folii OLED PET, elastycznych płyt FPC, ogniw słonecznych PERC, cięcia płytek i wiercenia otworów nieprzelotowych w płytkach drukowanych. Dodatkowo ich znaczenie jest wyraźne w sektorze lotniczym i obronnym przy wierceniu i cięciu specjalnych komponentów.
Przemysłowa obróbka laserowa może pochwalić się trzema kluczowymi cechami: wysoką wydajnością, precyzją i najwyższą jakością. To właśnie te trzy cechy sprawiły, że obróbka laserowa jest powszechnie stosowana w różnych sektorach produkcyjnych. Niezależnie od tego, czy chodzi o cięcie metalu z dużą mocą, czy o mikroobróbkę przy średnim lub niskim poziomie mocy, metody laserowe wykazały znaczną przewagę nad tradycyjnymi technikami przetwarzania. W rezultacie obróbka laserowa znalazła szybkie i powszechne zastosowanie w ciągu ostatniej dekady.
Rozwój ultraszybkich laserów w Chinach
Zastosowania obróbki laserowej stopniowo się różnicowały, koncentrując się na różnych zadaniach, takich jak cięcie laserem światłowodowym średniej i dużej mocy, spawanie dużych elementów metalowych i ultraszybkie produkty precyzyjne do mikroobróbki laserowej. Ultraszybkie lasery, reprezentowane przez lasery pikosekundowe (10–12 sekund) i lasery femtosekundowe (10–15 sekund), ewoluowały w ciągu zaledwie 20 lat. Weszły do użytku komercyjnego w 2010 roku i stopniowo przenikały do dziedzin przetwórstwa medycznego i przemysłowego. Chiny zapoczątkowały przemysłowe zastosowanie ultraszybkich laserów w 2012 r., ale dojrzałe produkty pojawiły się dopiero w 2014 r. Wcześniej prawie wszystkie ultraszybkie lasery były importowane.
Do 2015 roku zagraniczni producenci dysponowali stosunkowo dojrzałą technologią, a mimo to koszt ultraszybkich laserów przekroczył 2 miliony chińskich juanów. Pojedyncza, precyzyjna, ultraszybka maszyna do cięcia laserowego sprzedana za ponad 4 miliony juanów. Wysokie koszty utrudniają powszechne zastosowanie ultraszybkich laserów w Chinach. Po 2015 r. Chiny przyspieszyły udomowienie ultraszybkich laserów. Szybko nastąpił przełom technologiczny i do 2017 roku ponad dziesięć chińskich firm zajmujących się ultraszybkimi laserami konkurowało na równi z produktami zagranicznymi. Wyprodukowane w Chinach ultraszybkie lasery wyceniono na zaledwie dziesiątki tysięcy juanów, co zmusiło importowane produkty do odpowiedniego obniżenia cen. W tym czasie ultraszybkie lasery produkowane w kraju ustabilizowały się i zyskały przyczepność na etapie małej mocy (3W-15W). Dostawy chińskich ultraszybkich laserów wzrosły z mniej niż 100 sztuk w 2015 r. do 2400 sztuk w 2021 r. W 2020 r. wartość chińskiego rynku ultraszybkich laserów wynosiła około 2,74 miliarda juanów.
Moc ultraszybkich laserów osiąga nowy poziom
W ostatnich latach, dzięki wysiłkom badaczy w Chinach, nastąpił znaczny postęp w chińskiej technologii ultraszybkiego lasera: pomyślny rozwój ultrafioletowego lasera pikosekundowego o mocy 50 W i stopniowa dojrzałość lasera femtosekundowego o mocy 50 W. W 2023 roku firma z Pekinu wprowadziła na rynek pikosekundowy laser na podczerwień o mocy 500 W. Obecnie chińska ultraszybka technologia laserowa znacznie zmniejszyła różnicę w porównaniu z zaawansowanymi poziomami w Europie i Stanach Zjednoczonych, pozostając w tyle jedynie pod względem kluczowych wskaźników, takich jak maksymalna moc, stabilność i minimalna szerokość impulsu.
Przewidywany przyszły rozwój ultraszybkich laserów w dalszym ciągu koncentruje się na wprowadzeniu wariantów o większej mocy, takich jak pikosekunda na podczerwień o mocy 1000 W i laser femtosekundowy o mocy 500 W, przy ciągłym ulepszaniu szerokości impulsu. Oczekuje się, że w miarę postępu technologii pewne wąskie gardła w aplikacji zostaną przezwyciężone.
