Vous n'arrivez pas à choisir entre les lasers à fibre et les lasers à solide pour votre prochain projet ? Cet article explore les principales différences dans leurs applications, leur précision et leurs performances. En comprenant ces distinctions, vous saurez quel type de laser répond le mieux à vos besoins spécifiques, qu'il s'agisse de micro-usinage, de macro-traitement ou de fabrication avancée. Découvrez comment ces technologies laser peuvent améliorer votre travail et prenez des décisions éclairées pour obtenir des résultats optimaux.
Sur le marché intérieur, la technologie et le développement des lasers à fibre ont atteint un niveau de maturité élevé, avec des caractéristiques de performance qui rivalisent avec les normes internationales. De nombreux fabricants chinois produisent désormais des lasers à fibre dotés d'une excellente qualité de faisceau, d'une grande efficacité au niveau des prises murales et d'un fonctionnement fiable à long terme.
Si vous envisagez de mettre en place un système laser à fibre, il est souvent avantageux d'opter pour une solution nationale. Les fabricants chinois de lasers à fibre offrent généralement des délais de livraison plus courts, une assistance technique plus réactive et des solutions économiques sans compromis sur la qualité. En outre, de nombreuses marques nationales proposent des options de personnalisation pour répondre à des exigences industrielles spécifiques.
En revanche, le marché des lasers à solide en Chine présente un scénario différent. Les lasers à solide haut de gamme, en particulier ceux utilisés dans la fabrication de précision et la recherche scientifique, sont principalement importés. Cela est dû à l'entrée relativement récente des fabricants chinois dans ce segment, ce qui entraîne des limitations technologiques par rapport aux marques internationales établies. L'industrie nationale des lasers à solide est encore en phase de croissance, avec moins de fabricants à grande échelle capables de produire des systèmes avancés répondant à des spécifications industrielles rigoureuses.
Les lasers à l'état solide et les lasers à fibre sont couramment utilisés dans les principaux secteurs de l'industrie. traitement au laser Les technologies de l'information sont utilisées dans des domaines tels que le marquage, la découpe, le perçage, le soudage et la fabrication additive. Toutefois, en raison de leurs caractéristiques distinctes, il existe des différences dans les scénarios d'application spécifiques à chaque domaine de subdivision.
Dans le domaine du traitement laser, les lasers à l'état solide sont principalement utilisés, tandis que les lasers à fibre pulsés peuvent être utilisés dans certains cas. Les lasers à semi-conducteurs ont la capacité de convertir la lumière infrarouge en lasers de courte longueur d'onde tels que la lumière verte, la lumière ultraviolette et la lumière ultraviolette profonde grâce à l'utilisation de cristaux doublant la fréquence dans la cavité de résonance, qui sont ensuite émis vers l'extérieur.
La tendance dans le domaine des lasers de micro-usinage est aux longueurs d'onde plus courtes, qui ont de faibles effets thermiques et une grande efficacité dans l'utilisation de l'énergie, ce qui améliore la précision de l'usinage et permet un usinage ultra-fin et ultra-précis.
Les lasers à semi-conducteurs, avec leur courte longueur d'onde (UV, UV profond), leur courte durée d'impulsion (picoseconde, femtoseconde) et leur puissance de crête élevée, sont principalement utilisés dans le domaine du micro-usinage de précision des matériaux non métalliques.matériaux métalliquesIls sont également largement utilisés dans la recherche scientifique de pointe dans des domaines tels que l'environnement, la médecine et l'armée. Ils sont également largement utilisés dans la recherche scientifique de pointe dans des domaines tels que l'environnement, la médecine et l'armée.
Dans le domaine du traitement laser, les lasers à fibre sont principalement utilisés alors que les lasers à semi-conducteurs ne le sont généralement pas. Les lasers à fibre à onde continue (CW) ont une puissance moyenne élevée et sont largement utilisés dans le macro-traitement tel que la découpe et le soudage de matériaux métalliques épais. Ce laser à fibre type de laser a pris une place importante dans le domaine du macro-traitement, remplaçant progressivement les méthodes de traitement traditionnelles.
