Mercados emergentes: El láser de fibra

Algunas áreas tecnológicas, áreas de aplicación y mercados geográficos están en pleno auge. En ese sentido podemos mencionar la emergencia del laser de fibra como una de las tecnologías más excitantes del momento: Se trata de una tecnología más eficiente, más versátil y más controlable. El láser de fibra se utiliza ya en muchos mercados de fabricación, en gran medida por su facilidad de utilización, y está ya desplazando a muchos láseres de estado sólido y, conforme se incrementa la potencia, puede también moverse al territorio del corte, ocupado hasta ahora por el láser de CO₂. El láser de diodo todavía se usará en diferentes aplicaciones, aunque diversificando a tres nichos diferentes: Alta potencia, bajo coste y alto brillo. Debido a la naturaleza de cada uno de estos mercados individuales, serán necesarios diferentes fabricantes individuales para operar en los distintas aplicaciones.

Llegan buenos tiempos para la fotónica, ya que nuevas aplicaciones están emergiendo en diferentes mercados. Uno de los proyectos de alta gama que se han desarrollado en los últimos meses ha sido iPhone, cuyas piezas están mayoritariamente fabricadas con tecnología láser. Estos materiales de procesado de precisión han sido fundamentales para crear muchos de los equipos electrónicos de los que disfrutamos hoy en día: pantallas, circuitos impresos, y chips de silicio. Estos avances fueron posibles gracias al láser UV con pulsos de nanosegundos y picosegundos. Esta tecnología láser ofrece zonas de calor afectadas por el calor de una forma muy reducida, y proporcionan un corte más limpio y mucho más exacto. Estas tecnologías se utilizan para cortar circuitería transparente en pantallas táctiles, así como el recocido de la parte trasera de las pantallas para conseguir un mayor brillo, y también muchas piezas del circuito – donde las tolerancias son tan ajustadas que sólo los láser pueden cumplir los requerimientos de precisión. Los mercados donde esta tecnología está creciendo con mayor fuerza son los asiáticos: Taiwan, China y Corea.

Entre los principales mercados emergentes dos destacan de manera especial – el tratamiento cosmético y la industria solar. También los mercados médico y militar están entre los más fuertes del momento. Veamos a continuación algunas aplicaciones del láser en el sector industrial.

• El láser en la fabricación de células solares: Con el barril de petróleo rozando los 150 dólares, el mercado de las células solares está disfrutando de un gran auge, ya que el hueco del coste del vatio entre combustibles fósiles y energía solar se reduce rápidamente. La industria solar crece de forma masiva, y el láser tiene mucho que aportar ahí. En efecto, en el proceso de fabricación de paneles solares el láser interviene en 10 o más aplicaciones diferentes. La mayoría de los paneles están fabricados con obleas de silicio cristalino, con espesores de 250 µm de espesor y midiendo 6 x 6 ". En la actual fase de desarrollo de la tecnología de producción de células solares los fabricantes, los fabricantes están cualificando el uso de láser UV de pico y nanosegundos. Esto origina importantes ventajas en el proceso de fabricación, principalmente debidas al hecho de que el procesado láser se hace sin contacto y ello propicia que las obleas sean más finas, con el consiguiente abaratamiento de la misma al utilizar mucho menos material. El uso de obleas finas en el proceso de fabricación de células solares es una tecnología emergente. Hasta hace poco había limitaciones al fabricar células muy finas, pero éstas se vienen superando en los últimos años, y las obleas finas ya se están comercializando con éxito. Las últimas tecnologías de obleas finas, o films, han conseguido que estas células solares sean eléctricamente más eficientes, pero también son mucho más quebradizas. Por ello, la utilización de láser para cortar la circuitería eléctrica, sin aplicación de presión, reduce sensiblemente el riesgo de daño.
• El láser en los sistemas de codificación: El marcado sutil de todo tipo de objetos proporciona una forma idónea de automatizar los procesos automáticos de lectura de todo tipo de características de los mismos. Casi todos los productos y piezas son propicios a ser identificados con marcas, ya sea un código de identificación, un logo o una impresión. El láser se utiliza cada vez más para generar este tipo de marcas, y por ello, las marcas indelebles sin contacto se usan de forma creciente sobre cualquier superficie.
• El láser en la instrumentación de automoción: La instrumentación día/noche de muchos vehículos se hace con láser, y en este segmento de actividad el láser de fibra representa ya un 25 % del mercado, y el potencial de crecimiento puede aquí estar probablemente en el 40 % o más.
• El láser como tratamiento térmico localizado: El láser también se utiliza para propósitos de tratamientos con calor, encamisado de electrodos y endurecimiento. Esta tecnología se utiliza por ejemplo en el proceso de fabricación de motores diesel, donde se aplica un tratamiento térmico láser para que los cilindros tengan más durabilidad. La tecnología láser permite aplicar tratamientos térmicos localizados de una forma efectiva en costes – y es especialmente adecuado en grandes piezas ya que evita introducirlas en hornos de gran tamaño. Las aplicaciones del láser para realizar tratamientos térmicos localizados de piezas o equipos de gran dimensión son especialmente destacables. Puede utilizarse por ejemplo para reparar los cazos de las grandes máquinas de movimiento de tierras, cuyas puntas tienden a desgastarse. En estos casos pueden sustituirse únicamente las puntas desgastadas y posteriormente aplicar un tratamiento térmico por medio de diodos láser.

Bibliografía: Emerging markets. Electro optics Issue 194. June/July 2008

Palabras clave: Fibre laser, CO₂ laser, solid-state laser, diode laser, reduced heat-affected zones (HAZ), thinner wafer, heat treating