Bild: Messe Stuttgart
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Verbreiterung der Kundenbasis bei Ultrakurzpulsanwendungen

Der weltweite Markt für industrielle UKP-Laser-Applikationen ist nach wie vor stark durch einzelne Nischenanwendungen mit hohen Stückzahlen getrieben; insbesondere durch Applikationen im Bereich Consumer Electronics. Zusätzlich etablieren sich jedoch zunehmend verschiedene Anwendungen mit geringeren Stückzahlen und Einzelprojekte, die für den Markt mittlerweile eine gute Basis darstellen. Hierzu gehören unterschiedliche Prozesse des Mikrobohrens, -strukturierens und -schneidens in verschiedenen Branchen.

Trend bei Schneidanwendungen hin zu FKL

Im Bereich der Werkzeugmaschinen ist weiterhin ein anhaltender Trend hin zum Einsatz von Festkörperlaserstrahlquellen zu beobachten. Im laufenden Geschäftsjahr werden im Mittel zirka 60% der Werkzeugmaschinen für Schneidanwendungen mit FKL ausgerüstet – ein klarer Trend hin zu 70% ist erkennbar.

Im Bereich der Materialbearbeitung mit FKL ist zudem ein Anstieg des relativen Anteils an cw-Strahlquellen mit Ausgangsleistungen > 3kW zu beobachten. Auch im Mittel steigt die Ausgangsleistung der eingesetzten Quellen an.

Zirka drei Viertel der in den asiatischen Raum exportierten Strahlquellen haben Ausgangsleistungen von im Bereich von 2 – 4 kW. Festkörperlaser in der mittleren Leistungsklasse für industrielle Anwendungen werden insbesondere in China derzeit stark nachgefragt.

Potentiale und Wachstum bei Additive Manufacturing

Der Markt im Bereich Additive Manufacturing für Metallteile wächst seit nun mehreren Jahren um ca. 40% jährlich und wird auch weiterhin als ein Feld mit Wachstumsraten von über 25% gesehen.

Dabei durchläuft die Branche im Moment eine Wertbereinigung, welche den Übergang von der Venture Phase in die Industriereife kennzeichnet.

Führend bei den industriellen Anwendungen sind die Branchen Aerospace, Energie, Dental und Medizin. Der Trend geht zu größeren Maschinen für Laser Metal Fusion, höhere Aufbauraten und bessere Zuverlässigkeit, sowie zu Gesamtkonzepten für Integration des Additive Manufacturing Prozesses in die Fertigungsumgebung. Der Übergang in die additive Serienfertigung muss über Produktivität erreicht werden. Dazu werden jetzt die Verfahren zur Parallelisierung der Belichtung im Schmelzprozess entwickelt, damit diese in der nächsten Maschinengeneration wettbewerbsfähige Serienbauteilfertigung ermöglichen.

Laserschneiden von Ultra-Hochfesten Stählen hält an

Durch den anhaltenden Trend zum Leichtbau in der Automobilindustrie bleibt der Verkauf von Laserschneidanlagen zur Bearbeitung ultra-hochfester Stähle im laufenden Geschäftsjahr weiterhin auf gleichbleibend hohem Niveau.

EUV entwickelt sich weiter positiv

Trumpf liefert Laserquellen für Extreme Ultraviolett Lithography (EUV), mit denen der Kunde ASML in den Niederlanden Anlagen zur Herstellung von Halbleiterchips mit Strukturgrößen unter 10 Nanometer produziert.

EUV macht weiter Fortschritte auf dem Weg zur Einführung in die Massenproduktion. Produktivität und Verfügbarkeit der Anlagen nehmen zu. Halbleiterhersteller bestellen zunehmend EUV-Anlagen zur Vorbereitung auf die Produktion. ASML rechnet entsprechend mit der Auslieferung von 6-7 Anlagen in 2016 im Vergleich zu zweien im Vorjahr.

Consumer Electronics: Hohe Potentiale für Laseranwendungen bei LaserLiftOff, dominiert durch Excimer Laser

Es eröffnet sich derzeit ein Markt für UV-Festkörperlaser mit hohen Leistungen und Pulsdauern im Nanosekundenbereich mit Anwendungen in der Displayfertigung, die bisher mit Excimerlasern umgesetzt werden (Laser Lift Off, Laser Annealing). Die FKL-Technologie bietet hier gleich mehrere Vorteile gegenüber Excimerlasern: durch die höheren Pulswiederholraten ist es perspektivisch möglich, die Prozesse zu skalieren und höhere Produktivitäten zu erreichen. Zudem ist bei einigen Anwendungen die Wellenlänge frequenzverdreifachter FKL besser geeignet, da sie z. B. in Gläsern (die hier oft als Trägersubstrate eingesetzt werden) weniger absorbiert wird. Vor allem aber sind Festkörperlaser deutlich wartungsärmer und dadurch für die industrielle Serienfertigung besser geeignet.

Industrie 4.0 bietet eine großes Absatzpotential für „Permanent Markierung“ und hier bevorzugt mit Laser

Industrie 4.0 bietet ein großes Absatzpotential für „Permanent Markierung“ und hier bevorzugt mit Laser. In der digital vernetzten Produktion ist die eindeutige Kennzeichnung von Komponenten, Baugruppen oder Systemen von großer Bedeutung. Dadurch können Informationen wie Typ, Seriennummer, Produktionsdatum, Hersteller oder Prozessinformationen entlang der gesamten Wertschöpfungskette nachverfolgt werden. Die Lasermarkierung von Informationen in Form von Data-Matrix Codes oder Klartext bietet drei wesentliche Vorteile:

Erstens sind Lasermarkierungen dauerhaft und resistent gegen Reinigungsmittel oder Abrieb. Zweitens kann die Markierung direkt und ohne Vorbereitung der Oberfläche auf allen gängigen Werkstoffen aufgebracht werden, ohne dass Verbrauchsmaterialien wie Etiketten, RFID-Chips oder Tinte benötigt werden. Drittens kann ein Barcode mittels Kamerasystem zurückgelesen und weiterverarbeitet werden.

Laser lassen sich gut steuern und elektronisch überwachen, deshalb ist der Laser ein ideales Werkzeug für Industrie 4.0

Der Laser ist das ideale Werkzeug um beliebige Geometrie zu formen, sowohl durch Abtragen und Schneiden, als auch durch Auftragsarbeiten. Auf Grund der hohen Flexibilität ist das Produzieren von kleinen Stückzahlen bis hin zur Stückzahlgröße 1 mittels Lasers kein Problem. Dazu notwendig ist eine leistungsfähige Steuerung, die auch eine einfache Anbindung an proprietäre und 3rd Party-Internet of Things Frameworks gestattet.

Trumpf beobachtet eine steigende Nachfrage an einer dauerhaften Zustandsüberwachung unserer Laser auf Basis von Sensordaten. Dies erlaubt nicht nur eine Prozessüberwachung (Nahtlageregelung, Temperatur) sondern auch vorbeugende Wartungen des Lasersystems was eine dauerhafte Verfügbarkeit des Lasers gewährleistet.