Вы озадачены выбором между волоконными и твердотельными лазерами для своего следующего проекта? В этой статье рассматриваются ключевые различия в их применении, точности и производительности. Поняв эти различия, вы получите представление о том, какой тип лазера лучше всего подходит для ваших конкретных нужд, будь то микрообработка, макрообработка или передовое производство. Окунитесь в эту тему, чтобы узнать, как эти лазерные технологии могут улучшить вашу работу, и принять обоснованные решения для достижения оптимальных результатов.
На внутреннем рынке технологии и разработки волоконных лазеров достигли высокого уровня зрелости, а их характеристики конкурируют с международными стандартами. Многие китайские производители сегодня выпускают волоконные лазеры с отличным качеством луча, высокой эффективностью при подключении к стене и надежной долговременной работой.
Если вы рассматриваете возможность внедрения волоконной лазерной системы, выбор в пользу отечественного решения часто оказывается выгодным. Китайские производители волоконных лазеров обычно предлагают более короткие сроки изготовления, более оперативную техническую поддержку и экономичные решения без ущерба для качества. Кроме того, многие отечественные бренды предоставляют возможности настройки под конкретные промышленные требования.
Напротив, рынок твердотельных лазеров в Китае представляет собой другой сценарий. Высокотехнологичные твердотельные лазеры, особенно те, что используются в точном производстве и научных исследованиях, в основном импортируются. Это связано с относительно недавним приходом китайских производителей в этот сегмент, что привело к технологическим ограничениям по сравнению с известными международными брендами. Отечественная индустрия твердотельных лазеров все еще находится на стадии роста, и крупных производителей, способных выпускать передовые системы, отвечающие строгим промышленным требованиям, не так много.
Как твердотельные, так и волоконные лазеры широко используются в основных лазерная обработка Такие области, как маркировка, резка, сверление, сварка и аддитивное производство. Однако из-за их отличительных характеристик существуют различия в конкретных сценариях их применения в каждой области.
В области лазерной обработки преимущественно используются твердотельные лазеры, но в некоторых случаях могут применяться импульсные волоконные лазеры. Твердотельные лазеры способны преобразовывать инфракрасное излучение в коротковолновые лазеры, такие как зеленый, ультрафиолетовый и глубокий ультрафиолет, благодаря использованию кристаллов с удвоением частоты в резонансной полости, которые затем выводятся наружу.
Тенденция развития лазеров для микрообработки заключается в использовании более коротких длин волн, которые имеют низкий тепловой эффект и высокую эффективность использования энергии, что повышает точность обработки и позволяет выполнять сверхтонкую и сверхточную обработку.
Твердотельные лазеры, обладающие короткой длиной волны (УФ, глубокий УФ), малой длительностью импульса (пикосекундный, фемтосекундный) и высокой пиковой мощностью, в основном используются в области прецизионной микрообработки неметаллические материалытонких, хрупких металлов и других материалов. Они также широко используются в передовых научных исследованиях в таких областях, как экология, медицина и военное дело.
В области лазерной обработки в основном используются волоконные лазеры, в то время как твердотельные лазеры, как правило, не применяются. Волоконные лазеры с непрерывной волной (CW) имеют высокую среднюю мощность и широко используются в макрообработке, такой как резка и сварка толстых металлических материалов. Это тип лазера значительно распространилась в области макрообработки, постепенно вытесняя традиционные методы обработки.
В итоге:
① Импульсные волоконные лазеры могут использоваться в микрообработке, но их применение ограничено из-за того, что они излучают только длинноволновый инфракрасный свет с низкой энергией одиночного импульса и значительным тепловым эффектом, что приводит к снижению точности обработки и ограничению использования материалов, которые не могут поглощать инфракрасный свет. Как правило, они используются только в сценах микрообработки с точностью обработки более 20 микрон.
② Твердотельные лазеры находят широкое применение в микрообработке, поскольку они могут преобразовывать инфракрасный свет в зеленый, ультрафиолетовый и другие длины волн за счет удвоения частоты в нелинейных кристаллах. Они обладают хорошим качеством луча, большой энергией одиночного импульса и низким тепловым эффектом, что позволяет проводить "холодную обработку". Они способны выполнять высокоточную микрообработку с точностью менее 20 микрон (вплоть до нанометрового уровня), что делает их очень выгодными в области микрообработки.
③ Волоконные лазеры непрерывной волны являются основным типом волоконных лазеров и широко используются в областях макрообработки с точностью обработки выше миллиметра, таких как резка и сварка промышленных металлов. Емкость рынка макрообработки больше, чем микрообработки, так как он имеет большой спрос на лазерное оборудование.
