Yüksek Güçlü Ultra Hızlı Lazer Ekipmanları için Uygulama Pazarına Nasıl Girilir?

Endüstriyel lazer işleme, üç temel özelliğe sahiptir: yüksek verimlilik, hassasiyet ve birinci sınıf kalite. Lazer işlemenin çeşitli imalat sektörlerinde yaygın olarak benimsenmesini sağlayan bu üç özelliktir. İster yüksek güçlü metal kesme ister orta ila düşük güç seviyelerinde mikro işleme olsun, lazer yöntemleri geleneksel işleme tekniklerine göre önemli avantajlar sergilemiştir. Sonuç olarak, lazer işleme son on yılda hızlı ve yaygın bir uygulama alanı bulmuştur.

Çin'de Ultra Hızlı Lazerlerin Geliştirilmesi

Lazer işleme uygulamaları, orta ve yüksek güçlü fiber lazer kesimi, büyük metal bileşenlerin kaynaklanması ve ultra hızlı lazer mikro işleme hassas ürünleri gibi farklı görevlere odaklanarak giderek çeşitlenmiştir. Pikosaniye lazerler (10-12 saniye) ve femtosaniye lazerler (10-15 saniye) ile temsil edilen ultra hızlı lazerler, yalnızca 20 yıl içinde evrimleşmiştir. 2010 yılında ticari kullanıma girmiş ve giderek tıbbi ve endüstriyel işleme alanlarına nüfuz etmişlerdir. Çin, ultra hızlı lazerlerin endüstriyel kullanımını 2012 yılında başlatmış, ancak olgun ürünler ancak 2014 yılında ortaya çıkmıştır. Bundan önce, neredeyse tüm ultra hızlı lazerler ithal ediliyordu.

2015 yılına gelindiğinde, denizaşırı üreticiler nispeten olgun bir teknolojiye sahipti, ancak ultra hızlı lazerlerin maliyeti 2 milyon Çin yuanını aştı. Tek bir hassas ultra hızlı lazer kesim makinesi 4 milyon yuandan fazla bir fiyata satılıyordu. Yüksek maliyetler, ultra hızlı lazerlerin Çin'de yaygın olarak uygulanmasını engelledi. 2015 sonrası 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 lazerlerin fiyatı sadece on binlerce yuandı ve bu da ithal ürünlerin fiyatlarını buna göre düşürmesine neden oldu. Bu süre zarfında, yerli olarak üretilen ultra hızlı lazerler istikrar kazandı ve düşük güç aşamasında (3W-15W) ilgi gördü. Çin ultra hızlı lazerlerinin sevkiyatları 2015'te 100'den az birimden 2021'de 2.400 birime yükseldi. 2020'de Çin ultra hızlı lazer pazarı yaklaşık 2,74 milyar yuandı.

Ultra Hızlı Lazerlerin Gücü Yeni Zirvelere Ulaşmaya Devam Ediyor

Son yıllarda, Çin'deki araştırmacıların çabaları sayesinde, Çin yapımı ultra hızlı lazer teknolojisinde önemli ilerlemeler kaydedildi: 50 W'lık bir ultraviyole pikosaniye lazerin başarılı bir şekilde geliştirilmesi ve 50 W'lık bir femtosaniye lazerin kademeli olarak olgunlaştırılması. 2023 yılında, Pekin merkezli bir şirket 500 W'lık yüksek güçlü bir kızılötesi pikosaniye lazeri piyasaya sürdü. Şu anda, Çin'in ultra hızlı lazer teknolojisi, yalnızca maksimum güç, kararlılık ve minimum darbe genişliği gibi temel göstergelerde geride kalarak, Avrupa ve Amerika Birleşik Devletleri'ndeki gelişmiş seviyelerle arasındaki farkı önemli ölçüde daralttı.

Ultra hızlı lazerlerin gelecekteki gelişimi, 1000 W kızılötesi pikosaniye ve 500 W femtosaniye lazer gibi daha yüksek güçlü varyantların tanıtımına odaklanmaya devam ediyor ve darbe genişliğinde sürekli iyileştirmeler yapılıyor. Teknoloji ilerledikçe, uygulamadaki bazı darboğazların aşılması bekleniyor.

