Laseritööstus Populaarteadus

I. Sissejuhatus laseritööstusse

Lasertehnoloogia kui edasijõudnud tootlikkuse esindaja on viimase kümnendi jooksul teinud läbi märkimisväärse arengu – Hiina laseritööstus on kasvanud noorest sektorist suureks tegijaks, kusjuures Hiina ettevõtted on saavutanud kiire laienemise. Järgmisele kümnendile vaadates on Hiina laseritööstus valmis üleminekuks „suuremahulisest“ arendusest „kvaliteetsele“ arendusele.

Alates 20. sajandist on laserit peetud üheks inimkonna suurimaks leiutiseks, järgides aatomienergiat, arvuteid ja pooljuhte. Tuntud kui „kõige teravam nuga“, „kõige täpsem joonlaud“, „kõige eredam valgus“ ja „erakordne laser“, on see tänapäeva tehnoloogiat revolutsiooniliselt muutnud.

II. Laserite arengulugu

Juba 1916. aastal kirjeldas Albert Einstein aatomite stimuleeritud emissiooni ja spontaanse emissiooni vahelist seost, mis pani aluse spekulatsioonidele laserite kasutamise kohta valguse võimendamiseks. 1958. aastal pakkusid Ameerika teadlased välja laserprintsiibi, mis põhines tähelepanekul, et neoonlambiga kiiritatud haruldaste muldmetallide kristall kiirgab intensiivset, väga fokuseeritud valgust. See printsiip väidab, et kui ainet ergastab selle molekulaarse võnkesagedusega sobiv energia, tekitab see mittedivergentse intensiivse valguse – laseri.

1960. aastal genereeris Ameerika teadlane Theodore maailma esimese laseri (lainepikkus: 0,6943 mikronit), ergastades rubiinkristalli suure intensiivsusega välklambiga. See verstapost tähistas laseri üleminekut teoreetilisest teadusest eksperimentaalfüüsikale. Seejärel arenes lasertehnoloogia kiiresti mitmel rindel, liikudes eksperimentaalsest faasist praktiliste rakendusteni ja saavutades laialdase tunnustuse kui üks 20. sajandi olulisemaid leiutisi.

Tänapäeval on lasertehnoloogiast saadud lasertöötlusseadmed muutunud igapäevases tööstustootmises asendamatuks tööriistaks, hõlmates selliseid sektoreid nagu sõjatööstus, lennundus, autotööstus, tervishoid, elektroonikatööstus ja fotogalvaanika tootmine.

Aja jooksul on inimeste uuringud laserivaldkonnas piire nihutanud ja saavutanud märkimisväärseid tulemusi. Erinevate lainepikkustega laserite – sealhulgas kiudlaserite, CO₂-laserite, roheliste laserite, siniste laserite, ultraviolettlaserite (UV-laserite), sügava ultraviolettlaserite (DUV-laserite) ja röntgenlaserite – arendamine on pakkunud tugevat tuge mitmesugustele äri-, meditsiini- ja tööstusrakendustele. Paralleelselt laserlainepikkuste arenemisega on õitsenud ka laserirakenduste innovatsioonid, näiteks laserlõikus, laserkeevitus, lasermärgistamine, laserplakeerimine, laserpuurimine ja lasersöövitus.

Pideva tehnoloogia arenguga on lasertöötlusseadmed muutunud üha praktilisemaks ja laialdasemalt kasutatavaks. Laserite abil toodetud või töödeldud tooted on integreerunud inimeste igapäevaellu, olles tihedalt seotud meie igapäevase rutiiniga.

III. Lasertööstuse ahela ülevaade

Laseritööstuse kett koosneb kolmest põhisegmendist:

Ülesvoolus: materjalid ja komponendid, sh lasertöötlusseadmete optiliste, mehaaniliste, elektrooniliste juhtimis- ja pneumaatiliste osade tootmine, samuti seotud juhtimisplatvormide ja tarkvarasüsteemide teadus- ja arendustegevus.
Keskvool: lasertöötlusseadmete tootmine (tööstusahela põhisegment).
Allavoolu: Rakendustööstused, mis hõlmavad autotööstust, teraset, laevaehitust, lennundust, tarbeelektroonikat, täiustatud materjale, pooljuhtide töötlemist, masinate tootmist, meditsiinilist esteetikat ja elektroonikatööstust – kus lasertöötlustehnoloogiaid laialdaselt kasutatakse.

IV. Hiina laserturg

Laseritööstus: Hiina ettevõtete turuosa eeldatavasti jätkab kasvu

Hiina jätkusuutliku majanduskasvu ja tootmissektori arengu ajendil suurendab tugevnenud majanduslik alus paratamatult laserite tootmise turunõudlust ja loob soodsad tingimused tehnoloogiliseks innovatsiooniks selles valdkonnas. Tulevikku vaadates on Hiina laserseadmete tööstusel lai turu arengupotentsiaal.

Suure võimsusega lõikamise/keevitamise, mikroelektroonilise töötlemise ja sensori nõudluse kasvuga eeldatakse tööstuslike laserseadmete nõudluse stabiilset kasvu. Praegu kasvab materjalitöötlussektori turunõudlus kiiresti, samas kui lasersüsteemide leviku määr on endiselt suhteliselt madal. Lasertöötlustehnoloogia küpsedes ja kulutõhususe paranedes on tööstuslike laserseadmete nõudluse väljavaated väga paljulubavad.