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超快精密加工的未來

精密加工是雷射製造的重要組成部分。 從早期的固體奈秒綠光/紫外線雷射發展到皮秒、飛秒雷射,現在超快雷射已成為主流。 超快精密加工未來的發展趨勢會是怎麼樣的呢?超快雷射的出路在於提升功率,拓展更多的應用場景。

精密加工是雷射製造的重要組成部分。 從早期的固體奈秒綠光/紫外線雷射發展到皮秒、飛秒雷射,現在超快雷射已成為主流。 超快精密加工的未來發展趨勢如何?

超快雷射最早走的是固體雷射技術路線。 固體雷射具有輸出功率高、穩定性高、控制性佳的特性。 它們是奈秒/亞奈秒固體雷射的升級延續,因此皮秒飛秒固體雷射取代奈秒固體雷射是合乎邏輯的 光纖雷射受到青睞,超快雷射也朝向光纖雷射器方向發展,皮秒/飛秒光纖雷射迅速崛起,與固體超快雷射器展開競爭。

 

超快雷射的一個重要特點是從紅外線升級到紫外線。 紅外線皮秒雷射加工在玻璃切割鑽孔、陶瓷基板、晶圓切割等方面有著近乎完美的效果。 而在超短脈衝加持下的紫外光,可以將「冷加工」做到極致,在材料上打孔、切割幾乎沒有焦痕,達到完美的加工效果。

超短脈衝雷射的技術擴展趨勢是提高功率 ,從早期的3瓦、5瓦,發展到現在的100瓦級。 目前市面上精密加工一般採用20瓦至50瓦的功率。 德國一家機構已開始攻克千瓦級超快雷射的難題。 S&超快雷射冷卻器 系列可滿足市面上大多數超快雷射的冷卻需求,並豐富S&根據市場變化的冷水機組產品線。

 

受新冠疫情及經濟環境不確定性等因素影響,2022年手錶、平板電腦等消費性電子產品需求低迷,PCB(印刷電路板)、顯示面板、LED等產業對超快雷射的需求將會下降。 僅推動了圓形和晶片領域,超快雷射精密加工遇到了成長挑戰。

超快雷射的出路在於提高功率,拓展更多的應用場景。 未來百瓦皮秒將成為標準。 高重複率和高脈衝能量雷射可實現更強大的加工能力,例如切割和鑽孔厚度達 8 毫米的玻璃。 紫外線皮秒雷射幾乎沒有熱應力,適合加工高敏感材料,例如切割支架等高敏感度醫療產品。

 

在電子產品組裝製造、航空航太、生醫、半導體晶圓等產業中,都會有大量的零件精密加工需求,非接觸雷射加工將是最佳選擇。 當經濟環境回暖時,超快雷射的應用必然會重回高成長的軌道。

S&A ultrafast precision machining chiller system

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