Aplicación de láseres de alta potencia en industrias pesadas e de alta tecnoloxía

Nos últimos tres anos, debido á pandemia, a taxa de crecemento da demanda de láseres industriais diminuíu. Non obstante, o desenvolvemento da tecnoloxía láser non se detivo. No campo dos láseres de fibra, lanzáronse sucesivamente láseres de fibra de potencia ultraalta de 60 kW e superiores, o que elevou a potencia dos láseres industriais a outro nivel.

Canta demanda hai de láseres de alta potencia por riba dos 30.000 vatios?

Para os láseres de fibra continua multimodo, aumentar a potencia engadindo módulos parece ser a forma acordada. Nos últimos anos, a potencia aumentou en 10.000 vatios cada ano. Non obstante, a realización de corte e soldadura industrial para láseres de potencia ultraalta é aínda máis difícil e require unha maior estabilidade. En 2022, a potencia de 30.000 vatios empregarase a grande escala no corte por láser e actualmente hai equipos de 40.000 vatios en fase de exploración para aplicacións a pequena escala.

Na era dos láseres de fibra de quilovatios, as potencias inferiores a 6 kW pódense usar para cortar e soldar a maioría dos produtos metálicos comúns, como ascensores, coches, baños, utensilios de cociña, mobles e chasis, con grosores que non superan os 10 mm tanto para materiais en chapa como en tubos. A velocidade de corte dun láser de 10.000 vatios é o dobre que a dun láser de 6.000 vatios, e a velocidade de corte dun láser de 20.000 vatios é máis dun 60 % maior que a dun láser de 10.000 vatios. Tamén supera o límite de grosor e pode cortar aceiro ao carbono de máis de 50 mm, o que é raro en produtos industriais xerais. Entón, que pasa cos láseres de alta potencia de máis de 30.000 vatios?

Aplicación de láseres de alta potencia para mellorar a calidade da construción naval

En abril deste ano, o presidente francés Macron visitou a China, acompañado por empresas como Airbus, DaFei Shipping e o provedor francés de enerxía Électricité de France.

Airbus, o fabricante francés de avións, anunciou un acordo de compra a granel con China por 160 avións, cun valor total aproximado de 20.000 millóns de dólares. Tamén construirán unha segunda liña de produción en Tianjin. China Shipbuilding Group Corporation asinou un acordo de cooperación coa empresa francesa DaFei Shipping Group, que inclúe a construción de 16 buques portacontedores extragrandes de tipo 2, cun valor de máis de 21.000 millóns de yuans. O Grupo Xeral de Enerxía Nuclear de China e Électricité de France manteñen unha estreita cooperación, sendo a central nuclear de Taishan un exemplo clásico.

Os equipos láser de alta potencia que van dende os 30.000 ata os 50.000 vatios teñen capacidade de corte para chapas de aceiro de máis de 100 mm de grosor. A construción naval é unha industria que emprega amplamente chapas metálicas grosas, e os buques comerciais típicos teñen chapas de aceiro do casco cun grosor de máis de 25 mm e os grandes buques de carga incluso superan os 60 mm. Os grandes buques de guerra e os buques portacontedores extragrandes poden empregar aceiros especiais cun grosor de 100 mm. A soldadura láser ten velocidades máis rápidas, menos deformación por calor e retraballos, maior calidade de soldadura, menor consumo de material de recheo e unha calidade do produto significativamente mellorada. Coa aparición de láseres con decenas de miles de vatios de potencia, xa non existen limitacións no corte e soldadura por láser para a construción naval, o que abre un gran potencial para a súa substitución futura.

Os cruceiros de luxo foron considerados o cumio da industria da construción naval, tradicionalmente monopolizado por uns poucos estaleiros como o italiano Fincantieri e o alemán Meyer Werft. A tecnoloxía láser empregouse amplamente para o procesamento de materiais nas primeiras etapas da construción naval. Está previsto que o primeiro cruceiro de produción nacional da China sexa botado a finais de 2023. China Merchants Group tamén avanzou na construción dun centro de procesamento láser en Nantong Haitong para o seu proxecto de fabricación de cruceiros, que inclúe unha liña de produción de chapas finas de corte e soldadura por láser de alta potencia. Espérase que esta tendencia de aplicación penetre gradualmente nos buques comerciais civís. China ten a maior cantidade de pedidos de construción naval do mundo e o papel dos láseres no corte e soldadura de placas metálicas grosas seguirá crecendo.

