eng
TS_pub
technospheramag
technospheramag
ТЕХНОСФЕРА_РИЦ
DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2024.18.3.218.223
Отечественный рынок фотоники
Н. Л. Истомина, Л. В. Карякина
Чуть более месяца прошло с момента закрытия выставки «Фотоника. Мир лазеров и оптики‑2024», в рамках которой сопровождающая экспозицию Деловая программа вызвала такой же большой интерес. «Лицом к лицу лица не увидать: большое видится на расстоянье…». Теперь можно окинуть взглядом отечественный рынок фотоники, сделать какие-то выводы, пусть пока и поверхностные, о состоянии оптико-электронной отрасли, лазерного станкостроения, производства лазерной техники, приоткрыть завесу над продукцией фотонной отрасли Китая.
Итак, с 26 по 29 марта в «Экспоцентре» прошла 18‑я международная специализированная выставка лазерной, оптической и оптоэлектронной техники. Выставка была организована АО «Экспоцентр» совместно с Лазерной ассоциацией под патронатом Торгово-промышленной палаты РФ. По данным «Экспоцентра» [1], экспозиция выставки «ФОТОНИКА» выросла более чем на 50% по сравнению с прошлым годом и составила 4 500 кв. м. В выставке приняли участие более 260 компаний. Экспоненты демонстрировали новые продукты, что вызвало большой интерес и положительные отзывы посетителей, число которых превысило 8,3 тысяч человек. Кроме традиционных участников выставки, которые представляли лазерные источники излучения и лазерное оборудование, оптоволоконную технику и контрольно-измерительную аппаратуру, оптоэлектронику и нанофотонику, появились новички. Широко были представлены китайские компании (почти половина числа участников выставки).
Отечественный рынок фотоники формируют, прежде всего, малые предприятия, а отраслевые организации предлагают в основном изделия, которые принято относить к элементной базе [2]. Среди крупных игроков лазерного рынка и рынка фотонных изделий на выставке экспонировали свою продукцию ГК Росатом, АО «Швабе», ГК «ЛАССАРД», НТО «ИРЭ-ПОЛЮС», НПП «Инжект», Пермская научно-производственная приборостроительная компания (ПНППК). Коллективные стенды представили корпорация развития Зеленограда, Фонд «Сколково». Ведущий тренд научных разработок, быстро реализуемых в рыночные продукты, – лазерные технологические установки.
В области маркировки и гравировки за лидером в лице «Лазерного Центра» устремились многие компании. «Лазерный Центр» представил несколько новинок, среди них система прецизионной лазерной резки RX‑150. Установка предназначена для высокоточной резки металлов и полупроводников. Оборудование работает с любыми металлами и сплавами толщиной до 3 мм. Соревнование между догоняющими компаниями определяется скоростью маркировки и точностью нанесения штрихов без повреждения основы материала.
Высокий уровень квалитета волоконных лазеров производства компании «ИРЭ-Полюс» превратил их в стандарт использования в станках для обработки металлов. Но существует множество особенностей при взаимодействии лазерного излучения с металлами в виде возникающих микротрещин, остаточных термических напряжений, условий охлаждения, изменения диэлектрических свойств. И у каждой компании для решения возникающих технологических особенностей вырабатываются свои решения, которые остаются на уровне секретов – длительность и частота импульсов, скорость нарастания переднего фронта импульса, скорость нарастания мощности, глубина фокусировки лазерного пучка. Такие решения внедрены в лазерное оборудование ГК «Лазеры и аппаратура», ГК «ЛАССАРД», АО «Лазерные системы», компании «Лазерный Центр», LASERCUT.
