Aplikasi Laser Daya Tinggi di Industri Teknologi Tinggi dan Berat

Dalam tiga tahun terakhir, karena pandemi, laju pertumbuhan permintaan laser industri telah melambat. Namun, pengembangan teknologi laser tidak berhenti. Di bidang laser serat, laser serat daya ultra tinggi 60 kW dan lebih telah diluncurkan secara berturut-turut, mendorong kekuatan laser industri ke tingkat berikutnya.

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

Untuk laser serat kontinu multi-mode, meningkatkan daya dengan menambahkan modul tampaknya menjadi cara yang disepakati. Dalam beberapa tahun terakhir, daya meningkat 10.000 watt setiap tahun. Namun, realisasi pemotongan dan pengelasan industri untuk laser daya ultra tinggi bahkan lebih sulit dan memerlukan stabilitas yang lebih tinggi. Pada tahun 2022, daya 30.000 watt akan digunakan dalam skala besar dalam pemotongan laser, dan peralatan 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 pemotongan dan pengelasan sebagian besar produk logam umum, seperti lift, mobil, kamar mandi, peralatan dapur, furnitur, dan sasis, dengan ketebalan tidak melebihi 10 mm untuk bahan lembaran dan tabung. Kecepatan pemotongan laser 10.000 watt dua kali lipat kecepatan pemotongan laser 6.000 watt, dan kecepatan pemotongan laser 20.000 watt lebih dari 60% lebih tinggi daripada kecepatan pemotongan laser 10.000 watt. Ia juga menembus batas ketebalan dan dapat memotong baja karbon lebih dari 50 mm, yang jarang ditemukan pada produk industri umum. Jadi 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 terbang Prancis, mengumumkan perjanjian pembelian massal dengan China untuk 160 pesawat, dengan nilai total 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 memiliki kerja sama yang erat, dengan Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir Taishan menjadi contoh klasik.

Peralatan laser berdaya tinggi mulai dari 30.000 hingga 50.000 watt memiliki kemampuan memotong pelat baja dengan ketebalan lebih dari 100 mm. Pembuatan kapal adalah industri yang secara luas menggunakan pelat logam tebal, dengan kapal komersial pada umumnya memiliki pelat baja lambung dengan ketebalan lebih dari 25 mm, dan 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, lebih sedikit deformasi dan pengerjaan ulang akibat panas, kualitas pengelasan yang lebih tinggi, konsumsi bahan pengisi yang lebih sedikit, dan kualitas produk yang ditingkatkan secara signifikan. Dengan munculnya laser dengan daya puluhan ribu watt, tidak ada lagi batasan dalam pemotongan dan pengelasan laser untuk pembuatan kapal, membuka potensi besar untuk substitusi di masa depan.

Kapal pesiar mewah 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 digunakan secara luas untuk pemrosesan material pada tahap awal pembangunan kapal. Kapal pesiar produksi dalam negeri pertama China 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 pemotongan dan pengelasan laser berdaya tinggi. Tren aplikasi ini diharapkan secara bertahap merambah kapal komersial sipil. China memiliki pesanan pembuatan kapal terbanyak di dunia, dan peran laser dalam pemotongan dan pengelasan pelat logam tebal akan terus tumbuh.

Penerapan laser 10kW+ di bidang kedirgantaraan

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

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

Airbus telah lama menggunakan teknologi laser berkekuatan tinggi. Dalam pembuatan pesawat A340, semua sekat internal paduan aluminium dilas menggunakan laser. Kemajuan terobosan telah dibuat dalam pengelasan laser pada kulit badan pesawat dan tali pengikat, yang telah diterapkan pada Airbus A380. China telah berhasil menguji terbang pesawat besar C919 yang diproduksi di dalam negeri dan akan mengirimkannya tahun ini. Ada juga proyek masa depan seperti pengembangan C929. Dapat diperkirakan bahwa laser akan memiliki tempat dalam pembuatan pesawat komersial di masa depan.

Teknologi laser dapat membantu pembangunan fasilitas tenaga nuklir yang aman

Tenaga nuklir adalah bentuk baru energi bersih, dan Amerika Serikat dan 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 fasilitas tenaga nuklirnya. Keselamatan merupakan aspek terpenting dari fasilitas tenaga nuklir, dan terdapat banyak komponen logam dengan fungsi perlindungan 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 tingkat nuklir pertama saat ini sedang dipersiapkan.

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

Teyu terus mengikuti tren pengembangan laser dan telah mengembangkan serta memproduksi pendingin laser serat daya ultra tinggi CWFL-60000, yang menyediakan pendinginan stabil untuk peralatan laser 60kW. Dengan sistem kontrol suhu independen ganda, ia mampu mendinginkan kepala laser suhu tinggi dan sumber laser suhu rendah, memberikan 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 melahirkan pasar yang luas untuk peralatan pemrosesan laser. Hanya dengan alat 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 meningkat, dan laser berdaya tinggi akan membantu percepatan pengembangan industri. Di masa depan, laser berdaya sangat 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.