მაღალი სიმძლავრის ლაზერების გამოყენება მაღალტექნოლოგიურ და მძიმე მრეწველობაში

ბოლო სამი წლის განმავლობაში, პანდემიის გამო, სამრეწველო ლაზერზე მოთხოვნის ზრდის ტემპი შენელდა. თუმცა, ლაზერული ტექნოლოგიის განვითარება არ შეჩერებულა. ბოჭკოვანი ლაზერების სფეროში თანმიმდევრულად გამოვიდა 60 კვტ და მეტი სიმძლავრის ულტრამაღალი სიმძლავრის ბოჭკოვანი ლაზერები, რამაც სამრეწველო ლაზერების სიმძლავრე ახალ დონეზე აიყვანოს.

რამდენად დიდი მოთხოვნაა 30,000 ვატზე მეტი სიმძლავრის ლაზერებზე?

მრავალრეჟიმიანი უწყვეტი ბოჭკოვანი ლაზერებისთვის, სიმძლავრის გაზრდა მოდულების დამატებით, როგორც ჩანს, შეთანხმებული გზაა. ბოლო რამდენიმე წლის განმავლობაში, სიმძლავრე ყოველწლიურად 10,000 ვატით გაიზარდა. თუმცა, ულტრამაღალი სიმძლავრის ლაზერების სამრეწველო ჭრისა და შედუღების რეალიზაცია კიდევ უფრო რთულია და უფრო მაღალ სტაბილურობას მოითხოვს. 2022 წელს ლაზერული ჭრისთვის ფართომასშტაბიანი მასშტაბით გამოყენებული იქნება 30 000 ვატი სიმძლავრე, ხოლო 40 000 ვატიანი აღჭურვილობა ამჟამად მცირე მასშტაბის გამოყენებისთვის კვლევის ეტაპზეა.

კილოვატ-ბოჭკოვანი ლაზერების ეპოქაში, 6 კვტ-ზე ნაკლები სიმძლავრის გამოყენება შესაძლებელია ყველაზე გავრცელებული ლითონის პროდუქტების, როგორიცაა ლიფტები, მანქანები, სააბაზანოები, სამზარეულოს ჭურჭელი, ავეჯი და შასი, ჭრისა და შედუღებისთვის, რომელთა სისქე როგორც ფურცლოვანი, ასევე მილისებრი მასალებისთვის არ აღემატება 10 მმ-ს. 10,000 ვატიანი ლაზერის ჭრის სიჩქარე ორჯერ აღემატება 6,000 ვატიან ლაზერს, ხოლო 20,000 ვატიანი ლაზერის ჭრის სიჩქარე 60%-ით მეტია 10,000 ვატიან ლაზერთან შედარებით. ის ასევე არღვევს სისქის ლიმიტს და შეუძლია ნახშირბადოვანი ფოლადის 50 მმ-ზე მეტი სისქეზე დაჭრა, რაც იშვიათია ზოგადი სამრეწველო პროდუქტებში. მაშ, რას იტყვით 30,000 ვატზე მეტი სიმძლავრის ლაზერებზე?

მაღალი სიმძლავრის ლაზერების გამოყენება გემთმშენებლობის ხარისხის გასაუმჯობესებლად

მიმდინარე წლის აპრილში, საფრანგეთის პრეზიდენტი მაკრონი ჩინეთს ეწვია, რომელსაც თან ახლდა ისეთი კომპანიები, როგორიცაა Airbus, DaFei Shipping და ფრანგული ელექტროენერგიის მიმწოდებელი Électricité de France.

ფრანგულმა თვითმფრინავების მწარმოებელმა კომპანია Airbus-მა ჩინეთთან 160 თვითმფრინავის საბითუმო შესყიდვის ხელშეკრულების დადების შესახებ განაცხადა, რომლის საერთო ღირებულება დაახლოებით 20 მილიარდი დოლარია. ისინი ასევე ტიანძინში მეორე საწარმოო ხაზს ააშენებენ. ჩინეთის გემთმშენებელმა ჯგუფმა ფრანგულ კომპანია DaFei Shipping Group-თან თანამშრომლობის ხელშეკრულება გააფორმა, რომელიც მე-2 ტიპის 16 ზედიზედ დიდი კონტეინერმზიდი გემის მშენებლობას მოიცავს, რომელთა ღირებულება 21 მილიარდ იუანს აჭარბებს. ჩინეთის გენერალურ ბირთვულ ენერგიის ჯგუფსა და Électricité de France-ს შორის მჭიდრო თანამშრომლობაა, რომლის კლასიკური მაგალითიც ტაიშანის ატომური ელექტროსადგურია.

