Како искористити тржиште апликација за ултрабрзу ласерску опрему велике снаге?

Индустријска ласерска обрада се може похвалити са 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 је у питању сечење метала великом снагом или микрообрада 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 ласерима средње и велике снаге, заваривање великих металних компоненти и ултрабрза ласерска микрообрада прецизних производа. 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 ​​премашивала 2 милиона кинеских јуана. Једна прецизна ултрабрза машина за ласерско сечење продавала се за преко 4 милиона јуана. Високи трошкови су ометали широку примену ултрабрзих ласера ​​у Кини. Након 2015. године, Кина је убрзала припитомљавање ултрабрзих ласера. Технолошки продори су се брзо догодили, а до 2017. године, преко десет кинеских компанија за ултрабрзе ласере конкурисало је равноправно са страним производима. Ултрабрзи ласери произведени у Кини коштали су само десетине хиљада јуана, што је приморало увезене производе да у складу с тим снизе своје цене. Током тог времена, домаћи ултрабрзи ласери су се стабилизовали и добили на замаху у фази мале снаге (3W-15W). Испоруке кинеских ултрабрзих ласера ​​су порасле са мање од 100 јединица у 2015. 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 технологија ултрабрзих ласерских 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 примени 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 разлика 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 за освајање 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 линије ултрабрзих ласера.

За разлику од видљивог ласерског сечења и заваривања лима, могућности обраде ултрабрзих ласера ​​завршавају задатке у изузетно кратком времену, што захтева опсежна истраживања у различитим процесима. Тренутно често помињемо да ултрабрзи ласери имају зрелу примену у сечењу паметних телефона са екраном преко целог екрана, стакла, OLED PET фолије, FPC флексибилних плоча, PERC соларних ћелија, сечењу плочица и бушењу слепих рупа у штампаним плочама, између осталих области. 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 примена и процеса ултрабрзих ласера, 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, чинећи само око 1/20 предузећа за ласерско сечење метала. Ове компаније углавном нису велике по величини 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 применама често се суочавају са бројним пробама и валидацијама приликом преласка на ласерску микрообраду. Откривање поузданих нових процесних решења захтева значајан процес покушаја и грешака, узимајући у обзир трошкове опреме. Овај прелаз није лак процес.

Сечење 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 специјалне материјалне компоненте или полупроизводе у другим индустријама захтева више времена за истраживање. Тренутно, примене ултрабрзих ласера ​​остају донекле ограничене, првенствено фокусиране на сечење неметалних материјала. Постоји мали број примена у ширим областима као што су OLED диоде/полупроводници, што истиче да укупни ниво технологије ултрабрзе ласерске обраде у Кини још увек није висок. Ово такође имплицира огроман потенцијал за будући развој, са очекиваним постепеним порастом примена ултрабрзе ласерске обраде током наредне деценије.