No curto prazo, os equipamentos de corte a laser ainda serão o maior componente do mercado de equipamentos de processamento a laser, enquanto a expansão contínua das baterias de lítio e da energia fotovoltaica trará um mercado incremental considerável para equipamentos de processamento a laser.
Perspectiva de curto prazo: O corte a laser estabelece as bases, enquanto a energia fotovoltaica de lítio se baseia nele.
1. Equipamentos de corte a laser continuam sendo a principal força do mercado
Equipamentos especializados de processamento a laser para baterias de lítio utilizam as seguintes técnicas de processamento a laser durante o processo de fabricação:
Na fase preliminar: as abas do ânodo e do cátodo são cortadas e moldadas a laser, corte a laser dos eletrodos, corte a laser das folhas dos eletrodos e corte a laser dos separadores.
Durante a fase intermediária: limpeza a laser dos eletrodos/pastilhas e soldagem a laser do invólucro, tampa superior, pinos de vedação e abas.
Na fase final: soldagem a laser das peças de conexão durante a montagem da bateria e marcação a laser das baterias.
As vantagens exclusivas do processamento a laser, como não consumível, sem rebarbas ou poeira, integração flexível de automação, alta eficiência de produção e boa estabilidade do processo, tornam-no insubstituível na produção de baterias de lítio.
Perspectiva de médio prazo: A tradição da soldagem a laser continua, a limpeza a laser está pronta para ser lançada.
Olhando para o médio prazo, os mercados de soldadura e limpeza industrial são vastos, mas a penetração da soldadura e limpeza a laser nas indústrias a jusante permanece baixa.
Espera-se que eles tomem o bastão dos equipamentos de corte a laser e se tornem os principais impulsionadores de crescimento no mercado de equipamentos de processamento a laser.
1. A tecnologia de soldagem a laser está se tornando madura
Equipamento automatizado de soldagem a laser.
Em todo o amplo espectro da fabricação industrial, a soldagem a laser automatizada foi implementada na produção de vários produtos, incluindo automóveis, trens de alta velocidade, navios, aviões e foguetes.
Tomando como exemplo a indústria automobilística, onde a soldagem a laser é aplicada principalmente, a soldagem a laser tem sido usada na fabricação de carrocerias de automóveis já na década de 1980.
No início do século 21, marcas alemãs como Mercedes, BMW, Audi e Volkswagen foram as primeiras a utilizar tecnologia de soldagem a laser no setor de fabricação de carrocerias de suas joint ventures nacionais.
Hoje, as linhas de produção de soldagem a laser tornaram-se equipamentos padrão nas oficinas de soldagem de carrocerias. A soldagem a laser pode trazer benefícios econômicos significativos para a indústria automobilística.
Em comparação com a soldagem a ponto por resistência, que é mais frequentemente usada na montagem de carrocerias, as principais vantagens da soldagem a laser incluem a redução do peso corporal e a economia de custos de produção.
A soldagem a ponto por resistência consome acessórios como tampas de eletrodo, hastes de eletrodo e ferramentas durante a produção, enquanto a soldagem a laser praticamente não consome acessórios.
No futuro, a soldagem a laser abrirá um mercado mais amplo na fabricação de grandes componentes metálicos. No campo da soldagem de microestruturas, as características livres de contato, alta precisão e flexibilidade da soldagem a laser a tornam capaz de executar microssoldagens precisas para vários produtos 3C, expandindo ainda mais o mercado de soldagem a laser.
Equipamento portátil de soldagem a laser.
Além dos equipamentos automatizados de soldagem a laser, o avanço na tecnologia de soldagem a laser portátil ampliou a aplicação da soldagem a laser.
Equipamentos automatizados de soldagem a laser, com sua grande área ocupada, alto custo do equipamento e falta de flexibilidade, levaram ao surgimento de equipamentos portáteis de soldagem a laser como a solução ideal para fabricantes de processamento de metal.
Após anos de desenvolvimento, as máquinas de solda a laser portáteis superaram gradualmente problemas anteriores, como tamanho grande, requisitos de alta precisão e riscos potenciais à segurança.
Os atuais soldadores a laser portáteis refrigerados a ar são agora semelhantes em tamanho aos soldadores de arco manuais tradicionais. A tecnologia Swing Spot reduz significativamente a necessidade de folgas de encaixe da peça de trabalho, e a inclusão de sensores aumenta muito a segurança do equipamento.
Mais importante ainda, o preço das máquinas de solda a laser portáteis diminuiu de centenas de milhares nos primeiros anos para dezenas de milhares hoje.
Isso torna a soldagem a laser portátil incrivelmente atraente para setores como publicidade, reparo de moldes, louças sanitárias de aço inoxidável, armários de chapa metálica, armários elétricos, portas e janelas de aço inoxidável e móveis de guarda-roupa.
