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O processamento industrial a laser possui três características essenciais: alta eficiência, precisão e qualidade superior. Atualmente, mencionamos frequentemente que os lasers ultrarrápidos têm aplicações maduras no corte de smartphones de tela cheia, vidro, filme OLED PET, placas flexíveis FPC, células solares PERC, corte de wafer e perfuração cega em placas de circuito, entre outros campos. Além disso, a sua importância é acentuada nos setores aeroespacial e de defesa para perfuração e corte de componentes especiais.
O processamento industrial a laser possui três características essenciais: alta eficiência, precisão e qualidade superior. Foram essas três características que fizeram com que o processamento a laser fosse amplamente adotado em vários setores industriais. Quer se trate de corte de metal de alta potência ou microprocessamento em níveis de potência média a baixa, os métodos a laser têm apresentado vantagens significativas sobre as técnicas de processamento tradicionais. Conseqüentemente, o processamento a laser teve uma aplicação rápida e generalizada na última década.
O desenvolvimento de lasers ultrarrápidos na China
As aplicações de processamento a laser diversificaram-se gradualmente, concentrando-se em diferentes tarefas, como corte a laser de fibra de média e alta potência, soldagem de grandes componentes metálicos e produtos de precisão de microprocessamento a laser ultrarrápido. Os lasers ultrarrápidos, representados pelos lasers de picossegundos (10-12 segundos) e lasers de femtossegundos (10-15 segundos), evoluíram ao longo de apenas 20 anos. Eles entraram em uso comercial em 2010 e gradualmente penetraram nos domínios de processamento médico e industrial. A China iniciou o uso industrial de lasers ultrarrápidos em 2012, mas produtos maduros só surgiram em 2014. Antes disso, quase todos os lasers ultrarrápidos eram importados.
Em 2015, os fabricantes estrangeiros tinham tecnologia relativamente madura, mas o custo dos lasers ultrarrápidos ultrapassava os 2 milhões de yuans chineses. Uma única máquina de corte a laser ultrarrápida de precisão foi vendida por mais de 4 milhões de yuans. Os altos custos impediram a aplicação generalizada de lasers ultrarrápidos na China. Após 2015, a China acelerou a domesticação de lasers ultrarrápidos. Os avanços tecnológicos ocorreram rapidamente e, em 2017, mais de dez empresas chinesas de laser ultrarrápido competiam em pé de igualdade com produtos estrangeiros. Os lasers ultrarrápidos fabricados na China custavam apenas dezenas de milhares de yuans, obrigando os produtos importados a baixarem os seus preços em conformidade. Durante esse tempo, os lasers ultrarrápidos produzidos internamente se estabilizaram e ganharam força no estágio de baixa potência (3W-15W). As remessas de lasers ultrarrápidos chineses aumentaram de menos de 100 unidades em 2015 para 2.400 unidades em 2021. Em 2020, o mercado chinês de laser ultrarrápido era de aproximadamente 2,74 bilhões de yuans.
O poder dos lasers ultrarrápidos continua alcançando novos patamares
Nos últimos anos, graças aos esforços de pesquisadores na China, houve avanços significativos na tecnologia de laser ultrarrápido de fabricação chinesa: o desenvolvimento bem-sucedido de um laser ultravioleta de picossegundos de 50W e a maturidade gradual de um laser de femtossegundos de 50W. Em 2023, uma empresa com sede em Pequim lançou um laser infravermelho de picossegundos de alta potência de 500 W. Atualmente, a tecnologia laser ultrarrápida da China reduziu consideravelmente a lacuna em relação aos níveis avançados na Europa e nos Estados Unidos, ficando atrás apenas em indicadores-chave como potência máxima, estabilidade e largura mínima de pulso.
O desenvolvimento futuro previsto de lasers ultrarrápidos continua a se concentrar na introdução de variantes de maior potência, como um picossegundo infravermelho de 1000 W e um laser de femtosegundo de 500 W, com melhorias contínuas na largura de pulso. À medida que a tecnologia avança, espera-se que certos gargalos na aplicação sejam superados.
A demanda do mercado interno na China está atrás do desenvolvimento da capacidade de produção de laser
A taxa de crescimento do tamanho do mercado de laser ultrarrápido da China está significativamente atrás do aumento nas remessas. Essa discrepância decorre principalmente do fato de que o mercado de aplicações downstream para lasers ultrarrápidos chineses ainda não foi totalmente aberto. A concorrência feroz entre fabricantes de laser nacionais e estrangeiros, o envolvimento em guerras de preços para conquistar participação de mercado, juntamente com muitos processos imaturos no final da aplicação e uma recessão no mercado de painéis/eletrônicos para smartphones nos últimos três anos, levou muitos usuários a hesitarem em expandindo sua produção para linhas de laser ultrarrápidas.
Ao contrário do corte e soldagem a laser visível em chapas metálicas, a capacidade de processamento dos lasers ultrarrápidos conclui tarefas em um tempo extremamente curto, exigindo extensa pesquisa em vários processos. Atualmente, mencionamos frequentemente que os lasers ultrarrápidos têm aplicações maduras no corte de smartphones de tela cheia, vidro, filme OLED PET, placas flexíveis FPC, células solares PERC, corte de wafer e perfuração cega em placas de circuito, entre outros campos. Além disso, a sua importância é acentuada nos setores aeroespacial e de defesa para perfuração e corte de componentes especiais.
É importante notar que, embora se afirme que os lasers ultrarrápidos são adequados para vários campos, sua aplicação real permanece uma questão diferente. Em indústrias com produção em larga escala, como materiais semicondutores, chips, wafers, PCBs, placas revestidas de cobre e SMT, há poucas, ou nenhuma, aplicações significativas de lasers ultrarrápidos. Isso significa um atraso no desenvolvimento de aplicações e processos de laser ultrarrápidos, ficando atrás do ritmo dos avanços da tecnologia laser.
A longa jornada de exploração de aplicações em processamento a laser ultrarrápido
Na China, o número de empresas especializadas em equipamentos a laser de precisão é relativamente pequeno, representando apenas cerca de 1/20 das empresas de corte a laser de metal. Estas empresas geralmente não são de grande escala e têm oportunidades limitadas para o desenvolvimento de processos em indústrias como chips, PCBs e painéis. Além disso, as indústrias com processos de produção maduros em aplicações terminais muitas vezes enfrentam numerosos testes e validações ao fazer a transição para o microprocessamento a laser. Descobrir novas soluções de processo confiáveis exige tentativas e erros significativos, considerando os custos dos equipamentos. Essa transição não é um processo fácil.
O corte de vidro de painel inteiro pode ser um ponto de entrada viável para lasers ultrarrápidos em um nicho específico. A rápida adoção do corte a laser para telas de vidro móveis é um exemplo de sucesso. No entanto, investigar lasers ultrarrápidos para componentes de materiais especiais ou produtos semiacabados em outras indústrias requer mais tempo para exploração. Atualmente, as aplicações de laser ultrarrápido permanecem um tanto limitadas, focadas principalmente no corte de materiais não metálicos. Há uma escassez de aplicações em campos mais amplos, como OLEDs/semicondutores, destacando que o nível geral da tecnologia de processamento a laser ultrarrápido da China ainda não é alto. Isto também implica um enorme potencial para desenvolvimento futuro, com um aumento gradual previsto nas aplicações de processamento a laser ultrarrápido durante a próxima década.
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