30 000-დან 50 000 ვატამდე სიმძლავრის მაღალი სიმძლავრის ლაზერულ აღჭურვილობას შეუძლია 100 მმ-ზე მეტი სისქის ფოლადის ფირფიტების ჭრა. გემთმშენებლობა არის ინდუსტრია, რომელიც ფართოდ იყენებს სქელ ლითონის ფირფიტებს, ტიპურ კომერციულ გემებს აქვთ კორპუსის ფოლადის ფირფიტების სისქე 25 მმ-ზე მეტი, ხოლო დიდ სატვირთო გემებს - 60 მმ-ზე მეტი. დიდმა სამხედრო გემებმა და ზედიზედ დიდმა კონტეინერმატარებლებმა შეიძლება გამოიყენონ 100 მმ სისქის სპეციალური ფოლადები. ლაზერული შედუღება ხასიათდება უფრო მაღალი სიჩქარით, ნაკლები თერმული დეფორმაციითა და ხელახალი დამუშავებით, უფრო მაღალი შედუღების ხარისხით, შემავსებლის მასალის შემცირებული მოხმარებით და მნიშვნელოვნად გაუმჯობესებული პროდუქტის ხარისხით. ათიათასობით ვატის სიმძლავრის ლაზერების გაჩენით, გემთმშენებლობისთვის ლაზერული ჭრისა და შედუღების მხრივ შეზღუდვები აღარ არსებობს, რაც მომავალში მათი ჩანაცვლების დიდ პოტენციალს ქმნის.

ძვირადღირებული საკრუიზო გემები გემთმშენებლობის ინდუსტრიის მწვერვალად ითვლება, რომელიც ტრადიციულად რამდენიმე გემთმშენებელი ქარხნის მონოპოლიზებულია, როგორიცაა იტალიური Fincantieri და გერმანული Meyer Werft. ლაზერული ტექნოლოგია ფართოდ გამოიყენება მასალების დასამუშავებლად გემების მშენებლობის ადრეულ ეტაპზე. ჩინეთში პირველი ადგილობრივი წარმოების საკრუიზო გემის გაშვება 2023 წლის ბოლოსთვის იგეგმება. „ჩინეთის მერჩენტს ჯგუფმა“ ასევე დააწინაურა ლაზერული დამუშავების ცენტრის მშენებლობა ნანტონგ ჰაიტონგში მათი საკრუიზო გემების წარმოების პროექტისთვის, რომელიც მოიცავს მაღალი სიმძლავრის ლაზერული ჭრისა და შედუღების თხელი ფირფიტების წარმოების ხაზს. მოსალოდნელია, რომ გამოყენების ეს ტენდენცია თანდათანობით შეაღწიოს სამოქალაქო კომერციულ გემებშიც. ჩინეთს მსოფლიოში გემთმშენებლობის ყველაზე მეტი შეკვეთა აქვს და ლაზერების როლი სქელი ლითონის ფირფიტების ჭრასა და შედუღებაში კვლავ გაიზრდება.

10 კვტ+ სიმძლავრის ლაზერების გამოყენება აერონავტიკაში

კოსმოსური ტრანსპორტირების სისტემები ძირითადად მოიცავს რაკეტებსა და კომერციულ თვითმფრინავებს, სადაც წონის შემცირება მთავარი გასათვალისწინებელი ფაქტორია. ეს ალუმინის და ტიტანის შენადნობების ჭრისა და შედუღების ახალ მოთხოვნებს აწესებს. ლაზერული ტექნოლოგია აუცილებელია მაღალი სიზუსტის შედუღებისა და ჭრის აწყობის პროცესების მისაღწევად. 10 კვტ+ სიმძლავრის ლაზერების გაჩენამ აერონავტიკის სფეროს ყოვლისმომცველი განახლება მოუტანა ჭრის ხარისხის, ჭრის ეფექტურობისა და მაღალი ინტეგრაციის ინტელექტის თვალსაზრისით. 

აერონავტიკის ინდუსტრიის წარმოების პროცესში არსებობს მრავალი კომპონენტი, რომლებიც საჭიროებს ჭრას და შედუღებას, მათ შორის ძრავის წვის კამერები, ძრავის კორპუსები, თვითმფრინავის ჩარჩოები, კუდის ფრთების პანელები, თაფლისებრი სტრუქტურები და ვერტმფრენის მთავარი როტორები. ამ კომპონენტებს აქვთ უკიდურესად მკაცრი მოთხოვნები ჭრისა და შედუღების ინტერფეისებისთვის.