Popyt na rynku krajowym w Chinach podąża za rozwojem mocy produkcyjnych laserów
Tempo wzrostu wielkości rynku ultraszybkich urządzeń laserowych w Chinach znacznie pozostaje w tyle za wzrostem dostaw. Ta rozbieżność wynika przede wszystkim z faktu, że rynek dalszych zastosowań chińskich ultraszybkich laserów nie został w pełni otwarty. Ostra konkurencja wśród krajowych i zagranicznych producentów laserów, tocząca wojny cenowe w celu zdobycia udziału w rynku, w połączeniu z wieloma niedojrzałymi procesami po stronie aplikacji i pogorszeniem się rynku elektroniki/paneli smartfonów w ciągu ostatnich trzech lat, skłoniła wielu użytkowników do wahania się rozszerzając swoją produkcję o ultraszybkie linie laserowe.
W przeciwieństwie do widocznego cięcia laserowego i spawania blach, możliwości przetwarzania ultraszybkich laserów pozwalają na realizację zadań w niezwykle krótkim czasie, co wymaga szeroko zakrojonych badań w różnych procesach. Obecnie często wspominamy, że ultraszybkie lasery mają dojrzałe zastosowania między innymi w cięciu pełnoekranowych smartfonów, szkła, folii OLED PET, elastycznych płyt FPC, ogniw słonecznych PERC, cięcia płytek i wiercenia otworów nieprzelotowych w płytkach drukowanych. Dodatkowo ich znaczenie jest wyraźne w sektorze lotniczym i obronnym przy wierceniu i cięciu specjalnych komponentów.
Warto zaznaczyć, że choć twierdzi się, że ultraszybkie lasery nadają się do wielu dziedzin, to ich faktyczne zastosowanie pozostaje inną sprawą. W branżach o produkcji na dużą skalę, takich jak materiały półprzewodnikowe, chipy, płytki, PCB, płytki pokryte miedzią i SMT, istnieje niewiele, jeśli w ogóle, znaczących zastosowań ultraszybkich laserów. Oznacza to opóźnienie w rozwoju ultraszybkich zastosowań i procesów laserowych, w tyle za tempem rozwoju technologii laserowej.
Długa podróż odkrywania zastosowań w ultraszybkiej obróbce laserowej
W Chinach liczba firm specjalizujących się w precyzyjnym sprzęcie laserowym jest stosunkowo niewielka i stanowi jedynie około 1/20 przedsiębiorstw zajmujących się cięciem laserowym metali. Firmy te na ogół nie są duże i mają ograniczone możliwości rozwoju procesów w branżach takich jak chipy, PCB i panele. Co więcej, branże z dojrzałymi procesami produkcyjnymi w zastosowaniach terminalowych często przechodzą na liczne próby i walidacje podczas przechodzenia na mikroobróbkę laserową. Odkrycie nowych, niezawodnych rozwiązań procesowych wymaga znacznych prób i błędów, biorąc pod uwagę koszty sprzętu. To przejście nie jest łatwym procesem.
Cięcie szkła całych paneli może stanowić realny punkt wejścia dla ultraszybkich laserów w określonej niszy. Dobrym przykładem jest szybkie przyjęcie cięcia laserowego w mobilnych ekranach szklanych. Jednak zagłębienie się w ultraszybkie lasery do specjalnych komponentów materiałowych lub półproduktów w innych gałęziach przemysłu wymaga więcej czasu na eksplorację. Obecnie zastosowania ultraszybkich laserów pozostają nieco ograniczone i skupiają się głównie na cięciu materiałów niemetalowych. Istnieje niedobór zastosowań w szerszych dziedzinach, takich jak diody OLED/półprzewodniki, co podkreśla, że ogólny poziom ultraszybkiej technologii przetwarzania laserowego w Chinach nie jest jeszcze wysoki. Oznacza to również ogromny potencjał przyszłego rozwoju, wraz z przewidywanym stopniowym wzrostem zastosowań ultraszybkiego przetwarzania laserowego w ciągu następnej dekady.
TEYU S&A Firma Chiller została założona w 2002 roku z 22-letnim doświadczeniem w produkcji agregatów chłodniczych i obecnie jest uznawana za pioniera technologii chłodzenia i niezawodnego partnera w branży laserowej.
Prawa autorskie © 2021 TEYU S&A Chłodnica - Wszelkie prawa zastrzeżone.
