Како искористити тржиште апликација за ултрабрзу ласерску опрему велике снаге?

Индустријска ласерска обрада се може похвалити три кључне особине: високом ефикасношћу, прецизношћу и врхунским квалитетом. Управо су ове три карактеристике учиниле да ласерска обрада буде широко прихваћена у различитим производним секторима. Било да се ради о резању метала великом снагом или микрообради на средњим до ниским нивоима снаге, ласерске методе су показале значајне предности у односу на традиционалне технике обраде. Сходно томе, ласерска обрада је доживела брзу и широку примену у последњих десетак година.

Развој ултрабрзих ласера у Кини

Примене ласерске обраде су се постепено диверзификовале, фокусирајући се на различите задатке као што су сечење влакнастим ласером средње и велике снаге, заваривање великих металних компоненти и прецизни производи ултрабрзом ласерском микрообрадом. Ултрабрзи ласери, представљени пикосекундним ласерима (10-12 секунди) и фемтосекундним ласерима (10-15 секунди), еволуирали су током само 20 година. У комерцијалну употребу су ушли 2010. године и постепено су продрли у медицинске и индустријске области обраде. Кина је започела индустријску употребу ултрабрзих ласера 2012. године, али су се зрели производи појавили тек 2014. године. Пре тога, скоро сви ултрабрзи ласери су били увезени.

До 2015. године, страни произвођачи су имали релативно зрелу технологију, али је цена ултрабрзих ласера премашила 2 милиона кинеских јуана. Једна прецизна ултрабрза машина за ласерско сечење продата је за преко 4 милиона јуана. Високи трошкови су ометали широку примену ултрабрзих ласера у Кини. После 2015. године, Кина је убрзала припитомљавање ултрабрзих ласера. Технолошки продори су се брзо дешавали, и до 2017. године, преко десет кинеских компанија за ултрабрзе ласере се такмичило равноправно са страним производима. Ултрабрзи ласери кинеске производње коштали су само десетине хиљада јуана, што је приморало увезене производе да сходно томе снизе цене. Током тог времена, домаћи ултрабрзи ласери су се стабилизовали и стекли снагу у фази мале снаге. (3W-15W). Испоруке кинеских ултрабрзих ласера порасле су са мање од 100 јединица у 2015. години на 2.400 јединица у 2021. години. У 2020. години, кинеско тржиште ултрабрзих ласера ​​је износило приближно 2,74 милијарде јуана.

Моћ ултрабрзих ласера ​​наставља да достиже нове висине

Последњих година, захваљујући напорима истраживача у Кини, дошло је до значајног напретка у технологији ултрабрзих ласерских технологија кинеске производње: успешан развој ултраљубичастог пикосекундног ласера од 50 W и постепено сазревање фемтосекундног ласера од 50 W. Године 2023, компанија са седиштем у Пекингу представила је инфрацрвени пикосекундни ласер велике снаге од 500 W. Тренутно је кинеска ултрабрза ласерска технологија знатно смањила јаз у односу на напредне нивое у Европи и Сједињеним Државама, заостајући само у кључним индикаторима као што су максимална снага, стабилност и минимална ширина импулса.

Очекивани будући развој ултрабрзих ласера наставља да се фокусира на увођење варијанти веће снаге, као што су инфрацрвени пикосекундни ласер од 1000 W и фемтосекундни ласер од 500 W, уз континуирана побољшања ширине импулса. Како технологија напредује, очекује се да ће се одређена уска грла у апликацији превазићи.

Потражња на домаћем тржишту у Кини заостаје за развојем капацитета за производњу ласера

Стопа раста тржишта ултрабрзих ласера у Кини значајно заостаје за порастом испорука. Ова неслагања првенствено произилази из чињенице да се тржиште низводних апликација за кинеске ултрабрзе ласере није у потпуности отворило. Жестока конкуренција међу домаћим и страним произвођачима ласера, учешће у ратовима цена ради освајања тржишног удела, заједно са многим незрелим процесима на крају примене и падом на тржишту електронике/панела за паметне телефоне у последње три године, навела је многе кориснике да оклевају у проширењу своје производње на ултрабрзе ласерске линије.

За разлику од видљивог ласерског сечења и заваривања лима, могућности обраде ултрабрзих ласера завршавају задатке у изузетно кратком времену, захтевајући опсежна истраживања у различитим процесима. Тренутно често помињемо да ултрабрзи ласери имају зрелу примену у сечењу паметних телефона са пуним екраном, стакла, OLED PET фолије, FPC флексибилних плоча, PERC соларних ћелија, сечењу плочица и бушењу слепих рупа у штампаним плочама, између осталог. Поред тога, њихов значај је изражен у ваздухопловном и одбрамбеном сектору за бушење и сечење специјалних компоненти.

Вреди напоменути да, иако се тврди да су ултрабрзи ласери погодни за бројне области, њихова стварна примена остаје друга ствар. У индустријама са производњом великих размера као што су полупроводнички материјали, чипови, плочице, штампане плоче, плоче обложене бакром и SMT, постоји мало, ако их уопште има, значајних примена ултрабрзих ласера. Ово указује на заостајање у развоју ултрабрзих ласерских апликација и процеса, што заостаје за темпом напретка ласерске технологије.

Дуго путовање истраживања примена у ултрабрзој ласерској обради

У Кини је број компанија специјализованих за прецизну ласерску опрему релативно мали, што чини само око 1/20 предузећа за ласерско сечење метала. Ове компаније углавном нису великих размера и имају ограничене могућности за развој процеса у индустријама као што су чипови, штампане плоче и панели. Штавише, индустрије са зрелим производним процесима у терминалним апликацијама често се суочавају са бројним испитивањима и валидацијама приликом преласка на ласерску микрообраду. Откривање поузданих нових процесних решења захтева значајан метод покушаја и грешака, узимајући у обзир трошкове опреме. Ова транзиција није лак процес.

Резање целог стакла могло би бити изводљива улазна тачка за ултрабрзе ласере у одређену нишу. Брзо усвајање ласерског сечења за мобилне стаклене екране представља успешан пример. Међутим, истраживање ултрабрзих ласера за посебне материјалне компоненте или полупроизводе у другим индустријама захтева више времена. Тренутно, примене ултрабрзих ласера остају донекле ограничене, првенствено фокусиране на сечење неметалних материјала. Постоји мали број примена у ширим областима попут OLED-а/полупроводника, што указује на то да укупни ниво ултрабрзе технологије ласерске обраде у Кини још увек није висок. Ово такође подразумева огроман потенцијал за будући развој, са очекиваним постепеним порастом примене ултрабрзе ласерске обраде током наредне деценије.