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

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 ultraalta potencia, de 60 kW o más, lo que ha elevado la potencia de los láseres industriales a un nuevo nivel.

¿Cuánta demanda hay 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 aceptada. En los últimos años, la potencia ha aumentado en 10.000 vatios anuales. Sin embargo, la implementación de corte y soldadura industriales para láseres de ultraalta potencia es aún más compleja y requiere mayor estabilidad. En 2022, se utilizará a gran escala una potencia de 30.000 vatios en el corte láser, y actualmente se están explorando 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 permiten cortar y soldar la mayoría de los productos metálicos comunes, como ascensores, coches, baños, utensilios de cocina, muebles y chasis, con espesores que no superan los 10 mm, tanto para chapas como para tubos. La velocidad de corte de un láser de 10 000 vatios duplica la de uno de 6000 vatios, y la de un láser 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 productos industriales. ¿Y qué hay de los láseres de alta potencia de más de 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 el proveedor eléctrico francés Électricité de France.

Airbus, el fabricante francés de aeronaves, anunció un acuerdo de compra a granel con China por 160 aeronaves, 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 buques portacontenedores de gran tamaño 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 clásico.

Los equipos láser de alta potencia, de entre 30 000 y 50 000 vatios, tienen capacidad para cortar placas de acero de más de 100 mm de espesor. La construcción naval es una industria que utiliza ampliamente placas metálicas gruesas; los buques comerciales típicos tienen placas de acero para el casco con un espesor superior a 25 mm, y los grandes cargueros incluso 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 retrabajo, mayor calidad de la soldadura, menor consumo de material de relleno y una calidad del producto significativamente mejorada. 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 futuras sustituciones.

Los cruceros de lujo se han considerado la cumbre de la industria de la construcción 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 producción nacional de China sea botado 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 placas finas mediante corte y soldadura láser de alta potencia. Se espera que esta tendencia se incorpore gradualmente a los buques comerciales civiles. China concentra la mayor cantidad de pedidos de construcción naval del mundo, y el papel del láser en el corte y la soldadura de placas 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 aviones 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 una mejora significativa en el sector aeroespacial en términos de calidad y eficiencia de corte, e inteligencia de alta integración.

En el proceso de fabricación de la industria aeroespacial, muchos componentes requieren corte y soldadura, como cámaras de combustión y carcasas de motores, estructuras de aeronaves, paneles de cola, estructuras de panal y rotores principales de helicópteros. Estos componentes tienen requisitos extremadamente estrictos para las interfaces 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 mediante láser. Se han logrado avances significativos en la soldadura láser de revestimientos y largueros del fuselaje, que ya se ha implementado en el Airbus A380. China ha realizado con éxito pruebas de vuelo del gran avión C919 de producción nacional y lo entregará este año. También existen proyectos futuros, como el desarrollo del C929. Se prevé que el láser ocupará un lugar destacado en la fabricación de aviones comerciales en el futuro.

La tecnología láser puede ayudar en la construcción segura de instalaciones de energía nuclear

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

La tecnología de soldadura MAG con seguimiento inteligente por láser, desarrollada independientemente en China, se ha aplicado a gran escala en la cúpula y el cañón 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 manguitos de penetración de grado nuclear.

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

Teyu se ha mantenido al día con la tendencia en el desarrollo de láseres y ha desarrollado y producido el láser de fibra de ultraalta potencia CWFL-60000 enfriador, que proporciona una refrigeración estable para equipos láser de 60 kW. Gracias a un sistema de control de temperatura dual independiente, puede refrigerar tanto el cabezal láser de alta temperatura como la fuente láser de baja temperatura, proporcionando una salida estable para los equipos láser y garantizando eficazmente el funcionamiento rápido y eficiente de las máquinas de corte láser de alta potencia.

El avance de la tecnología láser ha dado origen a un amplio mercado para equipos de procesamiento láser. Solo con las herramientas adecuadas se puede mantener la delantera en la feroz competencia del mercado. Ante la necesidad de transformación y modernización en aplicaciones de alta gama como la aeroespacial, la construcción naval y la energía nuclear, la demanda de procesamiento de chapa gruesa de acero está en aumento, y los láseres de alta potencia contribuirán al desarrollo acelerado de la industria. En el futuro, los láseres de ultraalta 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 energía nuclear, la construcción naval, la maquinaria minera, la aeroespacial y la aviación.