Airbus-ი დიდი ხანია იყენებს მაღალი სიმძლავრის ლაზერულ ტექნოლოგიას. A340 თვითმფრინავის წარმოებისას, ალუმინის შენადნობის ყველა შიდა ტიხარი შედუღებულია ლაზერების გამოყენებით. გარღვევა მოხდა ფიუზელაჟის გარსებისა და სტრინგერების ლაზერული შედუღების სფეროში, რომელიც Airbus A380-ზე დანერგეს. ჩინეთმა წარმატებით გამოსცადა ადგილობრივი წარმოების C919 დიდი ზომის თვითმფრინავი და მას წელს მიაწვდის. ასევე არსებობს სამომავლო პროექტები, როგორიცაა C929-ის შემუშავება. შეიძლება ვივარაუდოთ, რომ მომავალში ლაზერები კომერციული თვითმფრინავების წარმოებაშიც გამოიყენებენ.

ლაზერული ტექნოლოგია ხელს შეუწყობს ბირთვული ელექტროსადგურების უსაფრთხო მშენებლობას

ბირთვული ენერგია სუფთა ენერგიის ახალი ფორმაა და შეერთებულ შტატებსა და საფრანგეთს ბირთვული ელექტროსადგურების მშენებლობის ყველაზე მოწინავე ტექნოლოგიები აქვთ. ატომური ენერგია საფრანგეთის ელექტროენერგიის მიწოდების დაახლოებით 70%-ს შეადგენს და ჩინეთი საფრანგეთთან თანამშრომლობდა მისი ატომური ელექტროსადგურების ადრეულ ეტაპზე. უსაფრთხოება ატომური ელექტროსადგურების ყველაზე მნიშვნელოვანი ასპექტია და არსებობს მრავალი ლითონის კომპონენტი დამცავი ფუნქციებით, რომლებიც საჭიროებენ ჭრას ან შედუღებას.

ჩინეთის მიერ დამოუკიდებლად შემუშავებული ლაზერული ინტელექტუალური თვალთვალის MAG შედუღების ტექნოლოგია მასობრივად გამოიყენება ტიანვანის ატომური ელექტროსადგურის მე-7 და მე-8 ბლოკების ფოლადის ლაინერის გუმბათსა და ცილინდრში. ამჟამად მზადდება პირველი ბირთვული დონის შეღწევადობის ყდის შედუღების რობოტი.

ლაზერული განვითარების ტენდენციის შემდეგ, Teyu-მ გამოუშვა ულტრამაღალი სიმძლავრის CWFL-60000 მოდელი. ბოჭკოვანი ლაზერული გამაგრილებელი

Teyu-მ ლაზერების განვითარების ტენდენციებს ფეხი აუწყო და შეიმუშავა და გამოუშვა CWFL-60000 ულტრამაღალი სიმძლავრის ბოჭკოვანი ლაზერული გამაგრილებელი, რომელიც 60 კვტ სიმძლავრის ლაზერული აღჭურვილობის სტაბილურ გაგრილებას უზრუნველყოფს. ორმაგი დამოუკიდებელი ტემპერატურის კონტროლის სისტემით, მას შეუძლია გააგრილოს როგორც მაღალი ტემპერატურის ლაზერული თავი, ასევე დაბალი ტემპერატურის ლაზერული წყარო, რაც უზრუნველყოფს ლაზერული აღჭურვილობის სტაბილურ გამომავალ სიმძლავრეს და ეფექტურად უზრუნველყოფს მაღალი სიმძლავრის ლაზერული საჭრელი მანქანების სწრაფ და ეფექტურ მუშაობას. 

ლაზერული ტექნოლოგიის განვითარებამ ლაზერული დამუშავების აღჭურვილობის ფართო ბაზარი შექმნა. მხოლოდ სწორი ინსტრუმენტებით შეიძლება წინსვლა სასტიკ საბაზრო კონკურენციაში. მაღალი დონის აპლიკაციებში, როგორიცაა აერონავტიკა, გემთმშენებლობა და ბირთვული ენერგია, ტრანსფორმაციისა და განახლების საჭიროების გამო, იზრდება სქელი ფირფიტების ფოლადის დამუშავების მოთხოვნა და მაღალი სიმძლავრის ლაზერები ხელს შეუწყობს ინდუსტრიის დაჩქარებულ განვითარებას. მომავალში, ულტრამაღალი სიმძლავრის ლაზერები, რომელთა სიმძლავრე 30 000 ვატზე მეტი იქნება, ძირითადად გამოყენებული იქნება მძიმე მრეწველობის ისეთ სფეროებში, როგორიცაა ქარის ენერგია, ჰიდროენერგია, ატომური ენერგია, გემთმშენებლობა, სამთო დანადგარები, აერონავტიკა და ავიაცია.