ഹൈടെക്, ഹെവി ഇൻഡസ്ട്രികളിൽ ഹൈ-പവർ ലേസറുകളുടെ പ്രയോഗം

കഴിഞ്ഞ മൂന്ന് വർഷമായി, പകർച്ചവ്യാധി കാരണം, വ്യാവസായിക ലേസർ ആവശ്യകതയുടെ വളർച്ചാ നിരക്ക് മന്ദഗതിയിലായി. എന്നിരുന്നാലും, ലേസർ സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ വികസനം നിലച്ചിട്ടില്ല. ഫൈബർ ലേസറുകളുടെ മേഖലയിൽ, 60kW ഉം അതിൽ കൂടുതലുമുള്ള അൾട്രാ-ഹൈ പവർ ഫൈബർ ലേസറുകൾ തുടർച്ചയായി പുറത്തിറക്കി, ഇത് വ്യാവസായിക ലേസറുകളുടെ ശക്തിയെ മറ്റൊരു തലത്തിലേക്ക് തള്ളിവിടുന്നു.

30,000 വാട്ടിന് മുകളിലുള്ള ഉയർന്ന പവർ ലേസറുകൾക്ക് എത്ര ഡിമാൻഡ് ഉണ്ട്?

മൾട്ടി-മോഡ് തുടർച്ചയായ ഫൈബർ ലേസറുകൾക്ക്, മൊഡ്യൂളുകൾ ചേർത്ത് പവർ വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നത് യോജിച്ച മാർഗമാണെന്ന് തോന്നുന്നു. കഴിഞ്ഞ കുറച്ച് വർഷങ്ങളായി, പവർ ഓരോ വർഷവും 10,000 വാട്ട് വർദ്ധിച്ചു. എന്നിരുന്നാലും, അൾട്രാ-ഹൈ പവർ ലേസറുകൾക്കായി വ്യാവസായിക കട്ടിംഗും വെൽഡിംഗും നടപ്പിലാക്കുന്നത് കൂടുതൽ ബുദ്ധിമുട്ടാണ്, ഉയർന്ന സ്ഥിരത ആവശ്യമാണ്. 2022 ൽ, ലേസർ കട്ടിംഗിൽ 30,000 വാട്ടിന്റെ പവർ വലിയ തോതിൽ ഉപയോഗിക്കും, കൂടാതെ ചെറുകിട ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കായി 40,000 വാട്ട് ഉപകരണങ്ങൾ നിലവിൽ പര്യവേക്ഷണ ഘട്ടത്തിലാണ്.

കിലോവാട്ട് ഫൈബർ ലേസറുകളുടെ കാലഘട്ടത്തിൽ, എലിവേറ്ററുകൾ, കാറുകൾ, കുളിമുറികൾ, അടുക്കള ഉപകരണങ്ങൾ, ഫർണിച്ചറുകൾ, ഷാസികൾ തുടങ്ങിയ ഏറ്റവും സാധാരണമായ ലോഹ ഉൽപ്പന്നങ്ങളുടെ കട്ടിംഗിനും വെൽഡിങ്ങിനും 6kW-ൽ താഴെയുള്ള പവറുകൾ ഉപയോഗിക്കാം, ഷീറ്റ്, ട്യൂബ് മെറ്റീരിയലുകൾ എന്നിവയ്ക്ക് 10mm-ൽ കൂടാത്ത കനം. 10,000-വാട്ട് ലേസറിന്റെ കട്ടിംഗ് വേഗത 6,000-വാട്ട് ലേസറിന്റെ ഇരട്ടിയാണ്, കൂടാതെ 20,000-വാട്ട് ലേസറിന്റെ കട്ടിംഗ് വേഗത 10,000-വാട്ട് ലേസറിനേക്കാൾ 60% കൂടുതലാണ്. ഇത് കനം പരിധി ലംഘിക്കുകയും പൊതു വ്യാവസായിക ഉൽപ്പന്നങ്ങളിൽ അപൂർവമായ കാർബൺ സ്റ്റീൽ 50mm-ൽ കൂടുതൽ മുറിക്കാൻ കഴിയും. അപ്പോൾ 30,000 വാട്ടിന് മുകളിലുള്ള ഉയർന്ന പവർ ലേസറുകളുടെ കാര്യമോ?

കപ്പൽ നിർമ്മാണ നിലവാരം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് ഉയർന്ന പവർ ലേസറുകളുടെ പ്രയോഗം.

ഈ വർഷം ഏപ്രിലിൽ, ഫ്രഞ്ച് പ്രസിഡന്റ് മാക്രോൺ ചൈന സന്ദർശിച്ചു, എയർബസ്, ഡാഫെയ് ഷിപ്പിംഗ്, ഫ്രഞ്ച് വൈദ്യുതി വിതരണക്കാരായ എലെക്ട്രിസിറ്റി ഡി ഫ്രാൻസ് തുടങ്ങിയ കമ്പനികൾ അദ്ദേഹത്തോടൊപ്പം ഉണ്ടായിരുന്നു.