Для рентабельного производства важны новые индустриальные цифровые технологии. Поэтому создание мобильных лазер-роботов, в которых идет объединение мобильных роботов с роботизированными многостепенными манипуляторами и лазерной головкой, – это новый этап развития лазерных инструментов. Инновационный инструмент – мобильный лазер-робот, – реализующий программно заданные траектории перемещения лазерного пятна по поверхности объектов со сложной криволинейной формой поверхности, представила компания «ТермоЛазер». Мобильным лазер-роботом можно проводить лазерную обработку крупногабаритных объектов с размерами, превышающими размеры рабочей зоны манипулятора, например штампов и прессформ.
Растет интерес потребителей к улучшению свойств поверхности за счет различных ее модификаций, наплавки материалов для придания повышенных трибологических свойств и упрочнения поверхности лазерным излучением, для продления срока эксплуатации инструментов. Для подобных запросов компания «Инжект» выпустила линейку мощных диодных лазеров. При этом для интегратора лазерного оборудования решен важный вопрос введения излучения в оптическое волокно – это лазерный диодный модуль непрерывного режима работы LDM44-976-300-CW с выходной мощностью 300 Вт и выводом излучения в оптоволокно диаметром 200 мкм.
Сложные комплексы 3D-печати металлопорошками методом селективного лазерного сплавления (SLM) представили компании «Лазерные системы» (серийные установки селективного лазерного сплавления М250 и М350) и «Лазеры и аппаратура» (промышленный 3D-принтер для печати металлическими порошками МЛ6). Роботизированные установки прямого лазерного выращивания продемонстрировала компания ИЛИСТ СПбГМТУ, подкрепив его работу образцами, полученными с помощью технологий дугового выращивания. Каждый из видов аддитивных технологий имеет ряд преимуществ в решении определенных задач, но они превращаются в недостатки при их использовании в иных технических условиях эксплуатации. Надо выбирать – или высокая скорость выращивания крупногабаритных деталей, или точность до 20 мкм при изготовлении сложных деталей.
Но в любом случае сердцем лазерных станков является лазер. Разнообразие решаемых с его помощью задач находит отклик в предложениях компаний. Эффект от использования ультракоротких фемтосекундных лазерных импульсов практически исключает линейную зависимость от интенсивности падающего пучка поглощения лазерного излучения материалом. Высокая напряженность электрического поля пучка, превосходящая напряженность поля, удерживающего электрон в атоме, заставляет легкие электроны покинуть атомы. Поэтому обработка практически любого материала идет почти без его нагрева. Интересно, что на выставке текущего года предложений лазеров с пикосекундными импульсами оказалось больше, чем с фемтосекундными. Возможно, это отражает динамику спроса на высокоточную локальную обработку тугоплавких материалов, где важно минимизировать тепловой эффект, или свидетельствует о росте числа разработок SLS-машин.
Твердотельные импульсные лазеры способны генерировать лазерное излучение с разной длительностью импульсов в широком спектральном диапазоне от УФ до ИК. Поэтому и Nd : YAG лазеры с диодной накачкой, и волоконные лазеры в своем большинстве заполняют лист потребностей создателей технологических установок, но уступают по числу предложений свое первенство полупроводниковым лазерам, которые, благодаря свои массо-габаритным характеристикам, широко используются в компактном лазерном оборудовании. На выставке демонстрировали свои новейшие лазерные излучатели компании «ИРЭ-Полюс», «Авеста», «СЛС Прайм Технолоджи», «Нордлэйз», «Поккельс», «СОЛАР ЛС», «Поларус», «ЛОТИС ТИИ».
Появились волоконные лазеры с регулируемым соотношением энергии в профиле пучка между центральным пятном и кольцом. Они уменьшают эффекты появления брызг и пористости шва и позволяют обойти технологические ограничения высокоскоростной лазерной сварки металлов.
