Контакт

Промышленная лазерная обработка имеет три основные характеристики: высокую эффективность, точность и первоклассное качество. Именно эти три характеристики сделали лазерную обработку широко распространенной в различных отраслях промышленности. Будь то мощная резка металла или микрообработка на уровне средней и низкой мощности, лазерные методы продемонстрировали значительные преимущества по сравнению с традиционными методами обработки. Следовательно, за последнее десятилетие или около того лазерная обработка нашла быстрое и широкое применение.

Разработка сверхбыстрых лазеров в Китае

Приложения лазерной обработки постепенно диверсифицировались, фокусируясь на различных задачах, таких как резка волоконным лазером средней и высокой мощности, сварка крупных металлических компонентов и сверхбыстрая лазерная микрообработка прецизионных изделий. Сверхбыстрые лазеры, представленные пикосекундными лазерами (10-12 секунд) и фемтосекундными лазерами (10-15 секунд), развивались всего за 20 лет. Они начали коммерческое использование в 2010 году и постепенно проникли в сферу медицинской и промышленной обработки. Китай начал промышленное использование сверхбыстрых лазеров в 2012 году, но зрелые продукты появились только к 2014 году. До этого почти все сверхбыстрые лазеры были импортированы.

К 2015 году зарубежные производители имели относительно зрелые технологии, однако стоимость сверхбыстрых лазеров превысила 2 миллиона китайских юаней. Одноточечный сверхбыстрый станок для лазерной резки продан за более чем 4 миллиона юаней. Высокая стоимость препятствовала широкому применению сверхбыстрых лазеров в Китае. После 2015 года Китай ускорил освоение сверхбыстрых лазеров. Быстро произошли технологические прорывы, и к 2017 году более десяти китайских компаний, производящих сверхбыстрые лазеры, конкурировали наравне с иностранной продукцией. Сверхбыстрые лазеры китайского производства стоили всего десятки тысяч юаней, что вынуждало импортную продукцию соответственно снижать цены. За это время сверхбыстрые лазеры отечественного производства стабилизировались и получили распространение на этапе малой мощности. (3W-15W). Поставки китайских сверхбыстрых лазеров выросли с менее чем 100 единиц в 2015 году до 2400 единиц в 2021 году. В 2020 году китайский рынок сверхбыстрых лазеров составил примерно 2,74 миллиарда юаней.

Мощность сверхбыстрых лазеров продолжает достигать новых высот

В последние годы, благодаря усилиям исследователей в Китае, произошел значительный прогресс в технологии сверхбыстрых лазеров китайского производства: успешная разработка ультрафиолетового пикосекундного лазера мощностью 50 Вт и постепенное развитие фемтосекундного лазера мощностью 50 Вт. В 2023 году пекинская компания представила мощный инфракрасный пикосекундный лазер мощностью 500 Вт. В настоящее время сверхбыстрая лазерная технология Китая значительно сократила разрыв с передовыми уровнями в Европе и США, отставая только по таким ключевым показателям, как максимальная мощность, стабильность и минимальная ширина импульса.

Ожидаемое будущее развитие сверхбыстрых лазеров по-прежнему будет сосредоточено на внедрении вариантов более высокой мощности, таких как инфракрасный пикосекундный лазер мощностью 1000 Вт и фемтосекундный лазер мощностью 500 Вт, с постоянным улучшением ширины импульса. Ожидается, что по мере развития технологий некоторые узкие места в приложении будут преодолены.

Спрос на внутреннем рынке Китая отстает от развития мощностей по производству лазеров

Темпы роста китайского рынка сверхбыстрых лазеров значительно отстают от роста поставок. Это несоответствие в первую очередь связано с тем, что рынок последующих приложений для китайских сверхбыстрых лазеров еще не полностью открыт. Жесткая конкуренция между отечественными и зарубежными производителями лазеров, участие в ценовых войнах за долю рынка в сочетании со многими незрелыми процессами на этапе применения и спад на рынке электроники/панелей для смартфонов за последние три года заставили многих пользователей колебаться в выборе решения. расширение производства на сверхбыстрые лазерные линии.

В отличие от видимой лазерной резки и сварки листового металла, сверхбыстрые лазеры позволяют выполнять задачи за чрезвычайно короткое время, что требует обширных исследований различных процессов. В настоящее время мы часто упоминаем, что сверхбыстрые лазеры находят широкое применение в резке полноэкранных смартфонов, стекла, пленки OLED PET, гибких плат FPC, солнечных элементов PERC, резки пластин и сверления глухих отверстий в печатных платах и в других областях. Кроме того, их значение особенно заметно в аэрокосмической и оборонной отраслях для сверления и резки специальных компонентов.

Стоит отметить, что, хотя утверждается, что сверхбыстрые лазеры подходят для многих областей, их фактическое применение остается другим вопросом. В отраслях с крупномасштабным производством, таких как полупроводниковые материалы, чипы, пластины, печатные платы, медные платы и SMT, практически нет значительных применений сверхбыстрых лазеров. Это означает отставание в развитии сверхбыстрых лазерных приложений и процессов, отставание от темпов развития лазерных технологий.

Долгий путь изучения приложений сверхбыстрой лазерной обработки

В Китае количество компаний, специализирующихся на прецизионном лазерном оборудовании, относительно невелико и составляет лишь около 1/20 предприятий по лазерной резке металла. Эти компании, как правило, невелики по масштабу и имеют ограниченные возможности для разработки процессов в таких отраслях, как производство микросхем, печатных плат и панелей. Более того, отрасли с развитыми производственными процессами в терминальных приложениях часто сталкиваются с многочисленными испытаниями и проверками при переходе на лазерную микрообработку. Поиск надежных новых технологических решений требует большого количества проб и ошибок, учитывая стоимость оборудования. Этот переход – непростой процесс.

Резка целых панелей стекла может стать реальной точкой входа для сверхбыстрых лазеров в конкретную нишу. Успешным примером является быстрое внедрение лазерной резки для мобильных стеклянных экранов. Однако изучение сверхбыстрых лазеров для изготовления компонентов из специальных материалов или полуфабрикатов в других отраслях требует больше времени для исследований. В настоящее время применение сверхбыстрых лазеров остается несколько ограниченным и в основном сосредоточено на резке неметаллических материалов. Существует нехватка приложений в более широких областях, таких как OLED/полупроводники, что подчеркивает, что общий уровень технологий сверхбыстрой лазерной обработки в Китае еще не высок. Это также подразумевает огромный потенциал для будущего развития, с ожидаемым постепенным ростом приложений сверхбыстрой лазерной обработки в течение следующего десятилетия.