Primjena lasera velike snage u visokotehnološkoj i teškoj industriji

U protekle tri godine, zbog pandemije, stopa rasta potražnje za industrijskim laserima se usporila. Međutim, razvoj laserske tehnologije nije zaustavljen. U oblasti vlaknastih lasera, sukcesivno su lansirani vlaknasti laseri ultra visoke snage od 60 kW i više, podižući snagu industrijskih lasera na viši nivo.

Kolika je potražnja za laserima velike snage iznad 30.000 vati?

Za višemodne kontinuirane vlaknaste lasere, povećanje snage dodavanjem modula čini se kao dogovoreni način. U posljednjih nekoliko godina snaga se povećavala za 10.000 vati svake godine. Međutim, realizacija industrijskog rezanja i zavarivanja za lasere ultra visoke snage je još teža i zahtijeva veću stabilnost. U 2022. godini, snaga od 30.000 vati će se koristiti u velikim razmjerima u laserskom rezanju, a oprema od 40.000 vati je trenutno u fazi istraživanja za primjenu u malim razmjerima.

U eri kilovatnih vlaknastih lasera, snage ispod 6 kW mogu se koristiti za rezanje i zavarivanje većine uobičajenih metalnih proizvoda, kao što su liftovi, automobili, kupatila, kuhinjski pribor, namještaj i šasije, s debljinama koje ne prelaze 10 mm, kako za limove tako i za cijevi. Brzina rezanja lasera od 10.000 vati je dvostruko veća od brzine rezanja lasera od 6.000 vati, a brzina rezanja lasera od 20.000 vati je više od 60% veća od brzine rezanja lasera od 10.000 vati. Također probija granicu debljine i može rezati ugljični čelik preko 50 mm, što je rijetkost kod općih industrijskih proizvoda. Pa šta je s laserima velike snage iznad 30.000 vati?

Primjena lasera velike snage za poboljšanje kvalitete brodogradnje

U aprilu ove godine, francuski predsjednik Macron posjetio je Kinu, u pratnji kompanija kao što su Airbus, DaFei Shipping i francuski dobavljač električne energije Électricité de France.

Airbus, francuski proizvođač aviona, najavio je sporazum o kupovini 160 aviona na veliko s Kinom, ukupne vrijednosti od približno 20 milijardi dolara. Također će graditi drugu proizvodnu liniju u Tianjinu. China Shipbuilding Group Corporation potpisala je sporazum o saradnji s francuskom kompanijom DaFei Shipping Group, uključujući izgradnju 16 super velikih kontejnerskih brodova tipa 2, vrijednosti preko 21 milijarde juana. China General Nuclear Power Group i Électricité de France imaju blisku saradnju, a nuklearna elektrana Taishan je klasičan primjer.

Laserska oprema velike snage, u rasponu od 30.000 do 50.000 vati, ima mogućnost rezanja čeličnih ploča debljine preko 100 mm. Brodogradnja je industrija koja intenzivno koristi debele metalne ploče, pri čemu tipični komercijalni brodovi imaju čelične ploče trupa debljine preko 25 mm, a veliki teretni brodovi čak i preko 60 mm. Veliki ratni brodovi i super veliki kontejnerski brodovi mogu koristiti specijalne čelike debljine 100 mm. Lasersko zavarivanje ima veće brzine, manje toplotne deformacije i ponovne obrade, veći kvalitet zavara, smanjenu potrošnju dodatnog materijala i značajno poboljšan kvalitet proizvoda. Pojavom lasera sa desetinama hiljada vati snage, više nema ograničenja u laserskom rezanju i zavarivanju za brodogradnju, što otvara veliki potencijal za buduću zamjenu.

Luksuzni kruzeri smatraju se vrhuncem brodogradnje, tradicionalno monopolizirane od strane nekoliko brodogradilišta poput italijanskog Fincantierija i njemačkog Meyer Werfta. Laserska tehnologija se intenzivno koristi za obradu materijala u ranim fazama izgradnje brodova. Planirano je da prvi kineski kruzer bude porinut do kraja 2023. godine. China Merchants Group je također unaprijedila izgradnju centra za lasersku obradu u Nantong Haitongu za svoj projekt proizvodnje kruzera, koji uključuje proizvodnu liniju tankih ploča laserskim rezanjem i zavarivanjem velike snage. Očekuje se da će ovaj trend primjene postepeno prodrijeti i u civilne komercijalne brodove. Kina ima najviše narudžbi za brodogradnju u svijetu, a uloga lasera u rezanju i zavarivanju debelih metalnih ploča nastavit će rasti.