En résumé :
① Les lasers à fibre pulsés peuvent être utilisés dans le micro-usinage, mais leur application est limitée en raison de leur émission de lumière infrarouge à grande longueur d'onde, avec une faible énergie d'impulsion unique et un effet thermique important, ce qui se traduit par une précision d'usinage moindre et des limitations dans les matériaux qui ne peuvent pas absorber la lumière infrarouge. Elle n'est généralement utilisée que dans les scènes de micro-usinage avec une précision d'usinage supérieure à 20 microns.
② Les lasers à l'état solide ont un large éventail d'applications dans le micro-usinage, car ils peuvent convertir la lumière infrarouge en lumière verte, en lumière ultraviolette et en d'autres longueurs d'onde grâce au doublement de la fréquence dans les cristaux non linéaires. Ils ont une bonne qualité de faisceau, une grande énergie d'impulsion unique et un faible effet thermique, ce qui permet un "usinage à froid". Ils sont capables de réaliser un micro-usinage de haute précision avec une exactitude inférieure à 20 microns (jusqu'au niveau du nanomètre), ce qui les rend très avantageux dans le domaine du micro-usinage.
③ Les lasers à fibre à onde continue constituent le principal type de laser à fibre et sont largement utilisés dans les domaines du macro-traitement avec une précision de traitement supérieure au millimètre, tels que la découpe et le soudage des métaux industriels. La capacité du marché de la macro-transformation est supérieure à celle de la micro-transformation, car il existe une forte demande d'équipements laser.
En général, les lasers à semi-conducteurs sont de grande taille et facilement perturbés par des facteurs externes tels que les vibrations et les changements de température, ce qui entraîne des problèmes de stabilité et des coûts de maintenance plus élevés. Cependant, ils ont une puissance de sortie élevée, une bonne qualité de faisceau et un rapport signal/bruit élevé.
Les lasers à fibre ont une structure compacte, des performances stables et ne sont pas facilement perturbés par des facteurs externes, ce qui les rend faciles à utiliser et à entretenir. Cependant, ils ont une qualité de faisceau médiocre, un mauvais rapport signal/bruit et une capacité limitée à atteindre une puissance de crête élevée.
Les lasers à fibre, réputés pour leur puissance de sortie élevée, sont principalement utilisés dans les applications de macro-traitement. Il s'agit de manipuler des objets dont les dimensions et les géométries se situent dans la plage d'influence millimétrique du faisceau laser. En revanche, le micro-usinage fonctionne à l'échelle du micron, voire du nanomètre, ce qui exige une précision nettement plus élevée.
Les lasers à semi-conducteurs excellent dans le micro-usinage en raison de leurs avantages inhérents : des longueurs d'onde plus courtes, des largeurs d'impulsion plus étroites et des puissances de crête plus élevées. Ces caractéristiques leur permettent d'atteindre la précision requise pour les applications à micro-échelle, créant ainsi une base d'utilisateurs distincte de celle des lasers à fibre.
La divergence des domaines d'application entre les lasers à solide et les lasers à fibre ne donne lieu qu'à une concurrence directe minimale. Chaque technologie s'est taillé un créneau sur la base de ses atouts uniques et des exigences spécifiques des différents processus de fabrication.
Dans les applications de traitement des métaux, le choix entre les lasers à fibre et les lasers à solide dépend souvent de l'épaisseur du matériau et de considérations économiques. Les lasers à fibre sont généralement préférés pour les composants métalliques plus épais en raison de leur rentabilité et de leur puissance de sortie plus élevée. À l'inverse, les lasers à solide sont le meilleur choix pour les applications de haute précision où le coût est une préoccupation secondaire, comme dans l'aérospatiale ou la fabrication d'appareils médicaux.