Как правило, твердотельные лазеры имеют большие размеры и легко поддаются воздействию внешних факторов, таких как вибрация и изменение температуры, что приводит к проблемам со стабильностью и увеличению затрат на обслуживание. Однако они обладают высокой пиковой выходной мощностью, хорошим качеством луча и высоким отношением сигнал/шум.
Волоконные лазеры имеют компактную структуру, стабильную производительность и не подвержены влиянию внешних факторов, что делает их простыми в эксплуатации и обслуживании. Однако они имеют низкое качество луча, плохое соотношение сигнал/шум и ограниченную способность достигать высокой пиковой мощности.
Волоконные лазеры, известные своей высокой выходной мощностью, преимущественно используются в приложениях макрообработки. Это предполагает обработку объектов с размерами и геометрией, которые находятся в миллиметровом диапазоне воздействия лазерного луча. В отличие от этого, микрообработка работает в микронном или даже нанометровом масштабе, требуя значительно более высокой точности.
Твердотельные лазеры отлично подходят для микрообработки благодаря присущим им преимуществам: более короткой длине волны, более узкой длительности импульса и более высокой пиковой мощности. Эти характеристики позволяют им достигать точности, необходимой для микромасштабных применений, эффективно создавая отдельную базу пользователей, отличную от волоконных лазеров.
Различия в областях применения твердотельных и волоконных лазеров приводят к тому, что прямая конкуренция между ними минимальна. Каждая технология заняла свою нишу, основываясь на своих уникальных преимуществах и специфических требованиях различных производственных процессов.
При обработке металлов выбор между волоконными и твердотельными лазерами часто зависит от толщины материала и экономических соображений. Волоконные лазеры, как правило, предпочтительнее для более толстых металлических компонентов из-за их экономичности и более высокой выходной мощности. И наоборот, твердотельные лазеры выбирают для высокоточных применений, где стоимость имеет второстепенное значение, например, в аэрокосмической промышленности или производстве медицинского оборудования.
Хотя твердотельные лазеры доминируют в обработке неметаллических материалов, таких как стекло, керамика, полимеры и другие хрупкие подложки, они также находят применение в сценариях обработки металлов, требующих предельной точности. Это может быть производство микроэлектроники, ювелирных изделий или сложных медицинских имплантатов. В этих случаях превосходное качество луча и контроль, предлагаемые твердотельными лазерами, перевешивают соображения стоимости.
Китайская обрабатывающая промышленность претерпевает значительные изменения, переходя от низкотехнологичного к высокотехнологичному производству. В то время как среднее и низкое производство по-прежнему составляет значительную часть отрасли, рынок макрообработки охватывает как эти сегменты, так и расширяющийся сектор производства высокого класса, создавая большой и разнообразный рынок с высоким спросом.
Такой промышленный ландшафт привел к значительной емкости рынка волоконных лазеров. В сегменте маломощных волоконных лазеров Китай достиг высокой степени локализации с многочисленными крупными отечественными производителями. Согласно отраслевым отчетам, маломощные волоконные лазеры были полностью индигенизированы, эффективно заменив импортные аналоги.
Для волоконных лазеров средней мощности с непрерывной волной (CW) отечественная продукция достигла паритета с зарубежными предложениями по качеству, сохранив при этом явное ценовое преимущество. Это конкурентное преимущество привело к тому, что отечественные производители заняли значительную долю рынка наравне с иностранными конкурентами. В сегменте мощных волоконных лазеров CW несколько китайских брендов добились заметных успехов, успешно проникнув как на внутренний, так и на международный рынок.
Однако сектор твердотельных лазеров в Китае представляет собой иной сценарий. Из-за относительно недавнего развития в настоящее время в стране не хватает зарегистрированных на бирже компаний, специализирующихся на производстве твердотельных лазеров. Следовательно, эти высокоточные устройства в основном поставляются от известных зарубежных производителей, что открывает возможности для будущего развития и расширения рынка.
Этот меняющийся ландшафт в области лазерных технологий отражает более широкую промышленную стратегию Китая, направленную на продвижение по цепочке создания стоимости, при этом в одних областях он добился значительного прогресса, а в других выявил возможности для роста.
Требования к точности электронных компонентов в индустрии бытовой электроники постоянно повышаются. Технология лазерной обработки стала основным средством производства в этой отрасли благодаря своей высокой точности, скорости и неповреждающим характеристикам.
Например, твердотельные лазеры находят широкое применение в процессах производства печатных плат (PCB/FPC), таких как резка, бурениеи маркировки. Наносекундные твердотельные лазеры малой и средней мощности могут использоваться для маркировки печатных плат, а наносекундные твердотельные лазеры средней и высокой мощности, пикосекундныйФемтосекундные лазеры могут использоваться для резки, сверления и вырезания PI-пленки на печатных платах/ФПК.