Çin'deki İç Pazar Talebi Lazer Üretim Kapasitesinin Gelişiminin Gerisinde Kalıyor

Çin'in ultra hızlı lazer pazarının büyüme hızı, sevkiyatlardaki artışın önemli ölçüde gerisinde kalıyor. Bu tutarsızlık, esas olarak Çin ultra hızlı lazerleri için alt uygulama pazarının tam olarak açılmamış olmasından kaynaklanıyor. Yerli ve yabancı lazer üreticileri arasında pazar payı kapmak için fiyat savaşlarına giren yoğun rekabet, uygulama tarafındaki birçok olgunlaşmamış süreç ve son üç yıldır akıllı telefon elektroniği/paneli pazarında yaşanan düşüş, birçok kullanıcının üretimlerini ultra hızlı lazer hatlarına genişletme konusunda tereddüt etmesine yol açtı.

Görünür lazer kesim ve sac metal kaynak işlemlerinden farklı olarak, ultra hızlı lazerlerin işleme kabiliyeti görevleri son derece kısa sürede tamamlar ve çeşitli süreçlerde kapsamlı araştırma gerektirir. Günümüzde, ultra hızlı lazerlerin tam ekran akıllı telefonlar, cam, OLED PET film, FPC esnek levhalar, PERC güneş pilleri, yonga levha kesimi ve devre kartlarında kör delik delme gibi alanlarda gelişmiş uygulamalara sahip olduğundan sıklıkla bahsediyoruz. Ayrıca, havacılık ve savunma sektörlerinde özel bileşenlerin delinmesi ve kesilmesi açısından da önemleri büyüktür.

Ultra hızlı lazerlerin birçok alana uygun olduğu iddia edilse de, gerçek uygulamalarının farklı bir konu olduğunu belirtmekte fayda var. Yarı iletken malzemeler, yongalar, gofretler, PCB'ler, bakır kaplı levhalar ve SMT gibi büyük ölçekli üretim yapan endüstrilerde, ultra hızlı lazerlerin önemli uygulama alanları çok azdır, hatta hiç yoktur. Bu durum, ultra hızlı lazer uygulamalarının ve süreçlerinin geliştirilmesinde bir gecikmeye işaret ediyor ve lazer teknolojisindeki gelişmelerin gerisinde kalıyor.

Ultra Hızlı Lazer İşlemede Uygulamaları Keşfetmenin Uzun Yolculuğu

Çin'de hassas lazer ekipmanlarında uzmanlaşmış şirket sayısı nispeten azdır ve metal lazer kesim işletmelerinin yalnızca yaklaşık 1/20'sini oluşturur. Bu şirketler genellikle büyük ölçekli değildir ve çip, PCB ve panel gibi sektörlerde süreç geliştirme fırsatları sınırlıdır. Dahası, terminal uygulamalarında gelişmiş üretim süreçlerine sahip sektörler, lazer mikro işlemeye geçiş yaparken sıklıkla sayısız deneme ve doğrulama ile karşı karşıya kalır. Ekipman maliyetleri göz önüne alındığında, güvenilir yeni süreç çözümleri keşfetmek önemli ölçüde deneme yanılma gerektirir. Bu geçiş kolay bir süreç değildir.

Tüm panel cam kesimi, ultra hızlı lazerler için belirli bir nişte uygulanabilir bir giriş noktası olabilir. Mobil cam ekranlar için lazer kesiminin hızla benimsenmesi başarılı bir örnek teşkil ediyor. Ancak, diğer endüstrilerde özel malzeme bileşenleri veya yarı mamul ürünler için ultra hızlı lazerlere yönelmek, daha fazla araştırma süresi gerektiriyor. Şu anda, ultra hızlı lazer uygulamaları, öncelikle metal olmayan malzeme kesimine odaklanmış olarak, bir şekilde sınırlı kalmaktadır. OLED'ler/yarı iletkenler gibi daha geniş alanlarda uygulama kıtlığı, Çin'in genel ultra hızlı lazer işleme teknolojisi seviyesinin henüz yüksek olmadığını göstermektedir. Bu durum, önümüzdeki on yıl içinde ultra hızlı lazer işleme uygulamalarında kademeli bir artışın beklenmesiyle, gelecekteki gelişmeler için muazzam bir potansiyel anlamına da gelmektedir.