Aplicación de láseres de alta potencia en industrias de alta tecnología y pesadas.

En los últimos tres años, debido a la pandemia, el crecimiento de la demanda de láseres industriales se ha ralentizado. Sin embargo, el desarrollo de la tecnología láser no se ha detenido. En el campo de los láseres de fibra, se han lanzado sucesivamente láseres de fibra de ultra alta potencia de 60 kW o más, lo que ha llevado la potencia de los láseres industriales a un nuevo nivel.

¿Qué demanda existe de láseres de alta potencia superiores a 30.000 vatios?

Para los láseres de fibra continua multimodo, aumentar la potencia mediante la adición de módulos parece ser la solución más común. En los últimos años, la potencia ha aumentado en 10 000 vatios anuales. Sin embargo, la implementación de corte y soldadura industrial con láseres de ultra alta potencia es aún más compleja y requiere mayor estabilidad. En 2022, se prevé que la potencia de 30 000 vatios se utilice a gran escala en el corte láser, y actualmente se está explorando la posibilidad de utilizar equipos de 40 000 vatios para aplicaciones a pequeña escala.

En la era de los láseres de fibra de kilovatios, las potencias inferiores a 6 kW se pueden utilizar para cortar y soldar la mayoría de los productos metálicos comunes, como ascensores, automóviles, baños, utensilios de cocina, muebles y chasis, con espesores que no superen los 10 mm tanto para láminas como para tubos. La velocidad de corte de un láser de 10 000 vatios es el doble que la de uno de 6 000 vatios, y la de uno de 20 000 vatios es más de un 60 % superior a la de uno de 10 000 vatios. Además, supera el límite de espesor y puede cortar acero al carbono de más de 50 mm, algo poco común en los productos industriales generales. ¿Y qué ocurre con los láseres de alta potencia superiores a 30 000 vatios?

Aplicación de láseres de alta potencia para mejorar la calidad de la construcción naval.

En abril de este año, el presidente francés Macron visitó China, acompañado por empresas como Airbus, DaFei Shipping y la compañía eléctrica francesa Électricité de France.

Airbus, el fabricante de aeronaves francés, anunció un acuerdo de compra a granel con China para 160 aviones, con un valor total aproximado de 20.000 millones de dólares. También construirá una segunda línea de producción en Tianjin. China Shipbuilding Group Corporation firmó un acuerdo de cooperación con la empresa francesa DaFei Shipping Group, que incluye la construcción de 16 superbuques portacontenedores de tipo 2, con un valor superior a los 21.000 millones de yuanes. China General Nuclear Power Group y Électricité de France mantienen una estrecha colaboración, siendo la central nuclear de Taishan un ejemplo paradigmático.

Los equipos láser de alta potencia, que van desde los 30 000 hasta los 50 000 vatios, tienen la capacidad de cortar planchas de acero de más de 100 mm de espesor. La construcción naval es una industria que utiliza extensamente planchas metálicas gruesas; los buques comerciales típicos tienen planchas de acero para el casco con un espesor superior a los 25 mm, e incluso los grandes buques de carga superan los 60 mm. Los grandes buques de guerra y los portacontenedores de gran tamaño pueden utilizar aceros especiales con un espesor de 100 mm. La soldadura láser ofrece mayor velocidad, menor deformación térmica y menos retrabajo, mayor calidad de soldadura, menor consumo de material de aporte y una mejora significativa en la calidad del producto. Con la aparición de láseres con decenas de miles de vatios de potencia, ya no existen limitaciones en el corte y la soldadura láser para la construcción naval, lo que abre un gran potencial para la sustitución futura.

Los cruceros de lujo se han considerado la cúspide de la industria naval, tradicionalmente monopolizada por unos pocos astilleros como el italiano Fincantieri y el alemán Meyer Werft. La tecnología láser se ha utilizado ampliamente para el procesamiento de materiales en las primeras etapas de la construcción naval. Se prevé que el primer crucero de fabricación nacional de China se lance a finales de 2023. China Merchants Group también ha avanzado en la construcción de un centro de procesamiento láser en Nantong Haitong para su proyecto de fabricación de cruceros, que incluye una línea de producción de corte y soldadura láser de alta potencia para chapas delgadas. Se espera que esta tendencia de aplicación se extienda gradualmente a los buques comerciales civiles. China cuenta con el mayor número de pedidos de construcción naval del mundo, y el papel de los láseres en el corte y la soldadura de chapas metálicas gruesas seguirá creciendo.