Помимо печатных плат, технология лазерной микрообработки также используется в резке, маркировке, сверлении, микросварке и других областях, связанных с хрупкими материалами и металлическими материалами.
3D-печать - это технология быстрого прототипирования, которая позволяет создавать объекты слой за слоем из скрепляемых материалов, таких как металлический порошок, пластик и жидкая светочувствительная смола, на основе файла цифровой модели.
В области отверждения жидких фоточувствительных смол твердотельные лазеры являются наиболее предпочтительным выбором в отрасли. В этой области широко используется маломощный наносекундный ультрафиолетовый (УФ) лазер эмитента.
Твердотельные лазеры широко используются в таких ключевых процессах, как резка и точное скрайбирование солнечных элементов и кремниевых пластин, маркировка, резка и сварка материалов для литиевых батарей.
Например, продукция эмитента может быть использована в области фотоэлектрической солнечной энергетики, где мощные наносекундные твердотельные лазеры и пикосекундные лазеры могут использоваться для резки и точного скрайбирования солнечных элементов и кремниевых пластин, а маломощные наносекундные УФ-лазеры могут использоваться для фрезерование этих материалов.
В области новых энергетических транспортных средств маломощные наносекундные твердотельные лазеры и пикосекундные лазеры могут использоваться для маркировки оболочки литиевых батарей, а средне- и высокомощные наносекундные твердотельные лазеры, пикосекундные и фемтосекундные лазеры могут использоваться для точной резки и сварки материалов батарей.
2019 год считается "первым годом" коммерциализации технологии 5G. Постепенная коммерциализация технологии 5G откроет широкие возможности для лазерной индустрии микропроцессорной обработки.
Сети 5G отличаются высокой скоростью и низкой задержкой, что требует высокопроизводительных составных полупроводников. Материалы и производственные процессы мобильных телефонов должны будут измениться, чтобы адаптироваться к технологии 5G, и технология лазерной обработки будет играть решающую роль во многих аспектах производства мобильных телефонов.
Лазерная маркировка, сварка, резка, сверление, травление и прямое формование широко используются на различных этапах производства мобильных телефонов. Микропроцессорная лазерная технология будет иметь большое значение в области производства мобильных телефонов 5G.
По данным Canalys, в ближайшие пять лет мировые поставки мобильных телефонов 5G составят около 1,9 миллиарда штук, и отрасль лазерной микрообработки, представленная технологией твердотельных лазеров, значительно выиграет от этого.
Кроме того, поскольку строительство базовых станций 5G вступает в период интенсивного строительства, спрос на печатные платы (PCB/FPC) с более высокой точностью обработки будет стремительно расти в качестве основных электронных материалов.
Волоконные лазеры обеспечивают превосходные возможности многомерной обработки и гибкого пространственного манипулирования благодаря бесшовной интеграции волокон. Эта передовая конструкция упрощает механические конструкции, оптимизируя производственные процессы и повышая стандартизацию производственных операций.
Благодаря постоянному технологическому прогрессу волоконные лазеры достигли поразительной энергоэффективности. Благодаря оптимизации параметров лазера и конфигураций аксессуаров они обеспечивают высокую производительность при минимальном потреблении энергии. Такая эффективность в сочетании со способностью выдерживать высокоинтенсивную обработку значительно повышает производительность и эффективность работы.
Волоконные лазеры демонстрируют исключительные свойства терморегулирования, характеризующиеся быстрым отводом тепла и надежной долговечностью. Такая термостабильность обеспечивает стабильную работу при длительных операциях, даже в сложных промышленных условиях. Превосходное качество и стабильность луча волоконных лазеров также способствуют повышению точности при резке, сварке и маркировке.
Кроме того, волоконные лазеры обеспечивают беспрецедентную гибкость доставки луча. Способность передавать лазерную энергию на большие расстояния по гибкому волокну позволяет создавать сложные системные интеграции и возможности удаленной обработки, расширяя сферу применения производственных решений на основе лазеров.
Как основатель MachineMFG, я посвятил более десяти лет своей карьеры металлообрабатывающей промышленности. Мой обширный опыт позволил мне стать экспертом в области производства листового металла, механической обработки, машиностроения и станков для обработки металлов. Я постоянно думаю, читаю и пишу об этих предметах, постоянно стремясь оставаться на переднем крае своей области. Позвольте моим знаниям и опыту стать преимуществом для вашего бизнеса.
RU 
EN 
AR 
DE 
ES 
FR 
IT 
JA 
NL 
PT 
PT_BR 
KO