उच्च तकनीक और भारी उद्योगों में उच्च शक्ति वाले लेज़रों का अनुप्रयोग

पिछले तीन वर्षों में, महामारी के कारण, औद्योगिक लेजर मांग की वृद्धि दर धीमी हो गई है। हालाँकि, लेज़र तकनीक का विकास रुका नहीं है। फाइबर लेजर के क्षेत्र में, 60 किलोवाट और उससे अधिक क्षमता वाले अल्ट्रा-हाई पावर फाइबर लेजर क्रमिक रूप से लॉन्च किए गए हैं, जिससे औद्योगिक लेजर की शक्ति दूसरे स्तर पर पहुंच गई है।

30,000 वाट से अधिक उच्च शक्ति वाले लेज़रों की कितनी मांग है?

बहु-मोड सतत फाइबर लेजर के लिए, मॉड्यूल जोड़कर शक्ति बढ़ाना एक सर्वमान्य तरीका प्रतीत होता है। पिछले कुछ वर्षों में बिजली की क्षमता में प्रति वर्ष 10,000 वाट की वृद्धि हुई है। हालाँकि, अल्ट्रा-हाई पावर लेज़रों के लिए औद्योगिक कटाई और वेल्डिंग का कार्यान्वयन और भी कठिन है और इसके लिए उच्च स्थिरता की आवश्यकता होती है। 2022 में, 30,000 वाट की शक्ति का उपयोग लेजर कटिंग में बड़े पैमाने पर किया जाएगा, और 40,000 वाट के उपकरण वर्तमान में छोटे पैमाने पर अनुप्रयोग के लिए अन्वेषण चरण में हैं।

किलोवाट फाइबर लेजर के युग में, 6 किलोवाट से कम शक्ति का उपयोग अधिकांश सामान्य धातु उत्पादों, जैसे कि लिफ्ट, कार, बाथरूम, रसोई के बर्तन, फर्नीचर और चेसिस, की कटाई और वेल्डिंग के लिए किया जा सकता है, जिसमें शीट और ट्यूब सामग्री दोनों के लिए मोटाई 10 मिमी से अधिक नहीं होनी चाहिए। 10,000-वाट लेजर की काटने की गति 6,000-वाट लेजर की काटने की गति से दोगुनी है, और 20,000-वाट लेजर की काटने की गति 10,000-वाट लेजर की तुलना में 60% अधिक है। यह मोटाई की सीमा को भी तोड़ता है और 50 मिमी से अधिक कार्बन स्टील को काट सकता है, जो सामान्य औद्योगिक उत्पादों में दुर्लभ है। तो फिर 30,000 वाट से अधिक की उच्च शक्ति वाली लेज़रों के बारे में आपका क्या विचार है?

जहाज निर्माण की गुणवत्ता में सुधार के लिए उच्च-शक्ति लेज़रों का अनुप्रयोग

इस वर्ष अप्रैल में, फ्रांसीसी राष्ट्रपति मैक्रोन ने एयरबस, दाफेई शिपिंग और फ्रांसीसी बिजली आपूर्तिकर्ता इलेक्ट्रिसिटी डी फ्रांस जैसी कंपनियों के साथ चीन का दौरा किया।

फ्रांसीसी विमान निर्माता कंपनी एयरबस ने चीन के साथ 160 विमानों की थोक खरीद समझौते की घोषणा की, जिसका कुल मूल्य लगभग 20 बिलियन डॉलर है। वे तियानजिन में दूसरी उत्पादन लाइन का भी निर्माण करेंगे। चाइना शिपबिल्डिंग ग्रुप कॉर्पोरेशन ने फ्रांसीसी कंपनी दाफेई शिपिंग ग्रुप के साथ एक सहयोग समझौते पर हस्ताक्षर किए, जिसमें टाइप 2 के 16 सुपर बड़े कंटेनर जहाजों का निर्माण शामिल है, जिसका मूल्य 21 अरब युआन से अधिक है। चाइना जनरल न्यूक्लियर पावर ग्रुप और इलेक्ट्रिसिटी डी फ्रांस के बीच घनिष्ठ सहयोग है, जिसका उत्कृष्ट उदाहरण ताइशान न्यूक्लियर पावर प्लांट है।