Aplicación de láseres de más de 10 kW en la industria aeroespacial.

Los sistemas de transporte aeroespacial incluyen principalmente cohetes y aeronaves comerciales, donde la reducción de peso es un factor clave. Esto impone nuevos requisitos para el corte y la soldadura de aleaciones de aluminio y titanio. La tecnología láser es esencial para lograr procesos de ensamblaje de soldadura y corte de alta precisión. La aparición de láseres de alta potencia de más de 10 kW ha supuesto mejoras sustanciales para el sector aeroespacial en términos de calidad y eficiencia de corte, así como en la alta capacidad de integración.

En el proceso de fabricación de la industria aeroespacial, existen numerosos componentes que requieren corte y soldadura, como las cámaras de combustión de los motores, las carcasas de los motores, los fuselajes de las aeronaves, los paneles de las alas de cola, las estructuras de panal y los rotores principales de los helicópteros. Estos componentes presentan requisitos extremadamente estrictos en cuanto a las superficies de corte y soldadura.

Airbus lleva mucho tiempo utilizando tecnología láser de alta potencia. En la fabricación del avión A340, todos los mamparos internos de aleación de aluminio se sueldan con láser. Se han logrado avances significativos en la soldadura láser de los revestimientos y largueros del fuselaje, tecnología que se ha implementado en el Airbus A380. China ha realizado con éxito el vuelo de prueba del avión de gran tamaño C919, de fabricación nacional, y lo entregará este año. También existen proyectos futuros, como el desarrollo del C929. Es previsible que los láseres tengan un papel importante en la fabricación de aeronaves comerciales en el futuro.

La tecnología láser puede contribuir a la construcción segura de instalaciones de energía nuclear.

La energía nuclear es una nueva forma de energía limpia, y Estados Unidos y Francia poseen la tecnología más avanzada en la construcción de centrales nucleares. La energía nuclear cubre aproximadamente el 70% del suministro eléctrico de Francia, y China colaboró ​​con Francia en las primeras etapas de sus instalaciones nucleares. La seguridad es el aspecto más importante de las centrales nucleares, y existen numerosos componentes metálicos con funciones de protección que requieren corte o soldadura.

La tecnología de soldadura MAG con seguimiento inteligente láser, desarrollada de forma independiente en China, se ha aplicado masivamente en la cúpula y el cilindro del revestimiento de acero de las Unidades 7 y 8 de la Central Nuclear de Tianwan. Actualmente se está preparando el primer robot de soldadura de manguito de penetración de grado nuclear.

Siguiendo la tendencia del desarrollo de láseres, Teyu lanzó el CWFL-60000 de ultra alta potencia. enfriador láser de fibra .

Teyu se ha mantenido al día con la tendencia del desarrollo láser y ha desarrollado y producido el enfriador láser de fibra de ultra alta potencia CWFL-60000, que proporciona Refrigeración estable para equipos láser de 60 kW Gracias a su sistema de control de temperatura dual independiente, es capaz de enfriar tanto el cabezal láser de alta temperatura como la fuente láser de baja temperatura, lo que proporciona una salida estable para los equipos láser y garantiza eficazmente el funcionamiento rápido y eficiente de las máquinas de corte láser de alta potencia.

El avance en la tecnología láser ha dado lugar a un amplio mercado de equipos de procesamiento láser. Solo con las herramientas adecuadas se puede mantener la ventaja en la feroz competencia del mercado. Ante la necesidad de transformación y modernización en aplicaciones de alta gama como la aeroespacial, la naval y la nuclear, la demanda de procesamiento de chapas de acero gruesas está aumentando, y los láseres de alta potencia contribuirán al desarrollo acelerado de la industria. En el futuro, los láseres de ultra alta potencia, con una potencia superior a 30 000 vatios, se utilizarán principalmente en sectores de la industria pesada como la energía eólica, la hidroeléctrica, la nuclear, la naval, la maquinaria minera, la aeroespacial y la aeronáutica.