Laser à fibre et laser à solide : Différence expliquée

Sur le marché intérieur, la technologie et le développement des lasers à fibre ont atteint un niveau de maturité relativement élevé. Si vous envisagez d'utiliser un laser à fibre, il est conseillé d'opter pour une option nationale, car les délais de livraison sont généralement plus courts et le rapport coût-efficacité plus avantageux. Si vous préférez les lasers à solide, les produits haut de gamme [...]

Table des matières

Sur le marché intérieur, la technologie et le développement des lasers à fibre ont atteint un niveau de maturité relativement élevé.

Laser à fibre

Si vous envisagez d'utiliser un laser à fibre, il est conseillé d'opter pour une option nationale, car les délais de livraison sont généralement plus courts et le rapport coût-efficacité plus avantageux.

Si vous préférez les lasers à solide, les produits haut de gamme sont généralement importés, car les lasers à solide nationaux ont démarré relativement tard et sont technologiquement limités. Il existe peu de lasers à solide à grande échelle. fabricants de lasers en Chine, ce qui rend difficile la recherche de produits adaptés.

Qu'est-ce qui distingue les lasers à solide des lasers à fibre ?

lasers à semi-conducteurs

1. Différences dans les scénarios d'application

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.

Domaine du micro-usinage

Micro-usinage

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.

Champ de traitement des macros

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.

2. Différents utilisateurs

En raison de sa puissance de sortie élevée, le laser à fibre est principalement utilisé pour le macro-traitement, c'est-à-dire le traitement d'objets dont la taille et la forme ont une influence sur le faisceau laser de l'ordre du millimètre. D'autre part, le micro-usinage fait référence au traitement avec une précision de l'ordre du micron ou même de l'échelle nanométrique.

Les lasers à solide présentent les avantages d'une longueur d'onde courte, d'une largeur d'impulsion étroite et d'une puissance de crête élevée, ce qui les rend largement utilisés dans le domaine du micro-usinage. Il en résulte des groupes d'utilisateurs différents pour les lasers à solide et les lasers à fibre.

Les lasers à solide et les lasers à fibre ont chacun leur domaine d'application spécifique et il n'y a guère de concurrence directe entre les deux dans la plupart des cas.

Dans le domaine de la matériau métallique Les lasers à fibre sont généralement utilisés lorsque le métal atteint une certaine épaisseur pour des raisons de coût, tandis que les lasers à semi-conducteurs sont utilisés dans les scènes nécessitant une grande précision et où la sensibilité au coût est faible.

Les lasers à solide sont principalement utilisés pour le traitement de matériaux non métalliques tels que le verre, la céramique, les plastiques, les polymères, les emballages et d'autres matériaux fragiles. Dans le domaine des matériaux métalliquesIls sont utilisés dans les scènes nécessitant une grande précision et une faible sensibilité au coût.

3. Part de marché

La Chine est en train de transformer et d'améliorer son industrie manufacturière en passant d'une production bas de gamme à une production haut de gamme. L'industrie manufacturière moyenne et bas de gamme représente encore une large proportion. Le marché de la macro-transformation englobe à la fois l'industrie manufacturière moyenne et bas de gamme et une partie de l'industrie manufacturière haut de gamme, ce qui en fait un vaste marché avec une forte demande.

Par conséquent, la capacité du marché des lasers à fibre est considérable. Les lasers à fibre de faible puissance nationaux sont très localisés, avec de nombreux fabricants à grande échelle en Chine. Selon les rapports sur le développement de l'industrie chinoise du laser, les lasers à fibre de faible puissance ont été entièrement remplacés par leurs homologues nationaux.

Pour les lasers à fibre à ondes entretenues de puissance moyenne, les produits nationaux ne présentent pas de désavantages significatifs en termes de qualité et ont un net avantage en termes de prix, ce qui leur confère une part de marché égale. En ce qui concerne les lasers à fibre à ondes entretenues de forte puissance, certaines marques nationales ont réussi à vendre leurs produits.

Toutefois, les lasers à solide se sont développés tardivement en Chine et il n'y a actuellement aucune entreprise cotée en bourse dont ce produit constitue l'activité principale. Ces produits sont généralement importés de marques étrangères.

4. Division des domaines d'application des lasers à solide

1. Électronique grand public

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.

2. Impression 3D

Impression 3D

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.

3. Nouvelles énergies

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.

Communication 4.5g

Communication 5g

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.

5. Avantages du laser à fibre

Les lasers couplés à des fibres permettent de mieux réaliser le traitement et la production multidimensionnels dans un espace arbitraire grâce à l'intégration des fibres. Le laser couplé à une fibre simplifie le principe de conception mécanique, rendant le processus de production plus rationnel et organisé, et garantissant une production standardisée.

Grâce à des mises à niveau et à des améliorations continues, les lasers à fibre couplée ont une faible consommation d'énergie et peuvent obtenir de bons résultats opérationnels en ajustant les combinaisons de produits et d'accessoires. Les lasers couplés à une fibre répondent aux exigences du traitement à haute intensité et améliorent les processus de production pour accroître l'efficacité opérationnelle.

En outre, les lasers couplés à des fibres ont une dissipation thermique rapide et une grande durabilité, ce qui garantit que l'équipement fonctionne en douceur sans générer de chaleur ou d'autres problèmes lors d'une utilisation à long terme, même dans des environnements difficiles.

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Shane
Auteur

Shane

Fondateur de MachineMFG

En tant que fondateur de MachineMFG, j'ai consacré plus d'une décennie de ma carrière à l'industrie métallurgique. Ma vaste expérience m'a permis de devenir un expert dans les domaines de la fabrication de tôles, de l'usinage, de l'ingénierie mécanique et des machines-outils pour les métaux. Je suis constamment en train de réfléchir, de lire et d'écrire sur ces sujets, m'efforçant constamment de rester à la pointe de mon domaine. Laissez mes connaissances et mon expertise être un atout pour votre entreprise.

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