30,000 से 50,000 वाट तक के उच्च शक्ति वाले लेजर उपकरण में 100 मिमी से अधिक मोटी स्टील प्लेटों को काटने की क्षमता होती है। जहाज निर्माण एक ऐसा उद्योग है जिसमें मोटे धातु के प्लेटों का बड़े पैमाने पर उपयोग किया जाता है, सामान्य वाणिज्यिक जहाजों में 25 मिमी से अधिक मोटाई वाली स्टील प्लेटें होती हैं, तथा बड़े मालवाहक जहाजों में तो यह 60 मिमी से भी अधिक होती है। बड़े युद्धपोतों और अति विशाल कंटेनर जहाजों में 100 मिमी मोटाई वाले विशेष स्टील का उपयोग किया जा सकता है। लेजर वेल्डिंग में तेज गति, कम ताप विरूपण और पुनः कार्य, उच्च वेल्ड गुणवत्ता, कम भराव सामग्री खपत, और उत्पाद की गुणवत्ता में उल्लेखनीय सुधार होता है। हजारों वाट की शक्ति वाले लेजरों के उद्भव के साथ, जहाज निर्माण के लिए लेजर कटिंग और वेल्डिंग में अब कोई सीमाएं नहीं रह गई हैं, जिससे भविष्य में इनके प्रतिस्थापन की अपार संभावनाएं खुल गई हैं।

लक्जरी क्रूज जहाजों को जहाज निर्माण उद्योग का शिखर माना जाता है, जिन पर पारंपरिक रूप से इटली के फिनकैंटिएरी और जर्मनी के मेयर वेरफ़्ट जैसे कुछ शिपयार्डों का एकाधिकार है। जहाज निर्माण के प्रारंभिक चरणों में सामग्री प्रसंस्करण के लिए लेजर प्रौद्योगिकी का व्यापक रूप से उपयोग किया गया है। चीन का पहला घरेलू निर्मित क्रूज जहाज 2023 के अंत तक लॉन्च करने की योजना है। चाइना मर्चेंट्स ग्रुप ने अपने क्रूज जहाज निर्माण परियोजना के लिए नान्चॉन्ग हैतोंग में एक लेजर प्रसंस्करण केंद्र के निर्माण को भी आगे बढ़ाया है, जिसमें एक उच्च शक्ति वाली लेजर कटिंग और वेल्डिंग पतली प्लेट उत्पादन लाइन शामिल है। इस अनुप्रयोग प्रवृत्ति के धीरे-धीरे नागरिक वाणिज्यिक जहाजों में भी प्रवेश करने की उम्मीद है। चीन के पास दुनिया में सबसे अधिक जहाज निर्माण के ऑर्डर हैं, और मोटी धातु की प्लेटों को काटने और वेल्डिंग करने में लेज़रों की भूमिका बढ़ती रहेगी।

एयरोस्पेस में 10kW+ लेज़रों का अनुप्रयोग

एयरोस्पेस परिवहन प्रणालियों में मुख्य रूप से रॉकेट और वाणिज्यिक विमान शामिल हैं, जिनमें वजन कम करना एक प्रमुख विचार है। इससे एल्युमीनियम और टाइटेनियम मिश्रधातुओं की कटाई और वेल्डिंग के लिए नई आवश्यकताएं लागू हो गई हैं। उच्च परिशुद्धता वेल्डिंग और कटिंग असेंबली प्रक्रियाओं को प्राप्त करने के लिए लेजर प्रौद्योगिकी आवश्यक है। 10 किलोवाट से अधिक क्षमता वाले उच्च शक्ति वाले लेज़रों के उद्भव ने एयरोस्पेस क्षेत्र में कटाई की गुणवत्ता, कटाई दक्षता और उच्च एकीकरण बुद्धिमत्ता के संदर्भ में व्यापक उन्नयन लाया है। 

एयरोस्पेस उद्योग की विनिर्माण प्रक्रिया में, कई घटक हैं जिन्हें काटने और वेल्डिंग की आवश्यकता होती है, जिनमें इंजन दहन कक्ष, इंजन आवरण, विमान फ्रेम, टेल विंग पैनल, हनीकॉम्ब संरचनाएं और हेलीकॉप्टर मुख्य रोटर शामिल हैं। इन घटकों के लिए काटने और वेल्डिंग इंटरफेस की अत्यंत सख्त आवश्यकताएं हैं।

