Nagy teljesítményű lézerek alkalmazása a csúcstechnológiás és nehéziparban

Az elmúlt három évben a világjárvány miatt az ipari lézerek iránti kereslet növekedési üteme lelassult. A lézertechnológia fejlődése azonban nem állt meg. A szálas lézerek területén egymás után jelentek meg a 60 kW-os és nagyobb teljesítményű ultra nagy teljesítményű szálas lézerek, amelyek új szintre emelték az ipari lézerek teljesítményét.

Mekkora a kereslet a 30 000 watt feletti nagy teljesítményű lézerekre?

A többmódusú, folyamatos száloptikás lézerek esetében a teljesítmény modulok hozzáadásával történő növelése tűnik a megállapodott megoldásnak. Az elmúlt években a teljesítmény évente 10 000 wattal nőtt. Az ipari vágás és hegesztés megvalósítása ultra nagy teljesítményű lézerekkel azonban még nehezebb és nagyobb stabilitást igényel. 2022-ben 30 000 watt teljesítményt fognak nagymértékben felhasználni lézervágáshoz, és jelenleg 40 000 wattnyi berendezés van a kisméretű alkalmazások feltárási szakaszában.

A kilowattos szálas lézerek korában a 6 kW alatti teljesítményű lézerek a leggyakoribb fémtermékek, például liftek, autók, fürdőszobák, konyhai eszközök, bútorok és alvázak vágására és hegesztésére használhatók, a vastagságuk pedig nem haladhatja meg a 10 mm-t mind a lemezek, mind a csövek esetében. Egy 10 000 wattos lézer vágási sebessége kétszerese egy 6000 wattos lézerének, egy 20 000 wattos lézer vágási sebessége pedig több mint 60%-kal magasabb, mint egy 10 000 wattos lézeré. Emellett átlépi a vastagsági határt, és 50 mm-nél nagyobb szénacélt is képes vágni, ami ritka az általános ipari termékeknél. Mi a helyzet a 30 000 watt feletti nagy teljesítményű lézerekkel?

Nagy teljesítményű lézerek alkalmazása a hajóépítés minőségének javítására

Idén áprilisban Macron francia elnök Kínába látogatott olyan cégek kíséretében, mint az Airbus, a DaFei Shipping és a francia energiaszolgáltató, az Électricité de France.

Az Airbus, a francia repülőgépgyártó, bejelentette, hogy Kínával 160 repülőgépre vonatkozó tömeges beszerzési megállapodást kötött, amelynek teljes értéke körülbelül 20 milliárd dollár. Emellett egy második gyártósort is építenek Tiencsinben. A China Shipbuilding Group Corporation együttműködési megállapodást írt alá a francia DaFei Shipping Group vállalattal, amely magában foglalja 16 db 2-es típusú szuper nagyméretű konténerszállító hajó építését, több mint 21 milliárd jüan értékben. A China General Nuclear Power Group és az Électricité de France szoros együttműködést folytat, amire klasszikus példa a Taishani Atomerőmű.

A 30 000 és 50 000 watt közötti nagy teljesítményű lézerberendezések 100 mm-nél vastagabb acéllemezek vágására képesek. A hajóépítés egy olyan iparág, amely széles körben használ vastag fémlemezeket, a tipikus kereskedelmi hajók hajótestének acéllemez vastagsága meghaladja a 25 mm-t, a nagy teherhajóké pedig a 60 mm-t. A nagy hadihajók és a szuper nagy konténerszállító hajók 100 mm vastagságú speciális acélokat használhatnak. A lézerhegesztés nagyobb sebességgel, kevesebb hődeformációval és utómunkával, jobb hegesztési minőséggel, csökkentett hozaganyag-felhasználással és jelentősen jobb termékminőséggel rendelkezik. A több tízezer watt teljesítményű lézerek megjelenésével megszűntek a lézervágás és -hegesztés korlátai a hajóépítésben, ami nagy lehetőségeket nyit meg a jövőbeli helyettesítésre.

A luxus óceánjárókat a hajógyártás csúcsának tekintik, hagyományosan néhány hajógyár, például az olasz Fincantieri és a német Meyer Werft monopolizálta őket. A lézertechnológiát széles körben alkalmazták anyagmegmunkálásra a hajóépítés korai szakaszában. Kína első hazai gyártású óceánjáróját a tervek szerint 2023 végére bocsátják vízre. A China Merchants Group előrelépést tett egy lézermegmunkáló központ építésében is Nantong Haitongban a tengerjáró hajógyártási projektjükhöz, amely magában foglal egy nagy teljesítményű lézervágó és hegesztő vékonylemez-gyártósort. Ez az alkalmazási trend várhatóan fokozatosan elterjed a polgári kereskedelmi hajókon is. Kína rendelkezik a világon a legtöbb hajóépítési megrendeléssel, és a lézerek szerepe a vastag fémlemezek vágásában és hegesztésében továbbra is növekedni fog.

