Aplikasi Laser Daya Tinggi di Industri Teknologi Tinggi dan Berat

Dalam tiga tahun terakhir, akibat pandemi, laju pertumbuhan permintaan laser industri melambat. Namun, perkembangan teknologi laser tidak berhenti. Di bidang laser serat, laser serat berdaya ultra tinggi dengan daya 60 kW ke atas telah diluncurkan secara berturut-turut, mendorong daya laser industri ke tingkat yang lebih tinggi.

Berapa banyak permintaan untuk laser daya tinggi di atas 30.000 watt?

Untuk laser serat kontinu multi-mode, peningkatan daya dengan menambahkan modul tampaknya merupakan cara yang disepakati. Dalam beberapa tahun terakhir, daya telah meningkat sebesar 10.000 watt setiap tahun. Namun, realisasi pemotongan dan pengelasan industri untuk laser daya ultra-tinggi bahkan lebih sulit dan membutuhkan stabilitas yang lebih tinggi. Pada tahun 2022, daya 30.000 watt akan digunakan dalam skala besar untuk pemotongan laser, dan peralatan berkapasitas 40.000 watt saat ini sedang dalam tahap eksplorasi untuk aplikasi skala kecil.

Di era laser serat kilowatt, daya di bawah 6 kW dapat digunakan untuk memotong dan mengelas sebagian besar produk logam umum, seperti lift, mobil, kamar mandi, peralatan dapur, furnitur, dan sasis, dengan ketebalan tidak melebihi 10 mm, baik untuk material lembaran maupun tabung. Kecepatan potong laser 10.000 watt dua kali lipat kecepatan potong laser 6.000 watt, dan kecepatan potong laser 20.000 watt lebih dari 60% lebih tinggi daripada laser 10.000 watt. Laser ini juga melampaui batas ketebalan dan dapat memotong baja karbon di atas 50 mm, yang jarang ditemukan pada produk industri umum. Lalu bagaimana dengan laser berdaya tinggi di atas 30.000 watt?

Penerapan laser berdaya tinggi untuk meningkatkan kualitas pembuatan kapal

Pada bulan April tahun ini, Presiden Prancis Macron mengunjungi China, didampingi oleh perusahaan-perusahaan seperti Airbus, DaFei Shipping, dan pemasok listrik Prancis Électricité de France.

Airbus, produsen pesawat Prancis, mengumumkan perjanjian pembelian massal dengan Tiongkok untuk 160 pesawat, dengan total nilai sekitar $20 miliar. Mereka juga akan membangun lini produksi kedua di Tianjin. China Shipbuilding Group Corporation menandatangani perjanjian kerja sama dengan perusahaan Prancis DaFei Shipping Group, termasuk pembangunan 16 kapal kontainer super besar Tipe 2, dengan nilai lebih dari 21 miliar yuan. China General Nuclear Power Group dan Électricité de France telah menjalin kerja sama yang erat, dengan Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir Taishan sebagai contoh klasik.

Peralatan laser berdaya tinggi, berkisar antara 30.000 hingga 50.000 watt, memiliki kemampuan pemotongan pelat baja dengan ketebalan lebih dari 100 mm. Pembuatan kapal merupakan industri yang banyak menggunakan pelat logam tebal. Kapal komersial umumnya menggunakan pelat baja lambung dengan ketebalan lebih dari 25 mm, sementara kapal kargo besar bahkan melebihi 60 mm. Kapal perang besar dan kapal kontainer super besar dapat menggunakan baja khusus dengan ketebalan 100 mm. Pengelasan laser memiliki kecepatan yang lebih tinggi, deformasi dan pengerjaan ulang akibat panas yang lebih sedikit, kualitas las yang lebih tinggi, konsumsi bahan pengisi yang lebih rendah, dan kualitas produk yang jauh lebih baik. Dengan munculnya laser berdaya puluhan ribu watt, pemotongan dan pengelasan laser untuk pembuatan kapal kini tidak lagi terbatas, membuka potensi besar untuk substitusi di masa mendatang.

Kapal pesiar mewah telah dianggap sebagai puncak industri pembuatan kapal, yang secara tradisional dimonopoli oleh beberapa galangan kapal seperti Fincantieri di Italia dan Meyer Werft di Jerman. Teknologi laser telah banyak digunakan untuk pemrosesan material pada tahap awal pembangunan kapal. Kapal pesiar produksi dalam negeri pertama Tiongkok direncanakan akan diluncurkan pada akhir tahun 2023. China Merchants Group juga telah memajukan pembangunan pusat pemrosesan laser di Nantong Haitong untuk proyek manufaktur kapal pesiar mereka, yang mencakup lini produksi pelat tipis dengan pemotongan dan pengelasan laser berdaya tinggi. Tren aplikasi ini diperkirakan akan secara bertahap merambah kapal komersial sipil. Tiongkok memiliki pesanan pembuatan kapal terbanyak di dunia, dan peran laser dalam pemotongan dan pengelasan pelat logam tebal akan terus berkembang.

