El láser del mañana trabaja de forma autónoma

En abril se llevó a cabo el AKL'26 - Congreso Internacional de Tecnología Láser en Aachen

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© Fraunhofer ILT, Aachen / Ralf Baumgarten

El aumento del grado de automatización y las nuevas aplicaciones están marcando actualmente la tecnología láser industrial. Especialmente en microelectrónica, energía, aviación y tecnología médica, láseres potentes y tecnologías fotónicas abren nuevas perspectivas de crecimiento. Las desarrollos que mueven a la industria fueron discutidos en abril en el AKL'26 - Congreso Internacional de Tecnología Láser en Aachen. El AKL ha sido durante 30 años la plataforma donde usuarios, fabricantes y desarrolladores intercambian información sobre el estado actual y las últimas tendencias en tecnología láser industrial.

Crecimiento moderado en el mercado láser

El Día de Negocios de Tecnología abre tradicionalmente el congreso con varias presentaciones sobre la situación del mercado. Con un crecimiento de 14,5 mil millones de USD (2024) a más de 15,5 mil millones de USD (2025), el Dr. Thierry Robin (TEMATYS) identifica un crecimiento moderado en el mercado láser. Con un crecimiento del 4 por ciento en el mercado global de sistemas de procesamiento de materiales láser, el Dr. Stefan Ruppik (Coherent) del consejo de la Asociación de Láseres y Sistemas Láser para el Procesamiento de Materiales en el VDMA ve una tendencia similar. El Dr. Henrikki Pantsar (en ese momento aún en TRUMPF) señaló que en EE. UU. las inversiones de los fabricantes de automóviles han caído. Sin embargo, los altos gastos en nuevos centros de datos prometen ingresos crecientes para los fabricantes de láseres.

57 expositores se presentaron en la exposición acompañante del AKL'26 - la oportunidad para el intercambio fue ampliamente aprovechada. © Fraunhofer ILT, Aachen / Andreas Steindl.

Se esperaba con gran interés la presentación del Dr. Bo Gu (BOS Photonics) sobre el mercado láser chino. Allí todavía hay un crecimiento sólido, lo que también se refleja en las ferias allí: La LASER Shanghai, según Gu, alcanzó en marzo nuevos récords con 1.500 expositores y 58.000 visitantes. En el mercado chino de sistemas de procesamiento de materiales láser, espera un crecimiento del 6 al 7 por ciento para 2025 y 2026. El mercado de láseres de fibra ha crecido un 9,8 por ciento, y en láseres con pulsos ultracortos (UKP) incluso un 14,7 por ciento.

Sin embargo, las cifras sobre la cuota de mercado de los fabricantes chinos en su mercado nacional llamaron la atención: Para láseres con una potencia de 3 a 6 kW, esta es del 98 por ciento, y para >10 kW alrededor del 80 por ciento. Por lo tanto, el mercado láser chino está firmemente en manos nacionales.

Del 22 al 24 de abril de 2026, tuvo lugar en Aachen el AKL'26 - Congreso Internacional de Tecnología Láser. Allí, más de 90 ponentes informaron a los 544 profesionales sobre el estado actual de la tecnología láser industrial. © Fraunhofer ILT, Aachen / Andreas Steindl.

La fotónica como tecnología transversal

Cuando se estima que la facturación de las máquinas herramienta basadas en láser está entre 10 y 20 mil millones de euros, el mercado de los productos habilitados por láser está en el rango de billones. Ningún smartphone, ningún chip de computadora y casi ningún automóvil se fabrica hoy sin el uso de tecnología láser. La fotónica es la tecnología transversal que, con la ayuda de láseres, componentes ópticos y procedimientos complejos, permite los avances en estas áreas.

En la sesión Gerd Herziger del AKL'26, bajo el título 'Nuevas Perspectivas para los Láseres en la Ciencia y la Industria', se discutieron tendencias en la aplicación de tecnologías fotónicas. Trevor Ness (IPG Photonics) tenía una visión clara: 'El láser será integrado, escalable e inteligente'. Los robots lograrán ganancias significativas en productividad con láseres y también trabajarán donde los humanos no pueden.

Los componentes y tecnologías fotónicas para esto se están desarrollando hoy. Son más digitalizados y ofrecen rendimientos cada vez mayores. 'La potencia media de los láseres UKP', dice el Dr. Jochen Stollenwerk, director interino del Fraunhofer ILT en Aachen, 'está avanzando hacia el rango de kilovatios (kW) de dos dígitos con los desarrollos en el Fraunhofer Cluster of Excellence Advanced Photon Sources - CAPS'. En láseres de haz continuo, ya son más de 100 kW, como se escuchó de representantes de varias empresas.

El equipo de 4Jet microtech GmbH de Alsdorf ganó el primer premio del Innovation Award Laser Technology de este año por su innovador procedimiento para la microestructuración a gran escala. © Fraunhofer ILT, Aachen / Andreas Steindl.