По отзывам российских экспонентов наиболее значимый инструмент поддержки для обеспечения работ по направлению создания лазерных промышленных установок они получают от Минпромторга РФ. Еще совсем недавно на российском рынке лазерного оборудования доминировали американские и европейские компании. Сегодня субсидии позволяют отечественным предприятиям выпускать конкурентоспособные изделия. С помощью организованных министерством программ удается провести ОКР и вывести на рынок сложные, но востребованные решения. Интересно, как обстоят дела в КНР с организацией и управлением научно-техническими разработками и их трансфером в серийное производство (на выставке почти половина экспонентов были из Китая).
Судя по мнению аналитиков [3], КНР уже не столько важно копировать иностранные технологии, сколько защищать и продвигать свои собственные технологии, изобретения и патенты. Поставлена цель – преобразовать науку в инструмент развития государства и общества. Наука должна содействовать решению текущих отраслевых проблем, при этом часть технологий должна быть коммерциализирована и передана в гражданскую сферу. Произошла реформа аппарата Госсовета, и Министерство науки и технологий стало прямым участником новой системы управления всей цепочкой научно-технических инноваций.
В 2023 году создан новый партийный орган – Центральная комиссия по науке и технологиям (ЦКНТ), функция которой заключается в прямом контроле процесса выполнения программы решения научно-технологических задач.
В следующих номерах журнала мы продолжим рассказ об участниках выставки и уделим внимание оборудованию для создания фотонных интегральных схем, оптических элементов и объемных материалов фотоники.
REFERENCES
Post Show Report Photonics. World of Lasers and Optics 2024. https://www.expocentr.ru/ru/press-center/press-releases/itogi-vystavki-fotonika-mir-lazerov-i-optiki‑2024.
Kovsh I. B. Domestic production of photonics products. Photonics Russia. 2024;18(2):90–96. DOI: 10.22184/1993‑7296.FRos.2024.18.2.90.96.
Ershov A. V. Reform of The State Council 2023: Financial and Social Issues of Reforming State Bodies of The People’s Republic of China.Historical events in the life of China and modernity. Issue VIII. Proceedings of the scientific conference of the Center for the Modern History of China and its Relations with Russia of the ICSA RAS (Moscow, April 17, 2023). DOI: 10.48647/ICCA.2023.78.70.004.
Н. Л. Истомина, Л. В. Карякина
Чуть более месяца прошло с момента закрытия выставки «Фотоника. Мир лазеров и оптики‑2024», в рамках которой сопровождающая экспозицию Деловая программа вызвала такой же большой интерес. «Лицом к лицу лица не увидать: большое видится на расстоянье…». Теперь можно окинуть взглядом отечественный рынок фотоники, сделать какие-то выводы, пусть пока и поверхностные, о состоянии оптико-электронной отрасли, лазерного станкостроения, производства лазерной техники, приоткрыть завесу над продукцией фотонной отрасли Китая.
Итак, с 26 по 29 марта в «Экспоцентре» прошла 18‑я международная специализированная выставка лазерной, оптической и оптоэлектронной техники. Выставка была организована АО «Экспоцентр» совместно с Лазерной ассоциацией под патронатом Торгово-промышленной палаты РФ. По данным «Экспоцентра» [1], экспозиция выставки «ФОТОНИКА» выросла более чем на 50% по сравнению с прошлым годом и составила 4 500 кв. м. В выставке приняли участие более 260 компаний. Экспоненты демонстрировали новые продукты, что вызвало большой интерес и положительные отзывы посетителей, число которых превысило 8,3 тысяч человек. Кроме традиционных участников выставки, которые представляли лазерные источники излучения и лазерное оборудование, оптоволоконную технику и контрольно-измерительную аппаратуру, оптоэлектронику и нанофотонику, появились новички. Широко были представлены китайские компании (почти половина числа участников выставки).
