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 sorra 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 watttal nőtt. Az ipari vágás és hegesztés megvalósítása az ultra nagy teljesítményű lézerekkel azonban még nehezebb, és nagyobb stabilitást igényel. 2022-ben a 30 000 wattos teljesítményt nagymértékben fogják használni a lézervágásban, és jelenleg 40 000 wattos 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, 10 mm-t meg nem haladó vastagságban 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 vastagabb 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 160 repülőgépre vonatkozó tömeges beszerzési megállapodást kötött Kínával, összesen körülbelül 20 milliárd dollár értékben. 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 szorosan együttműködik, amire a Taishani Atomerőmű klasszikus példa.

A 30 000 és 50 000 watt közötti teljesítményű nagy teljesítményű lézerberendezések 100 mm-nél vastagabb acéllemezek vágására is képesek. A hajóépítés olyan iparág, amely széles körben használ vastag fémlemezeket, a tipikus kereskedelmi hajók hajótestének acéllemezei 25 mm-nél vastagabbak, a nagy teherhajók pedig akár 60 mm-t is meghaladnak. A nagy hadihajók és a szuper nagy konténerszállító hajók 100 mm vastagságú speciális acélokat is használhatnak. A lézerhegesztés nagyobb sebességet, kevesebb hődeformációt és utólagos megmunkálást, jobb hegesztési minőséget, csökkentett hozaganyag-fogyasztást és jelentősen javuló termékminőséget biztosít. A több tízezer watt teljesítményű lézerek megjelenésével már nincsenek korlátozások a hajóépítésben a lézervágás és -hegesztés terén, ami nagy lehetőségeket nyit a jövőbeli helyettesítők számára.

A luxus óceánjárókat a hajóépítő ipar csúcsának tekintik, hagyományosan néhány hajógyár, például az olasz Fincantieri és a német Meyer Werft monopolizálta őket. A lézertechnológiát széles körben alkalmazták az anyagmegmunkálásban a hajóépítés korai szakaszában. Kína első hazai gyártású óceánjárójának vízre bocsátását 2023 végére tervezik. A China Merchants Group egy lézermegmunkáló központ építését is előremozdította Nantong Haitongban óceánjárógyártási 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 legtöbb hajóépítési megrendeléssel a világon, 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 alkatrész van, amely vágást és hegesztést igényel, beleértve a hajtómű égéstereit, a hajtóműburkolatokat, a repülőgép vázszerkezeteit, a farokszárny paneleket, a méhsejtszerkezeteket és a helikopter főrotorjait. Ezeknek az alkatrészeknek rendkívül szigorú követelményeik vannak a vágási és hegesztési csatlakozásokkal szemben.

Az Airbus már régóta alkalmaz nagy teljesítményű lézertechnológiát. Az A340-es repülőgép gyártása során az összes alumíniumötvözetből készült belső válaszfalat lézerrel hegesztik. Áttörést értek el a törzsburkolatok és a merevítők lézerhegesztésében, amelyet az Airbus A380-on is alkalmaztak. Kína sikeresen tesztrepülést hajtott végre a hazai gyártású C919-es nagy repülőgéppel, és még idén leszállítja azt. 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 villamosenergia-ellátásának körülbelül 70%-át teszi ki, és Kína együttműködött Franciaországgal az atomerőművek korai szakaszában. A biztonság a legfontosabb szempont az atomerőműveknél, és számos fém alkatrész védőfunkcióval rendelkezik, amelyek vágását vagy hegesztését igénylik.

Kína függetlenül kifejlesztett lézeres intelligens követő MAG hegesztési technológiáját tömegesen alkalmazták a Tianwani Atomerőmű 7. és 8. blokkjának acél béléskupolájában és csövében. Jelenleg az első nukleáris minőségű penetrációs hüvelyhegesztő robot előkészületei folynak.

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

A Teyu lépést tartott a lézerfejlesztés trendjével, és kifejlesztette és legyártotta a CWFL-60000 ultra nagy teljesítményű szálaslézer-hűtőt, amely stabil hűtést biztosít a 60 kW-os lézerberendezések számára. A kettős, független hőmérséklet-szabályozó rendszerrel 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 lézermegmunkáló berendezések számára. Csak a megfelelő eszközökkel lehet lépést tartani a kiélezett piaci versenyben. A csúcskategóriás alkalmazások, például a repülőgépipar, a hajógyártás és az atomenergia iránti átalakulás és korszerűsítés iránti igény miatt egyre nagyobb az igény a vastag acéllemez-megmunkálásra, 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.