एयरबस लंबे समय से उच्च शक्ति वाली लेजर तकनीक का उपयोग कर रहा है। ए340 विमान के निर्माण में, सभी एल्यूमीनियम मिश्र धातु के आंतरिक बल्कहेड्स को लेजर का उपयोग करके वेल्ड किया जाता है। धड़ की खाल और स्ट्रिंगर्स की लेजर वेल्डिंग में अभूतपूर्व प्रगति हुई है, जिसे एयरबस ए380 पर लागू किया गया है। चीन ने घरेलू स्तर पर निर्मित C919 बड़े विमान का सफलतापूर्वक परीक्षण किया है और इस वर्ष इसकी आपूर्ति कर दी जाएगी। इसके अलावा भविष्य में C929 के विकास जैसी परियोजनाएं भी हैं। यह अनुमान लगाया जा सकता है कि भविष्य में वाणिज्यिक विमानों के निर्माण में लेज़रों का उपयोग किया जाएगा।

लेज़र तकनीक परमाणु ऊर्जा सुविधाओं के सुरक्षित निर्माण में सहायक हो सकती है

परमाणु ऊर्जा स्वच्छ ऊर्जा का एक नया रूप है, और संयुक्त राज्य अमेरिका और फ्रांस के पास परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के निर्माण में सबसे उन्नत तकनीक है। फ्रांस की विद्युत आपूर्ति में परमाणु ऊर्जा का योगदान लगभग 70% है, तथा चीन ने फ्रांस की परमाणु ऊर्जा सुविधाओं के प्रारंभिक चरण में उसके साथ सहयोग किया था। परमाणु ऊर्जा सुविधाओं में सुरक्षा सबसे महत्वपूर्ण पहलू है, तथा सुरक्षात्मक कार्यों वाले कई धातु घटक हैं, जिन्हें काटने या वेल्डिंग की आवश्यकता होती है।

चीन की स्वतंत्र रूप से विकसित लेजर इंटेलिजेंट ट्रैकिंग एमएजी वेल्डिंग प्रौद्योगिकी को तियानवान परमाणु ऊर्जा संयंत्र की इकाई 7 और 8 के स्टील लाइनर डोम और बैरल में बड़े पैमाने पर लागू किया गया है। पहला परमाणु-ग्रेड प्रवेश स्लीव वेल्डिंग रोबोट वर्तमान में तैयार किया जा रहा है।

लेजर विकास की प्रवृत्ति का अनुसरण करते हुए, तेयु ने CWFL-60000 अल्ट्राहाई पावर लॉन्च किया फाइबर लेजर चिलर

तेयु ने लेजर विकास की प्रवृत्ति को बनाए रखा है और CWFL-60000 अल्ट्राहाई पावर फाइबर लेजर चिलर का विकास और उत्पादन किया है, जो 60kW लेजर उपकरणों के लिए स्थिर शीतलन प्रदान करता है। दोहरी स्वतंत्र तापमान नियंत्रण प्रणाली के साथ, यह उच्च तापमान वाले लेजर हेड और निम्न तापमान वाले लेजर स्रोत दोनों को ठंडा करने में सक्षम है, जिससे लेजर उपकरणों के लिए एक स्थिर आउटपुट मिलता है और उच्च शक्ति वाले लेजर कटिंग मशीनों के तेज और कुशल संचालन की प्रभावी गारंटी मिलती है। 

लेजर प्रौद्योगिकी में हुई सफलता ने लेजर प्रसंस्करण उपकरणों के लिए एक व्यापक बाजार को जन्म दिया है। केवल सही उपकरणों के साथ ही कोई व्यक्ति भयंकर बाजार प्रतिस्पर्धा में आगे रह सकता है। एयरोस्पेस, जहाज निर्माण और परमाणु ऊर्जा जैसे उच्च-स्तरीय अनुप्रयोगों में परिवर्तन और उन्नयन की आवश्यकता के साथ, मोटी प्लेट स्टील प्रसंस्करण की मांग बढ़ रही है, और उच्च-शक्ति लेजर उद्योग के त्वरित विकास में सहायता करेंगे। भविष्य में, 30,000 वाट से अधिक की शक्ति वाले अल्ट्रा-हाई पावर लेजर का उपयोग मुख्य रूप से भारी उद्योग क्षेत्रों जैसे पवन ऊर्जा, जल विद्युत, परमाणु ऊर्जा, जहाज निर्माण, खनन मशीनरी, एयरोस्पेस और विमानन में किया जाएगा।