Si les lasers à solide dominent dans le traitement des matériaux non métalliques tels que le verre, les céramiques, les polymères et autres substrats fragiles, ils trouvent également des applications dans les scénarios de traitement des métaux qui exigent une précision extrême. Il peut s'agir de la fabrication de produits microélectroniques, de la joaillerie fine ou de la production d'implants médicaux complexes. Dans ces cas, la qualité supérieure du faisceau et le contrôle offert par les lasers à solide l'emportent sur les considérations de coût.
L'industrie manufacturière chinoise est en pleine mutation, passant d'une production bas de gamme à une production haut de gamme. Alors que la production moyenne et bas de gamme constitue encore une part importante de l'industrie, le marché du macro-traitement englobe à la fois ces segments et un secteur de production haut de gamme en expansion, créant ainsi un marché vaste et diversifié avec une demande robuste.
Ce paysage industriel a conduit à une capacité de marché considérable pour les lasers à fibre. Dans le segment des lasers à fibre de faible puissance, la Chine a atteint un degré élevé de localisation, avec de nombreux fabricants nationaux à grande échelle. Les rapports de l'industrie indiquent que les lasers à fibre de faible puissance ont été entièrement indigénisés, remplaçant efficacement leurs homologues importés.
Pour les lasers à fibre à ondes continues (CW) de puissance moyenne, les produits nationaux ont atteint la parité avec les offres internationales en termes de qualité, tout en conservant un net avantage en termes de prix. Cet avantage concurrentiel a permis aux fabricants nationaux de s'emparer d'une part de marché significative, à égalité avec les concurrents étrangers. Dans le segment des lasers à fibre CW de forte puissance, plusieurs marques chinoises ont fait des percées notables, pénétrant avec succès les marchés nationaux et internationaux.
Toutefois, le secteur des lasers à semi-conducteurs en Chine présente un scénario différent. En raison de son développement relativement récent, il y a actuellement un manque de sociétés cotées en bourse qui se concentrent principalement sur la production de lasers à semi-conducteurs. Par conséquent, ces dispositifs de haute précision proviennent principalement de fabricants étrangers établis, ce qui offre une opportunité de développement national et d'expansion du marché à l'avenir.
Cette évolution du paysage de la technologie laser reflète la stratégie industrielle plus large de la Chine qui consiste à remonter la chaîne de valeur, avec des progrès significatifs dans certains domaines tout en identifiant des opportunités de croissance dans d'autres.
Les exigences de précision des composants électroniques dans l'industrie de l'électronique grand public ne cessent de s'améliorer. La technologie du traitement laser est devenue un moyen de production essentiel dans ce secteur en raison de sa haute précision, de sa rapidité et de son absence de dommages.
Par exemple, les lasers à semi-conducteurs ont un large éventail d'applications dans les processus de production de cartes de circuits imprimés (PCB/FPC), comme la découpe, forageet le marquage. Les lasers à solide nanoseconde de faible à moyenne puissance peuvent être utilisés pour le marquage des circuits imprimés, tandis que les lasers à solide nanoseconde de moyenne à haute puissance peuvent être utilisés pour le marquage des circuits imprimés, picosecondeet les lasers femtosecondes peuvent être utilisés pour la découpe, le perçage et la découpe du film PI des cartes de circuits imprimés/FPC.
Outre les circuits imprimés, la technologie du micro-usinage laser est également utilisée pour la découpe, le marquage, le perçage, le micro-soudage et d'autres domaines impliquant des matériaux fragiles et des matériaux métalliques.
L'impression 3D est un type de technologie de prototypage rapide qui permet de construire des objets couche par couche à l'aide de matériaux liants tels que la poudre de métal, le plastique et la résine liquide photosensible, sur la base d'un fichier de modèle numérique.
Dans le domaine du durcissement des résines liquides photosensibles, les lasers à l'état solide sont le choix préféré de l'industrie. Le laser ultraviolet (UV) nanoseconde de faible puissance de l'émetteur a été largement utilisé dans ce domaine.