Primjena lasera od 10 kW+ u vazduhoplovstvu

Sistemi za svemirski transport prvenstveno uključuju rakete i komercijalne avione, pri čemu je smanjenje težine ključni faktor. To nameće nove zahtjeve za rezanje i zavarivanje aluminijskih i titanijumskih legura. Laserska tehnologija je neophodna za postizanje visokopreciznih procesa zavarivanja i rezanja i montaže. Pojava lasera velike snage od 10 kW+ donijela je sveobuhvatna unapređenja u vazduhoplovno područje u smislu kvaliteta rezanja, efikasnosti rezanja i visoke inteligencije integracije.

U proizvodnom procesu vazduhoplovne industrije postoje mnoge komponente koje zahtijevaju rezanje i zavarivanje, uključujući komore za sagorijevanje motora, kućišta motora, okvire aviona, panele repnih krila, saćaste strukture i glavne rotore helikoptera. Ove komponente imaju izuzetno stroge zahtjeve za spojeve rezanja i zavarivanja.

Airbus već dugo koristi lasersku tehnologiju velike snage. U proizvodnji aviona A340, sve unutrašnje pregrade od aluminijske legure zavaruju se laserima. Postignut je revolucionaran napredak u laserskom zavarivanju obloga i nosača trupa, što je implementirano na Airbusu A380. Kina je uspješno testirala domaći veliki avion C919 i isporučit će ga ove godine. Postoje i budući projekti poput razvoja C929. Može se predvidjeti da će laseri u budućnosti imati svoje mjesto u proizvodnji komercijalnih aviona.

Laserska tehnologija može pomoći u sigurnoj izgradnji nuklearnih elektrana

Nuklearna energija je novi oblik čiste energije, a Sjedinjene Američke Države i Francuska imaju najnapredniju tehnologiju u izgradnji nuklearnih elektrana. Nuklearna energija čini otprilike 70% francuske opskrbe električnom energijom, a Kina je sarađivala s Francuskom u ranim fazama izgradnje svojih nuklearnih energetskih postrojenja. Sigurnost je najvažniji aspekt nuklearnih energetskih postrojenja, a postoje mnoge metalne komponente sa zaštitnim funkcijama koje zahtijevaju rezanje ili zavarivanje.

Kineska nezavisno razvijena MAG tehnologija zavarivanja s inteligentnim laserskim praćenjem masovno je primijenjena u kupoli i cijevi čelične obloge blokova 7 i 8 u nuklearnoj elektrani Tianwan. Prvi robot za zavarivanje prodornim rukavcima nuklearnog kvaliteta trenutno se priprema.

Prateći trend razvoja lasera, Teyu je lansirao CWFL-60000 laserski hladnjak sa ultra visokom snagom i vlaknima .

Teyu je pratio trend razvoja lasera i razvio i proizveo CWFL-60000 laserski hladnjak ultra visoke snage, koji omogućava stabilno hlađenje laserske opreme od 60 kW. Sa dvostrukim nezavisnim sistemom kontrole temperature, sposoban je hladiti i lasersku glavu visoke temperature i laserski izvor niske temperature, pružajući stabilan izlaz za lasersku opremu i efikasno garantujući brz i efikasan rad mašina za lasersko rezanje velike snage.

Proboj u laserskoj tehnologiji doveo je do širokog tržišta opreme za lasersku obradu. Samo s pravim alatima moguće je ostati u prednosti u žestokoj tržišnoj konkurenciji. S potrebom za transformacijom i modernizacijom u vrhunskim primjenama kao što su zrakoplovstvo, brodogradnja i nuklearna energija, potražnja za obradom debelih čeličnih ploča raste, a laseri velike snage pomoći će u ubrzanom razvoju industrije. U budućnosti će se laseri ultra velike snage snage preko 30.000 vati uglavnom koristiti u teškim industrijskim oblastima kao što su energija vjetra, hidroenergija, nuklearna energija, brodogradnja, rudarske mašine, zrakoplovstvo i avijacija.