Tehnologija laserske obrade osnažuje preciznu proizvodnju kvarca; Ultrabrzi laseri otvaraju nove proizvodne kapacitete za proizvode od kvarca visoke čistoće

—Tumačenje industrijskog izvještaja "Primjena tehnologije laserske obrade u Kvarc Proizvodnja proizvoda"

Nedavno je službeno objavljen izvještaj o istraživanju u industriji "Primjena tehnologije laserske obrade u proizvodnji kvarcnih proizvoda", koji pruža detaljnu analizu tehnološke vrijednosti, scenarija primjene i smjera industrijske transformacije laserske obrade, posebno ultrabrzih lasera, u oblasti kvarcnih proizvoda. Izvještaj ističe da je brza iteracija naprednih poluprovodničkih procesa, optičkih komunikacija, fotonaponske nove energije i vrhunskih optičkih uređaja postavila neviđeno stroge standarde na mikrostrukturu, nepravilne konture, mikropore, slijepe žljebove i kvalitet površine. Kvarcne komponenteTradicionalni procesi mehaničkog brušenja, lepanja i hemijskog nagrizanja suočavaju se s višestrukim uskim grlima u preciznosti, prinosu i zaštiti okoliša. Laserska obrada postaje ključni tehnološki alat za unapređenje kvarcnih proizvoda do visoke preciznosti.

Kvarc je tipičan tvrdi i krhki neorganski materijal s visokom Mohsovom tvrdoćom i visokom krhkošću. Tradicionalna obrada oslanja se na brusne ploče i dijamantske alate za rezanje i poliranje. Proces uključuje mehaničko naprezanje, što ga čini vrlo osjetljivim na krhotine, mikropukotine i skrivena unutrašnja oštećenja. Posebno je teško obraditi mikro-rupe, mikro-žljebove i složene nepravilne strukture. Hemijsko mokro nagrizanje je dugotrajan proces, koji troši velike količine hemijskih reagensa, stvara otpadnu tekućinu i ima dug ciklus obrade s ograničenom kontrolom preciznosti. Više nije pogodan za prilagođavanje malih serija i potrebe brze iteracije vrhunskih kupaca u poluprovodnicima i optičkim komunikacijama.

Laserska obrada koristi beskontaktni način obrade, oslanjajući se na laserski snop visoke energije za isparavanje i nagrizanje materijala. Nema kontakta s alatom ili mehaničkog naprezanja. Pikosekundni i femtosekundni ultrabrzi laseri mogu čak postići i "hladnu obradu", komprimirajući zonu utjecaja topline na mikronski nivo. Ovo značajno smanjuje rizik od termičke deformacije i topljenja/karbonizacije, minimizirajući defekte od kidanja i pucanja kvarca od izvora, efektivno poboljšavajući pouzdanost proizvoda i dugotrajan vijek trajanja.

Izvještaj pokazuje da laserska obrada u Industrija kvarca Sada pokriva više procesa, uključujući rezanje, bušenje, žljebljenje, nagrizanje, pripremu mikrostrukture i označavanje. Tačnost pozicioniranja može doseći ±0,01 mm, sa širinama reza uskim kao što su 10-50 μm. Obrada mikro-rupa može postići izuzetno male otvore i visoke omjere stranica, sa naknadno obrađenom hrapavošću površine Ra

U nizvodnim primjenama, tehnologija laserske obrade otvara granice proizvodnje za visokokvalitetne kvarcne proizvode u više sektora.

• U oblasti poluprovodnika, laseri se koriste za obradu mikro-rupa i nepravilno oblikovanih žljebova na Kvarcna pločica nosači, komponente šupljina za nagrizanje i kvarcne podloge povezane s TGV-om. Ovo ispunjava proizvodne zahtjeve naprednog pakiranja za rupe u mikro-nizovima i mikrostrukture visoke gustoće, izbjegava rizik od skrivenih mikropukotina uzrokovanih obradom i osigurava dugoročnu operativnu stabilnost poluvodičke opreme.
• U sektoru optičkih komunikacija i CPO-a, potražnja za optičkim modulima od 800G/1.6T je u porastu, a potražnja za V-žljebovima i precizno pozicioniranim rupama u kvarcnim FAU-ima i pasivnim optičkim uređajima je u porastu. Ultrabrzi laseri mogu dovršiti formiranje mikrostrukture niza visoke gustoće s glatkim stijenkama žljebova, smanjujući gubitak optičke sprege, podržavajući direktno crtanje i brzu izradu prototipa, te skraćujući ciklus razvoja i verifikacije novog proizvoda.
• U oblastima vrhunske optike i vazduhoplovstva, laseri mogu izvršiti složeno mikro-nano nagrizanje difraktivnih optičkih elemenata, kvarcnih klatna i optičkih prozora, te obraditi dvostrane kompozitne mikrostrukture koje je teško postići tradicionalnim metodama, podržavajući domaću proizvodnju svemirske optike i MEMS inercijalnih uređaja.
• Izvještaj ističe nekoliko ključnih izazova u industriji: Prvo, značajno poboljšava efikasnost nepravilno oblikovanih otvora i konturnog rezanja za velike kvarcne ploče, čamce i stakleno posuđe, posebno u fotonaponskim i laboratorijskim potrošnim materijalima, čime se zadovoljavaju prilagođene potrebe nove energetske opreme i naučnih instrumenata.

Industrijski analitičari ukazuju na to da se ranija konkurencija na tržištu kvarcnih proizvoda više fokusirala na čistoću materijala i osnovne mogućnosti oblikovanja; međutim, s unapređenjem proizvodnje visoke klase, mogućnosti mikro-nano obrade postale su ključni pokazatelj koji razlikuje proizvođače kvarcnih proizvoda niske od visokih klase. Laserska obrada nije samo zamjena za tradicionalne procese, već proširenje granica dizajna kvarcnih proizvoda, omogućavajući industrijalizaciju mnogih složenih i preciznih kvarcnih komponenti koje je ranije bilo teško masovno proizvoditi, čime se doprinosi lokalizaciji cijelog lanca industrije kvarca visoke čistoće.