10 kW+ teljesítményű lézerek alkalmazása repülőgépiparban

A repülőgépipari szállítórendszerek elsősorban rakétákat és kereskedelmi repülőgépeket foglalnak magukban, ahol a súlycsökkentés kulcsfontosságú szempont. Ez új követelményeket támaszt az alumínium és titánötvözetek vágásával és hegesztésével szemben. A lézertechnológia elengedhetetlen a nagy pontosságú hegesztési és vágási összeszerelési folyamatok eléréséhez. A 10 kW+ nagy teljesítményű lézerek megjelenése átfogó fejlesztéseket hozott a repülőgépiparban a vágási minőség, a vágási hatékonyság és a magas integrációs intelligencia tekintetében. 

A repülőgépipar gyártási folyamatában számos olyan alkatrészt kell vágni és hegeszteni, amelyek például a motor égésterét, a motorburkolatokat, a repülőgép vázát, a farokszárny paneleket, a méhsejtszerkezetet és a helikopter főrotorjait. Ezeknek az alkatrészeknek rendkívül szigorú követelményeik vannak a vágási és hegesztési csatlakozásokkal szemben.

Az Airbus már régóta használ nagy teljesítményű lézertechnológiát. Az A340-es repülőgép gyártása során az összes alumíniumötvözetből készült belső válaszfalat lézerrel hegesztik. Áttörést értek el a törzsburkolatok és a hosszbordák lézerhegesztésében, amelyet az Airbus A380-ason vezettek be. Kína sikeresen tesztrepülést hajtott végre a hazai gyártású C919-es nagyméretű repülőgéppel, és még idén leszállítja. Vannak jövőbeli projektek is, mint például a C929 fejlesztése. Előre látható, hogy a lézereknek a jövőben helye lesz a kereskedelmi repülőgépek gyártásában.

A lézertechnológia segíthet az atomerőművek biztonságos építésében

Az atomenergia a tiszta energia egy új formája, és az Egyesült Államok és Franciaország rendelkezik a legfejlettebb technológiával az atomerőművek építésében. Az atomenergia Franciaország áramellátásának körülbelül 70%-át teszi ki, és Kína együttműködött Franciaországgal az atomerőművek korai szakaszában. A biztonság a legfontosabb szempont az atomerőműveknél, és számos fém alkatrész rendelkezik védőfunkcióval, amelyeket vágni vagy hegeszteni kell.

Kína függetlenül kifejlesztett lézeres intelligens követő MAG hegesztési technológiáját tömegesen alkalmazták a Tianwani Atomerőmű 7. és 8. blokkjának acél béléskupolájában és csövében. Az első nukleáris minőségű penetrációs hüvelyhegesztő robot jelenleg előkészítés alatt áll.

A lézerfejlesztés trendjét követve a Teyu piacra dobta a CWFL-60000 ultra nagy teljesítményű lézert. szálas lézeres hűtő

A Teyu lépést tartott a lézerfejlesztés trendjével, és kifejlesztette és legyártotta a CWFL-60000 ultra nagy teljesítményű szálas lézerhűtőt, amely stabil hűtést biztosít a 60 kW-os lézerberendezések számára. Kettős, független hőmérséklet-szabályozó rendszerének köszönhetően képes hűteni mind a magas hőmérsékletű lézerfejet, mind az alacsony hőmérsékletű lézerforrást, stabil kimenetet biztosítva a lézerberendezések számára, és hatékonyan garantálva a nagy teljesítményű lézervágó gépek gyors és hatékony működését. 

A lézertechnológia áttörése széles piacot teremtett a lézeres megmunkáló berendezések számára. Csak a megfelelő eszközökkel lehet az ember előnyben maradni a kiélezett piaci versenyben. A csúcskategóriás alkalmazások, például a repülőgépipar, a hajógyártás és az atomenergia átalakításának és korszerűsítésének szükségességével növekszik a vastag acéllemez-megmunkálás iránti kereslet, és a nagy teljesítményű lézerek elősegítik az iparág gyorsított fejlődését. A jövőben a 30 000 watt feletti teljesítményű ultra nagy teljesítményű lézereket főként a nehézipar olyan területein fogják használni, mint a szélenergia, a vízenergia, az atomenergia, a hajógyártás, a bányászati gépek, a repülőgépipar és a repülés.