Penerapan laser 10kW+ di bidang kedirgantaraan

Sistem transportasi kedirgantaraan terutama mencakup roket dan pesawat komersial, dengan pengurangan bobot sebagai pertimbangan utama. Hal ini menuntut persyaratan baru untuk pemotongan dan pengelasan paduan aluminium dan titanium. Teknologi laser sangat penting untuk mencapai proses pengelasan dan perakitan pemotongan presisi tinggi. Kemunculan laser berdaya tinggi 10 kW+ telah membawa peningkatan komprehensif di bidang kedirgantaraan dalam hal kualitas pemotongan, efisiensi pemotongan, dan kecerdasan integrasi tinggi.

Dalam proses manufaktur industri kedirgantaraan, terdapat banyak komponen yang memerlukan pemotongan dan pengelasan, termasuk ruang bakar mesin, casing mesin, rangka pesawat, panel sayap ekor, struktur sarang lebah, dan rotor utama helikopter. Komponen-komponen ini memiliki persyaratan yang sangat ketat untuk antarmuka pemotongan dan pengelasan.

Airbus telah lama menggunakan teknologi laser berdaya tinggi. Dalam pembuatan pesawat A340, semua sekat internal berbahan paduan aluminium dilas menggunakan laser. Kemajuan pesat telah dicapai dalam pengelasan laser pada kulit dan stringer badan pesawat, yang telah diterapkan pada Airbus A380. Tiongkok telah berhasil menguji terbang pesawat besar C919 produksi dalam negeri dan akan mengirimkannya tahun ini. Terdapat juga proyek-proyek mendatang seperti pengembangan C929. Laser diperkirakan akan berperan dalam pembuatan pesawat komersial di masa mendatang.

Teknologi laser dapat membantu pembangunan fasilitas tenaga nuklir yang aman

Tenaga nuklir adalah bentuk baru energi bersih, dan Amerika Serikat serta Prancis memiliki teknologi tercanggih dalam pembangunan pembangkit listrik tenaga nuklir. Tenaga nuklir menyumbang sekitar 70% pasokan listrik Prancis, dan Tiongkok bekerja sama dengan Prancis pada tahap awal pembangunan fasilitas tenaga nuklirnya. Keselamatan merupakan aspek terpenting dari fasilitas tenaga nuklir, dan terdapat banyak komponen logam dengan fungsi pelindung yang memerlukan pemotongan atau pengelasan.

Teknologi pengelasan MAG pelacakan cerdas laser yang dikembangkan secara independen oleh Tiongkok telah diterapkan secara massal pada kubah dan laras baja Unit 7 dan 8 di Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir Tianwan. Robot pengelasan selongsong penetrasi kelas nuklir pertama saat ini sedang dipersiapkan.

Mengikuti tren pengembangan laser, Teyu meluncurkan pendingin laser serat daya ultra tinggi CWFL-60000.

Teyu terus mengikuti tren perkembangan laser dan telah mengembangkan serta memproduksi pendingin laser serat berdaya ultra tinggi CWFL-60000, yang menyediakan pendinginan stabil untuk peralatan laser 60 kW. Dengan sistem kontrol suhu ganda yang independen, pendingin ini mampu mendinginkan kepala laser bersuhu tinggi dan sumber laser bersuhu rendah, menghasilkan output yang stabil untuk peralatan laser dan secara efektif menjamin pengoperasian mesin pemotong laser berdaya tinggi yang cepat dan efisien.

Terobosan dalam teknologi laser telah menciptakan pasar yang luas untuk peralatan pemrosesan laser. Hanya dengan peralatan yang tepat, seseorang dapat tetap unggul dalam persaingan pasar yang ketat. Dengan kebutuhan transformasi dan peningkatan dalam aplikasi kelas atas seperti kedirgantaraan, pembuatan kapal, dan tenaga nuklir, permintaan untuk pemrosesan baja pelat tebal pun meningkat, dan laser berdaya tinggi akan membantu percepatan perkembangan industri ini. Di masa depan, laser berdaya ultra tinggi dengan daya lebih dari 30.000 watt akan banyak digunakan di bidang industri berat seperti tenaga angin, tenaga air, tenaga nuklir, pembuatan kapal, mesin pertambangan, kedirgantaraan, dan penerbangan.