El profesor Constantin Häfner, miembro del consejo de Fraunhofer para investigación y transferencia, echó un vistazo más allá de estas fronteras. Su tema son las centrales de fusión y cómo se pueden realizar en Alemania. También cambiarían significativamente el mercado láser: Solo los costos de los diodos láser para unas pocas centrales de fusión superarían el volumen del actual mercado láser, dice Häfner. Lo que significa principalmente que en el futuro los costos de los componentes deben disminuir significativamente.

Láser en el sector energético

Con el plan de acción de fusión, el gobierno alemán no solo ha anunciado más de dos mil millones de euros para la investigación en fusión, sino que también ha fijado el objetivo de construir en Alemania la primera central de fusión del mundo. En su presentación plenaria, Constantin Häfner abordó la importancia de los ecosistemas de fusión emergentes para el futuro de la investigación en fusión en Alemania: La concentración de las competencias nacionales de la ciencia a la industria para lograr objetivos comunes.

Los complejos desafíos tecnológicos ofrecen un enorme potencial para la explotación de mercados derivados y crecimiento en el mercado fotónico, desde procesos industriales de secado hasta aplicaciones espaciales y el sector de defensa.

El tema de la investigación en fusión se profundizó en una sesión completa en el AKL'26. Entre otros, el profesor Markus Roth (TU Darmstadt, Focused Energy) presentó allí sus planes para una planta de fusión láser en el sitio de Biblis.

La afluencia en 'Lasertechnik Live' en el Fraunhofer ILT fue grande. Allí, los investigadores presentaron más de 60 proyectos de investigación en el marco del AKL'26. © Fraunhofer ILT, Aachen / Andreas Steindl.

'Láseres de alta potencia' 'normales' ya están presentes hoy en la construcción de centrales eléctricas: 'El sector energético es uno de los primeros campos de aplicación para sistemas láser con más de 50 kW de potencia', constata el Dr. Alexander Olowinsky, jefe del departamento de unión y separación en el Fraunhofer ILT. Con tales potencias láser, se pueden cortar gruesas paredes de acero en la desmantelación de centrales nucleares o cortar puertas en turbinas eólicas. Del mismo modo, se pueden soldar nuevos contenedores con paredes de diez centímetros de grosor.

Los visitantes del congreso pudieron ver un sistema de 50 kW en el marco del evento 'Lasertechnik Live' el 23 de abril de 2026 en el Fraunhofer ILT, el mayor parque de instalaciones láser de I+D en Europa.

Tecnología automotriz en camino hacia la fabricación autónoma

La fabricación de automóviles está altamente automatizada. Los láseres como herramientas digitales muestran aquí todas sus ventajas. En su conferencia 'Producción de baterías de próxima generación y desafíos para la tecnología láser', el Dr. Andreas Russ (Bosch Manufacturing Solutions) mostró lo que es posible hoy en día. En comparación con 2015, tanto el tamaño de las baterías como el de las máquinas se han multiplicado. Al mismo tiempo, las máquinas son cada vez más inteligentes. La línea de producción está conectada, utiliza gemelos digitales y puede tomar decisiones de forma autónoma basándose en simulaciones.

En la presentación de Markus Harke (Volkswagen) se pudo ver cómo un procedimiento alemán está cambiando literalmente el mundo. Con el 'recubrimiento láser de alta velocidad' desarrollado en Fraunhofer ILT, se fabrican discos de freno que generan un 90% menos de partículas finas. Esto no solo protege el medio ambiente, sino que también cumple con la norma Euro-7. Y permite una fabricación en gran medida automatizada que ahora está comenzando su camino triunfal por el mundo. 'Con altas cantidades, el láser ya no es el factor de costo', comenta el Dr. Thomas Schopphoven, jefe del departamento de soldadura láser en Fraunhofer ILT. 'Son principalmente los costos de material para los materiales adicionales.'

Los láseres en la aviación ahorran costos y emisiones

Hasta un 3% de ahorro de combustible en aviones: eso promete la piel de tiburón de 4Jet GmbH de Alsdorf cerca de Aquisgrán. La tecnología, galardonada con el 'Innovation Award Laser Technology 2026', permite el microprocesamiento a gran escala con un láser de CO2. Utiliza estructuras de interferencia para el procesamiento, de modo que se pueden generar más de 1,000 'riblets' de una sola vez. Así se introducen microestructuras en grandes superficies que reducen la resistencia al aire. La empresa ya tiene más de 800 sistemas en el campo, que se utilizan en la aviación, en el sector de semiconductores y en energía solar.

Además, muchos procesos láser han llegado a la práctica, especialmente en la soldadura láser. Empresas como Rolls Royce utilizan estos procedimientos con éxito en la reparación de motores y los refinan continuamente.

Uso de láser 24/7 en microelectrónica

Al principio, el láser era una solución en busca de un problema. Hoy en día, la tecnología láser en sus diversas variantes está involucrada en la producción de bienes de consumo electrónicos en las más altas cantidades. En la fabricación de pantallas, esto es evidente, como se pudo ver en la presentación de Oliver Haupt (Coherent) sobre las perspectivas del uso del láser en micro-LEDs. En microelectrónica, se está vislumbrando el próximo gran avance.