Aplicación de láseres de máis de 10 kW na industria aeroespacial

Os sistemas de transporte aeroespacial inclúen principalmente foguetes e avións comerciais, sendo a redución de peso unha consideración clave. Isto impón novos requisitos para o corte e a soldadura de aliaxes de aluminio e titanio. A tecnoloxía láser é esencial para lograr procesos de soldadura e corte de alta precisión. A aparición de láseres de alta potencia de máis de 10 kW trouxo melloras completas ao campo aeroespacial en termos de calidade de corte, eficiencia de corte e intelixencia de alta integración. 

No proceso de fabricación da industria aeroespacial, hai moitos compoñentes que requiren corte e soldadura, incluíndo cámaras de combustión de motores, carcasas de motores, fuselaxes de aeronaves, paneis de ás traseiras, estruturas de panal e rotores principais de helicópteros. Estes compoñentes teñen requisitos extremadamente estritos para as interfaces de corte e soldadura.

Airbus leva moito tempo empregando tecnoloxía láser de alta potencia. Na fabricación do avión A340, todos os mamparos internos de aliaxe de aluminio soldanse con láser. Lográronse avances importantes na soldadura por láser de revestimentos e largueros da fuselaxe, que se implementou no Airbus A380. China realizou con éxito probas en voo do gran avión C919 de produción nacional e entregarao este ano. Tamén hai proxectos futuros como o desenvolvemento do C929. Pódese prever que os láseres terán un lugar na fabricación de avións comerciais no futuro.

A tecnoloxía láser pode axudar na construción segura de instalacións nucleares

A enerxía nuclear é unha nova forma de enerxía limpa, e os Estados Unidos e Francia contan coa tecnoloxía máis avanzada na construción de centrais nucleares. A enerxía nuclear representa aproximadamente o 70 % do subministro eléctrico de Francia e a China cooperou con Francia nas primeiras etapas das súas instalacións nucleares. A seguridade é o aspecto máis importante das instalacións de enerxía nuclear e hai moitos compoñentes metálicos con funcións de protección que requiren corte ou soldadura.

A tecnoloxía de soldadura MAG de seguimento intelixente por láser, desenvolvida de forma independente por China, aplicouse en masa na cúpula e no barril de revestimento de aceiro das unidades 7 e 8 da central nuclear de Tianwan. O primeiro robot de soldadura de mangas de penetración de grao nuclear está a ser preparado actualmente.

Seguindo a tendencia do desenvolvemento do láser, Teyu lanzou o CWFL-60000 de potencia ultra alta refrixerador láser de fibra

Teyu mantívose ao día coa tendencia do desenvolvemento láser e desenvolveu e produciu o refrixerador láser de fibra de ultra alta potencia CWFL-60000, que proporciona unha refrixeración estable para equipos láser de 60 kW. Cun sistema de control de temperatura dual e independente, é capaz de arrefriar tanto o cabezal láser de alta temperatura como unha fonte láser de baixa temperatura, proporcionando unha saída estable para o equipo láser e garantindo eficazmente o funcionamento rápido e eficiente das máquinas de corte láser de alta potencia. 

O avance na tecnoloxía láser deu lugar a un amplo mercado de equipos de procesamento láser. Só coas ferramentas axeitadas pódese manterse á vangarda na feroz competencia do mercado. Coa necesidade de transformación e mellora en aplicacións de alta gama como a aeroespacial, a construción naval e a enerxía nuclear, a demanda de procesamento de aceiro en chapas grosas está a aumentar, e os láseres de alta potencia axudarán ao desenvolvemento acelerado da industria. No futuro, os láseres de potencia ultraalta cunha potencia de máis de 30.000 vatios usaranse principalmente en campos da industria pesada como a enerxía eólica, a hidroeléctrica, a enerxía nuclear, a construción naval, a maquinaria mineira, a industria aeroespacial e a aviación.