Отечественный рынок фотоники формируют, прежде всего, малые предприятия, а отраслевые организации предлагают в основном изделия, которые принято относить к элементной базе [2]. Среди крупных игроков лазерного рынка и рынка фотонных изделий на выставке экспонировали свою продукцию ГК Росатом, АО «Швабе», ГК «ЛАССАРД», НТО «ИРЭ-ПОЛЮС», НПП «Инжект», Пермская научно-производственная приборостроительная компания (ПНППК). Коллективные стенды представили корпорация развития Зеленограда, Фонд «Сколково». Ведущий тренд научных разработок, быстро реализуемых в рыночные продукты, – лазерные технологические установки.
В области маркировки и гравировки за лидером в лице «Лазерного Центра» устремились многие компании. «Лазерный Центр» представил несколько новинок, среди них система прецизионной лазерной резки RX‑150. Установка предназначена для высокоточной резки металлов и полупроводников. Оборудование работает с любыми металлами и сплавами толщиной до 3 мм. Соревнование между догоняющими компаниями определяется скоростью маркировки и точностью нанесения штрихов без повреждения основы материала.
Высокий уровень квалитета волоконных лазеров производства компании «ИРЭ-Полюс» превратил их в стандарт использования в станках для обработки металлов. Но существует множество особенностей при взаимодействии лазерного излучения с металлами в виде возникающих микротрещин, остаточных термических напряжений, условий охлаждения, изменения диэлектрических свойств. И у каждой компании для решения возникающих технологических особенностей вырабатываются свои решения, которые остаются на уровне секретов – длительность и частота импульсов, скорость нарастания переднего фронта импульса, скорость нарастания мощности, глубина фокусировки лазерного пучка. Такие решения внедрены в лазерное оборудование ГК «Лазеры и аппаратура», ГК «ЛАССАРД», АО «Лазерные системы», компании «Лазерный Центр», LASERCUT.
Для рентабельного производства важны новые индустриальные цифровые технологии. Поэтому создание мобильных лазер-роботов, в которых идет объединение мобильных роботов с роботизированными многостепенными манипуляторами и лазерной головкой, – это новый этап развития лазерных инструментов. Инновационный инструмент – мобильный лазер-робот, – реализующий программно заданные траектории перемещения лазерного пятна по поверхности объектов со сложной криволинейной формой поверхности, представила компания «ТермоЛазер». Мобильным лазер-роботом можно проводить лазерную обработку крупногабаритных объектов с размерами, превышающими размеры рабочей зоны манипулятора, например штампов и прессформ.
Растет интерес потребителей к улучшению свойств поверхности за счет различных ее модификаций, наплавки материалов для придания повышенных трибологических свойств и упрочнения поверхности лазерным излучением, для продления срока эксплуатации инструментов. Для подобных запросов компания «Инжект» выпустила линейку мощных диодных лазеров. При этом для интегратора лазерного оборудования решен важный вопрос введения излучения в оптическое волокно – это лазерный диодный модуль непрерывного режима работы LDM44-976-300-CW с выходной мощностью 300 Вт и выводом излучения в оптоволокно диаметром 200 мкм.
Сложные комплексы 3D-печати металлопорошками методом селективного лазерного сплавления (SLM) представили компании «Лазерные системы» (серийные установки селективного лазерного сплавления М250 и М350) и «Лазеры и аппаратура» (промышленный 3D-принтер для печати металлическими порошками МЛ6). Роботизированные установки прямого лазерного выращивания продемонстрировала компания ИЛИСТ СПбГМТУ, подкрепив его работу образцами, полученными с помощью технологий дугового выращивания. Каждый из видов аддитивных технологий имеет ряд преимуществ в решении определенных задач, но они превращаются в недостатки при их использовании в иных технических условиях эксплуатации. Надо выбирать – или высокая скорость выращивания крупногабаритных деталей, или точность до 20 мкм при изготовлении сложных деталей.
