Yüksek Güçlü Ultra Hızlı Lazer Ekipmanları Uygulama Pazarına Nasıl Girilir?

Endüstriyel lazer işleme, yüksek verimlilik, hassasiyet ve üstün kalite olmak üzere üç temel özelliğe sahiptir. Bu üç özellik, lazer işlemenin çeşitli üretim sektörlerinde yaygın olarak benimsenmesini sağlamıştır. İster yüksek güçlü metal kesimi olsun, ister orta ve düşük güç seviyelerinde mikro işleme olsun, lazer yöntemleri geleneksel işleme tekniklerine göre önemli avantajlar göstermiştir. Sonuç olarak, lazer işleme son on yılda hızlı ve yaygın bir uygulama alanı bulmuştur.

Çin'de Ultra Hızlı Lazerlerin Gelişimi

Lazer işleme uygulamaları, orta ve yüksek güçlü fiber lazer kesimi, büyük metal parçaların kaynaklanması ve ultra hızlı lazer mikro işleme hassas ürünleri gibi farklı görevlere odaklanarak giderek çeşitlenmiştir. Pikosan saniye (10-12 saniye) ve femtosaniye (10-15 saniye) lazerlerle temsil edilen ultra hızlı lazerler, sadece 20 yılda gelişmiştir. 2010 yılında ticari kullanıma girmiş ve kademeli olarak tıp ve endüstriyel işleme alanlarına nüfuz etmiştir. Çin, 2012 yılında ultra hızlı lazerlerin endüstriyel kullanımına başlamış, ancak olgun ürünler ancak 2014 yılında ortaya çıkmıştır. Bundan önce, neredeyse tüm ultra hızlı lazerler ithal ediliyordu.

2015 yılına gelindiğinde, yurtdışı üreticiler nispeten olgun bir teknolojiye sahipti, ancak ultra hızlı lazerlerin maliyeti 2 milyon Çin yuanını aşıyordu. Tek bir hassas ultra hızlı lazer kesim makinesi 4 milyon yuanın üzerinde bir fiyata satılıyordu. Yüksek maliyetler, ultra hızlı lazerlerin Çin'de yaygın kullanımını engelliyordu. 2015 sonrasında Çin, ultra hızlı lazerlerin yerlileştirilmesini hızlandırdı. Teknolojik atılımlar hızla gerçekleşti ve 2017 yılına gelindiğinde, ondan fazla Çinli ultra hızlı lazer şirketi yabancı ürünlerle eşit düzeyde rekabet ediyordu. Çin yapımı ultra hızlı lazerler sadece on binlerce yuan fiyatla satılıyordu ve bu da ithal ürünlerin fiyatlarını buna göre düşürmesine neden oldu. Bu süre zarfında, yerli üretim ultra hızlı lazerler istikrar kazandı ve düşük güç aşamasında (3W-15W) ivme kazandı. Çin ultra hızlı lazerlerinin sevkiyatı 2015'te 100 adetten az iken 2021'de 2400 adede yükseldi. 2020 yılında Çin ultra hızlı lazer pazarı yaklaşık 2,74 milyar yuan idi.

Ultra hızlı lazerlerin gücü sürekli olarak yeni zirvelere ulaşıyor.

Son yıllarda, Çinli araştırmacıların çabaları sayesinde, Çin yapımı ultra hızlı lazer teknolojisinde önemli ilerlemeler kaydedildi: 50 W'lık ultraviyole pikosaniye lazerin başarılı bir şekilde geliştirilmesi ve 50 W'lık femtosaniye lazerin kademeli olarak olgunlaşması. 2023 yılında, Pekin merkezli bir şirket 500 W'lık yüksek güçlü kızılötesi pikosaniye lazeri tanıttı. Şu anda, Çin'in ultra hızlı lazer teknolojisi, Avrupa ve Amerika Birleşik Devletleri'ndeki ileri seviyelerle arasındaki farkı önemli ölçüde kapatmış durumda; sadece maksimum güç, kararlılık ve minimum darbe genişliği gibi temel göstergelerde geride kalıyor.

Gelecekteki ultra hızlı lazerlerin geliştirilmesinde, 1000 W kızılötesi pikosaniye ve 500 W femtosaniye lazer gibi daha yüksek güçteki varyantların tanıtılmasına ve darbe genişliğinde sürekli iyileştirmelere odaklanılması bekleniyor. Teknoloji ilerledikçe, uygulamadaki bazı darboğazların aşılması öngörülüyor.