El Dr. Christian Buchner (SCHMID Group) mostró en su presentación que los sustratos de vidrio ofrecen una solución para el cuello de botella de las crecientes tasas de transferencia de datos entre procesadores y memorias de alto rendimiento (HBM). El vidrio es robusto, barato y está establecido en procesos de semiconductores. Con el grabado inducido por láser (Grabado selectivo inducido por láser, SLE), ahora se pueden perforar agujeros precisos en materiales transparentes como el vidrio (vias a través del vidrio). El proceso industrial permite excelentes calidades de superficie y grandes relaciones de aspecto.

'Otra tendencia en microelectrónica es la formación de haz', explica el Dr. Dennis Haasler, jefe del departamento de tecnología de superficies y eliminación de formas en Fraunhofer ILT. 'Tanto formas de haz especiales como en los haces de Bessel como sistemas de múltiples haces se están utilizando cada vez más en la industria'. Estos últimos permiten el uso paralelizado, especialmente de pulsos láser ultracortos.

Los láseres en tecnología médica brindan más seguridad a los pacientes

Desde el diagnóstico hasta la terapia, las tecnologías ópticas son indispensables en la práctica clínica. El beneficio concreto, como lo presentó el Prof. Christian Blume, neurocirujano en UK Aachen, es realmente impresionante. Mostró cómo, en operaciones complejas de columna vertebral, la tasa de éxito ha pasado del 40% (cirugía a mano alzada) al 99.5% en los últimos años. El avance fue traído por la tomografía computarizada intraoperatoria. Un paso más hacia una mayor seguridad promete el proyecto SaveCut. Allí, expertas y expertos de Fraunhofer ILT están desarrollando conjuntamente un osteótomo láser asistido por robot para la cirugía mínimamente invasiva en la columna vertebral.

Para una computadora cuántica que se está desarrollando en el 5º Instituto de Física de la Universidad de Stuttgart, Fraunhofer ILT en Aquisgrán está desarrollando un sistema óptico láser altamente complejo. © Fraunhofer ILT, Aquisgrán / Ralf Baumgarten.

Progresos igualmente grandes están ocurriendo en implantología. Los procesos láser aditivos se han estado utilizando desde hace algún tiempo para formas de implantes individuales. Frank Reinauer (KLS Martin) mostró en su presentación cómo los flujos de trabajo digitales hacen que la solución específica para el paciente con fusión láser selectiva sea aún más efectiva. De 5 a 15 implantes se generan en un solo ciclo. Nuevos materiales reabsorbibles como aleaciones de magnesio o polietileno fomentan el crecimiento del tejido óseo. El implante se disuelve gradualmente en esos lugares.

Quo vadis tecnología cuántica

'Hemos recibido una excelente visión general de algunas de las plataformas más prometedoras para computadoras cuánticas escalables, presentadas por empresas líderes e instituciones de investigación de Alemania y Europa', resume el Dr. Bernd Jungbluth su impresión del primer día de la conferencia AKL'26.

Visualización de un módulo de láser de diodo con formación de haz para bombear amplificadores de apilamiento de placas en láseres de alta energía. Tales módulos de bombeo láser de diodo se consideran componentes clave para las centrales de fusión del futuro. © Fraunhofer ILT, Aquisgrán.

El enfoque principal fueron los avances actuales en diferentes plataformas de hardware para computadoras cuánticas, entre otras, basadas en átomos neutros en planqc. La Prof. Stephanie Wehner (Quantum Internet Alliance) también dio una visión general del estado actual de Internet cuántico y esbozó las primeras perspectivas de aplicación a corto plazo, por ejemplo, en la coordinación de sistemas distribuidos. A largo plazo, la interconexión de computadoras cuánticas también ganará importancia.

Las interfaces fotónicas se consideran aquí como tecnología clave, ya que permiten la transmisión de información cuántica a través de redes de fibra óptica y pueden conectar diferentes plataformas cuánticas entre sí.

La IA hace que los láseres sean más rápidos, flexibles y autónomos

La última presentación de la conferencia fue también una de las más emocionantes: el Prof. Carlo Holly (Universidad RWTH Aquisgrán y Fraunhofer ILT) habló sobre 'innovación impulsada por IA en fotónica'. El tema ahora atraviesa todas las partes de la cadena de suministro, desde el diseño de componentes ópticos hasta el aseguramiento de calidad y la simulación de procesos complejos en gemelos digitales.

Entre las novedades de su investigación se encuentran los avances en el aprendizaje auto-supervisado, que reduce el tiempo requerido para el entrenamiento de IA en el control de calidad de semanas a minutos. También fue emocionante una nueva óptica generada por IA, donde se pueden cambiar perfiles de haz arbitrarios en el proceso sin componentes mecánicos.

Al final, ve cómo la IA penetra en todas las áreas de la tecnología láser. Desde la planificación hasta el control de procesos, donde solo la IA puede procesar la avalancha de datos, hasta el control autónomo. La máquina autoaprendiz está llegando, al igual que los laboratorios y fábricas autónomas. Se está trabajando en la tecnología para ello en Aquisgrán.

El próximo AKL - Congreso Internacional de Tecnología Láser se llevará a cabo del 3 al 5 de mayo de 2028 en Aquisgrán.

Contacto:

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