Но в любом случае сердцем лазерных станков является лазер. Разнообразие решаемых с его помощью задач находит отклик в предложениях компаний. Эффект от использования ультракоротких фемтосекундных лазерных импульсов практически исключает линейную зависимость от интенсивности падающего пучка поглощения лазерного излучения материалом. Высокая напряженность электрического поля пучка, превосходящая напряженность поля, удерживающего электрон в атоме, заставляет легкие электроны покинуть атомы. Поэтому обработка практически любого материала идет почти без его нагрева. Интересно, что на выставке текущего года предложений лазеров с пикосекундными импульсами оказалось больше, чем с фемтосекундными. Возможно, это отражает динамику спроса на высокоточную локальную обработку тугоплавких материалов, где важно минимизировать тепловой эффект, или свидетельствует о росте числа разработок SLS-машин.
Твердотельные импульсные лазеры способны генерировать лазерное излучение с разной длительностью импульсов в широком спектральном диапазоне от УФ до ИК. Поэтому и Nd : YAG лазеры с диодной накачкой, и волоконные лазеры в своем большинстве заполняют лист потребностей создателей технологических установок, но уступают по числу предложений свое первенство полупроводниковым лазерам, которые, благодаря свои массо-габаритным характеристикам, широко используются в компактном лазерном оборудовании. На выставке демонстрировали свои новейшие лазерные излучатели компании «ИРЭ-Полюс», «Авеста», «СЛС Прайм Технолоджи», «Нордлэйз», «Поккельс», «СОЛАР ЛС», «Поларус», «ЛОТИС ТИИ».
Появились волоконные лазеры с регулируемым соотношением энергии в профиле пучка между центральным пятном и кольцом. Они уменьшают эффекты появления брызг и пористости шва и позволяют обойти технологические ограничения высокоскоростной лазерной сварки металлов.
По отзывам российских экспонентов наиболее значимый инструмент поддержки для обеспечения работ по направлению создания лазерных промышленных установок они получают от Минпромторга РФ. Еще совсем недавно на российском рынке лазерного оборудования доминировали американские и европейские компании. Сегодня субсидии позволяют отечественным предприятиям выпускать конкурентоспособные изделия. С помощью организованных министерством программ удается провести ОКР и вывести на рынок сложные, но востребованные решения. Интересно, как обстоят дела в КНР с организацией и управлением научно-техническими разработками и их трансфером в серийное производство (на выставке почти половина экспонентов были из Китая).
Судя по мнению аналитиков [3], КНР уже не столько важно копировать иностранные технологии, сколько защищать и продвигать свои собственные технологии, изобретения и патенты. Поставлена цель – преобразовать науку в инструмент развития государства и общества. Наука должна содействовать решению текущих отраслевых проблем, при этом часть технологий должна быть коммерциализирована и передана в гражданскую сферу. Произошла реформа аппарата Госсовета, и Министерство науки и технологий стало прямым участником новой системы управления всей цепочкой научно-технических инноваций.
В 2023 году создан новый партийный орган – Центральная комиссия по науке и технологиям (ЦКНТ), функция которой заключается в прямом контроле процесса выполнения программы решения научно-технологических задач.
В следующих номерах журнала мы продолжим рассказ об участниках выставки и уделим внимание оборудованию для создания фотонных интегральных схем, оптических элементов и объемных материалов фотоники.
REFERENCES
Post Show Report Photonics. World of Lasers and Optics 2024. https://www.expocentr.ru/ru/press-center/press-releases/itogi-vystavki-fotonika-mir-lazerov-i-optiki‑2024.
Kovsh I. B. Domestic production of photonics products. Photonics Russia. 2024;18(2):90–96. DOI: 10.22184/1993‑7296.FRos.2024.18.2.90.96.
Ershov A. V. Reform of The State Council 2023: Financial and Social Issues of Reforming State Bodies of The People’s Republic of China.Historical events in the life of China and modernity. Issue VIII. Proceedings of the scientific conference of the Center for the Modern History of China and its Relations with Russia of the ICSA RAS (Moscow, April 17, 2023). DOI: 10.48647/ICCA.2023.78.70.004.
Отзывы читателей