Les lasers à solide sont largement utilisés dans des processus clés tels que la découpe et le traçage précis de cellules solaires et de tranches de silicium, le marquage, la découpe et le soudage de matériaux pour batteries au lithium.
Par exemple, les produits de l'émetteur peuvent être utilisés dans le domaine de l'énergie solaire photovoltaïque où les lasers à solide nanoseconde de haute puissance et les lasers picoseconde peuvent être utilisés pour la découpe et le traçage précis de cellules solaires et de plaquettes de silicium, et les lasers UV nanoseconde de faible puissance peuvent être utilisés pour la découpe et le traçage précis de cellules solaires et de plaquettes de silicium. groove de ces matériaux.
Dans le domaine des véhicules à énergie nouvelle, les lasers à solide nanoseconde et picoseconde de faible puissance peuvent être utilisés pour marquer l'enveloppe des batteries au lithium, tandis que les lasers à solide nanoseconde, picoseconde et femtoseconde de puissance moyenne à élevée peuvent être utilisés pour découper et souder avec précision les matériaux des batteries.
2019 est considérée comme la "première année" de la commercialisation de la technologie 5G. La commercialisation progressive de la technologie 5G offrira un large éventail d'opportunités à l'industrie des lasers à microprocesseur.
Les réseaux 5G ont une vitesse élevée et une faible latence, ce qui nécessite des semi-conducteurs composés à haute performance. Les matériaux et les processus de fabrication des téléphones mobiles devront évoluer pour s'adapter à la technologie 5G, et la technologie de traitement laser jouera un rôle crucial dans de nombreux aspects de la production de téléphones mobiles.
Le marquage, le soudage, la découpe, le perçage, la gravure et le moulage direct au laser sont largement utilisés à différents stades de la production de téléphones mobiles. La technologie du laser à microprocesseur jouera un rôle important dans le domaine de la fabrication des téléphones mobiles 5G.
Selon Canalys, les livraisons mondiales de téléphones mobiles 5G devraient atteindre environ 1,9 milliard au cours des cinq prochaines années, et l'industrie du microprocesseur laser, représentée par la technologie du laser à semi-conducteurs, en bénéficiera grandement.
En outre, la construction des stations de base 5G entrant dans une période de construction intensive, la demande de cartes de circuits imprimés (PCB/FPC) avec une plus grande précision de traitement connaîtra une croissance rapide en tant que principaux matériaux électroniques.
Les lasers à fibre offrent des capacités de traitement multidimensionnel supérieures et une manipulation spatiale flexible grâce à l'intégration transparente des fibres. Cette conception avancée simplifie la complexité mécanique, rationalise les processus de production et améliore la normalisation des opérations de fabrication.
Grâce à des progrès technologiques constants, les lasers à fibre ont atteint une efficacité énergétique remarquable. En optimisant les paramètres des lasers et les configurations des accessoires, ils offrent des performances élevées tout en minimisant la consommation d'énergie. Cette efficacité, associée à leur capacité de traitement à haute intensité, améliore considérablement le rendement de la production et l'efficacité opérationnelle.
Les lasers à fibre présentent des propriétés de gestion thermique exceptionnelles, avec une dissipation rapide de la chaleur et une durabilité robuste. Cette stabilité thermique garantit des performances constantes pendant des opérations prolongées, même dans des environnements industriels exigeants. La qualité et la stabilité supérieures du faisceau des lasers à fibre contribuent également à améliorer la précision des applications de découpe, de soudage et de marquage.
En outre, les lasers à fibre offrent une flexibilité inégalée en matière d'émission de faisceaux. La capacité de transmettre la puissance du laser sur de longues distances à travers des fibres flexibles permet des intégrations de systèmes complexes et des capacités de traitement à distance, élargissant ainsi le champ des solutions de fabrication basées sur le laser.