Çin'de İç Pazar Talebi, Lazer Üretim Kapasitesinin Gelişiminin Gerisinde Kalıyor

Çin'in ultra hızlı lazer pazarının büyüme hızı, sevkiyatlardaki artışın oldukça gerisinde kalıyor. Bu tutarsızlık, esas olarak Çin ultra hızlı lazerleri için alt sektör uygulama pazarının tam olarak açılmamış olmasından kaynaklanıyor. Yerli ve yabancı lazer üreticileri arasında pazar payı kapmak için yapılan fiyat savaşları, uygulama tarafındaki birçok olgunlaşmamış süreç ve son üç yılda akıllı telefon elektroniği/panel pazarındaki düşüş, birçok kullanıcının üretimlerini ultra hızlı lazer hatlarına genişletmekten çekinmesine yol açtı.

Görünür lazer kesim ve sac metal kaynak işlemlerinin aksine, ultra hızlı lazerlerin işleme kapasitesi, görevleri son derece kısa sürede tamamlayarak çeşitli süreçlerde kapsamlı araştırmalar yapılmasını gerektirmektedir. Günümüzde, ultra hızlı lazerlerin tam ekran akıllı telefonlar, cam, OLED PET film, FPC esnek levhalar, PERC güneş pilleri, wafer kesimi ve devre kartlarında kör delik açma gibi alanlarda olgun uygulamalara sahip olduğunu sıklıkla belirtiyoruz. Ayrıca, havacılık ve savunma sektörlerinde özel bileşenlerin delinmesi ve kesilmesi açısından da önemleri belirgindir.

Ultra hızlı lazerlerin birçok alanda kullanıma uygun olduğu iddia edilse de, gerçek uygulamalarının farklı bir konu olduğunu belirtmekte fayda var. Yarı iletken malzemeler, çipler, gofretler, PCB'ler, bakır kaplı levhalar ve SMT gibi büyük ölçekli üretim yapılan sektörlerde, ultra hızlı lazerlerin önemli uygulamaları yok denecek kadar azdır. Bu durum, ultra hızlı lazer uygulamalarının ve süreçlerinin geliştirilmesinde, lazer teknolojisindeki gelişmelerin gerisinde kalındığını göstermektedir.

Ultra Hızlı Lazer İşlemede Uygulamaları Keşfetmenin Uzun Yolculuğu

Çin'de hassas lazer ekipmanları konusunda uzmanlaşmış şirket sayısı nispeten azdır ve metal lazer kesim işletmelerinin yalnızca yaklaşık 1/20'sini oluşturmaktadır. Bu şirketler genellikle büyük ölçekli değildir ve çip, PCB ve panel gibi sektörlerde süreç geliştirme konusunda sınırlı fırsatlara sahiptir. Dahası, terminal uygulamalarında olgun üretim süreçlerine sahip sektörler, lazer mikro işlemeye geçiş yaparken genellikle çok sayıda deneme ve doğrulama ile karşı karşıya kalmaktadır. Güvenilir yeni süreç çözümleri keşfetmek, ekipman maliyetleri göz önüne alındığında önemli ölçüde deneme yanılma gerektirir. Bu geçiş kolay bir süreç değildir.

Tüm panel cam kesimi, ultra hızlı lazerlerin belirli bir niş alana giriş noktası olarak uygun olabilir. Mobil cam ekranlar için lazer kesiminin hızla benimsenmesi başarılı bir örnek teşkil etmektedir. Bununla birlikte, diğer sektörlerde özel malzeme bileşenleri veya yarı mamul ürünler için ultra hızlı lazerlere yönelmek daha fazla araştırma gerektirmektedir. Şu anda, ultra hızlı lazer uygulamaları, esas olarak metal olmayan malzeme kesimine odaklanmış olup, oldukça sınırlıdır. OLED'ler/yarı iletkenler gibi daha geniş alanlarda uygulama azlığı, Çin'in genel ultra hızlı lazer işleme teknolojisi seviyesinin henüz yüksek olmadığını vurgulamaktadır. Bu aynı zamanda, önümüzdeki on yılda ultra hızlı lazer işleme uygulamalarında kademeli bir artış beklentisiyle, gelecekteki gelişim için muazzam bir potansiyel anlamına da gelmektedir.