2. Tecnologia de limpeza “verde” a laser
Os métodos tradicionais de limpeza industrial incluem limpeza mecânica, limpeza química, limpeza com gelo seco, limpeza com jateamento, limpeza ultrassônica e muito mais.
Em comparação com outros métodos de limpeza, a limpeza a laser oferece vantagens substanciais em termos de danos à peça de trabalho, eficiência de limpeza, custos de consumíveis e resultados de limpeza.
Mais importante ainda, não requer quaisquer solventes orgânicos à base de CFC que destroem a camada de ozono, não produz poluição nem ruído e é inofensivo para os seres humanos e para o ambiente, o que o torna uma tecnologia de limpeza “verde”.
O equipamento de limpeza a laser é semelhante ao equipamento de soldagem a laser. Em comparação com o corte e marcação a laser, os cenários de aplicação posteriores são diversos e complexos, exigindo equipamentos mais personalizados. A promoção destes equipamentos depende dos avanços tecnológicos.
O rápido desenvolvimento da indústria de equipamentos de processamento a laser nos últimos anos também estimulou avanços na tecnologia de limpeza a laser e uma redução nos preços dos equipamentos. Tanto os equipamentos automatizados de limpeza a laser em grande escala quanto os dispositivos portáteis de limpeza a laser têm visto inúmeras aplicações bem-sucedidas.
Perspectiva de longo prazo: A ascensão da usinagem micro-nano é imparável e o mundo da impressão 3D é imenso.
É previsível que a tecnologia de processamento a laser continuará sendo uma técnica dominante de processamento de materiais por um período considerável de tempo no futuro.
As explorações das comunidades científicas e industriais na tecnologia de processamento a laser nunca cessaram.
Em termos de aplicações de laser de ponta, tanto a usinagem micro-nano a laser no setor de microfabricação quanto a impressão 3D a laser no setor de macrofabricação têm o potencial de expandir ainda mais o espaço de mercado para equipamentos de processamento a laser.
1. Criação a laser do mundo microscópico
Como método de processamento sem contato, os lasers têm vantagens únicas na micro e nano fabricação.
Os lasers sempre foram cruciais no campo da litografia de semicondutores, por exemplo, a fonte de luz usada pelas máquinas de litografia DUV é fornecida por lasers excimer, enquanto as máquinas de litografia EUV requerem lasers de CO2 como fonte de luz inicial.
Com a crescente demanda por processamento de precisão no domínio microscópico por indústrias como semicondutores e displays, a tecnologia de processamento a laser pode continuar a fornecer as melhores soluções.
2. A impressão a laser 3D impulsionará uma nova rodada de revolução na manufatura
O processamento e a fabricação de materiais podem ser fundamentalmente categorizados em três tipos: manufatura subtrativa, manufatura formativa e manufatura aditiva.
A manufatura subtrativa refere-se ao uso de máquinas como tornos, fresadoras, plainas e retificadoras para cortar e moldar materiais para atender às especificações do projeto.
A fabricação formativa envolve processos como fundição, forjamento e soldagem para produzir produtos, com o peso do material permanecendo relativamente constante.
A manufatura aditiva, também conhecida como impressão 3D, emprega tecnologias como fotopolimerização, sinterização seletiva a laser e deposição fundida para construir gradualmente o material, moldando-o na forma desejada.
As aplicações industriais da impressão 3D representam 65%-70% do mercado, com mais de metade destas aplicações atualmente no setor aeroespacial. Isto ocorre em parte porque alguns componentes aeroespaciais possuem estruturas complexas que são difíceis de fabricar usando métodos tradicionais.
Além disso, o valor global dos produtos aeroespaciais é elevado, tornando-os menos sensíveis ao custo dos componentes individuais e aceitando melhor a impressão 3D como método de fabrico.
Atualmente, a impressão 3D é particularmente adequada para produção personalizada em pequena escala em áreas como a aeroespacial, atendendo aos requisitos de design para componentes leves e funcionais.
À medida que a tecnologia de impressão 3D se desenvolve e o controlo de custos melhora, espera-se que encontre uma aplicação mais ampla na produção industrial em grande escala.
Devido ao alto custo da produção em massa, a manufatura aditiva ainda é usada como um complemento à manufatura subtrativa e formativa, abordando cenários de manufatura onde os métodos tradicionais são insuficientes.
Embora a produção aditiva ainda não consiga igualar a eficiência de produção da produção subtrativa e formativa, dada a sua função principal na criação de produtos de elevado valor, o seu valor total continuará, sem dúvida, a aumentar.
Como parte importante da fabricação aditiva, o potencial de mercado para equipamentos de fabricação aditiva a laser é substancial.