ഫ്രഞ്ച് വിമാന നിർമ്മാതാക്കളായ എയർബസ്, ഏകദേശം 20 ബില്യൺ ഡോളർ മൂല്യമുള്ള 160 വിമാനങ്ങൾക്കായി ചൈനയുമായി മൊത്ത വാങ്ങൽ കരാർ പ്രഖ്യാപിച്ചു. ടിയാൻജിനിൽ അവർ രണ്ടാമത്തെ ഉൽ‌പാദന പാതയും നിർമ്മിക്കും. 21 ബില്യൺ യുവാനിൽ കൂടുതൽ മൂല്യമുള്ള ടൈപ്പ് 2 ന്റെ 16 സൂപ്പർ ലാർജ് കണ്ടെയ്നർ കപ്പലുകളുടെ നിർമ്മാണം ഉൾപ്പെടെ ഫ്രഞ്ച് കമ്പനിയായ ഡാഫെയ് ഷിപ്പിംഗ് ഗ്രൂപ്പുമായി ചൈന ഷിപ്പ് ബിൽഡിംഗ് ഗ്രൂപ്പ് കോർപ്പറേഷൻ ഒരു സഹകരണ കരാറിൽ ഒപ്പുവച്ചു. ചൈന ജനറൽ ന്യൂക്ലിയർ പവർ ഗ്രൂപ്പും ഇലക്ട്രിസിറ്റി ഡി ഫ്രാൻസും അടുത്ത സഹകരണത്തിലാണ്, തായ്‌ഷാൻ ന്യൂക്ലിയർ പവർ പ്ലാന്റ് ഒരു മികച്ച ഉദാഹരണമാണ്.

30,000 മുതൽ 50,000 വാട്ട് വരെയുള്ള ഉയർന്ന പവർ ലേസർ ഉപകരണങ്ങൾക്ക് 100 മില്ലിമീറ്ററിൽ കൂടുതൽ കട്ടിയുള്ള സ്റ്റീൽ പ്ലേറ്റുകൾ മുറിക്കാനുള്ള കഴിവുണ്ട്. കപ്പൽ നിർമ്മാണം എന്നത് കട്ടിയുള്ള ലോഹ പ്ലേറ്റുകൾ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു വ്യവസായമാണ്, സാധാരണ വാണിജ്യ കപ്പലുകളിൽ 25 മില്ലിമീറ്ററിൽ കൂടുതൽ കട്ടിയുള്ള ഹൾ സ്റ്റീൽ പ്ലേറ്റുകളും വലിയ ചരക്ക് കപ്പലുകളിൽ 60 മില്ലിമീറ്ററിൽ കൂടുതൽ പോലും ഉണ്ട്. വലിയ യുദ്ധക്കപ്പലുകളും സൂപ്പർ ലാർജ് കണ്ടെയ്നർ കപ്പലുകളും 100 മില്ലിമീറ്ററിൽ കൂടുതൽ കട്ടിയുള്ള സ്പെഷ്യാലിറ്റി സ്റ്റീലുകൾ ഉപയോഗിച്ചേക്കാം. ലേസർ വെൽഡിങ്ങിന് വേഗതയേറിയ വേഗത, കുറഞ്ഞ താപ രൂപഭേദം, പുനർനിർമ്മാണം, ഉയർന്ന വെൽഡിംഗ് ഗുണനിലവാരം, കുറഞ്ഞ ഫില്ലർ മെറ്റീരിയൽ ഉപഭോഗം, ഗണ്യമായി മെച്ചപ്പെട്ട ഉൽപ്പന്ന ഗുണനിലവാരം എന്നിവയുണ്ട്. പതിനായിരക്കണക്കിന് വാട്ട് പവർ ഉള്ള ലേസറുകളുടെ ആവിർഭാവത്തോടെ, കപ്പൽ നിർമ്മാണത്തിനായി ലേസർ കട്ടിംഗിലും വെൽഡിംഗിലും ഇനി പരിമിതികളില്ല, ഇത് ഭാവിയിൽ പകരം വയ്ക്കുന്നതിനുള്ള വലിയ സാധ്യതകൾ തുറക്കുന്നു.

ആഡംബര ക്രൂയിസ് കപ്പലുകളെ കപ്പൽ നിർമ്മാണ വ്യവസായത്തിന്റെ പരകോടിയായി കണക്കാക്കുന്നു, പരമ്പരാഗതമായി ഇറ്റലിയിലെ ഫിൻകാന്റിയേരി, ജർമ്മനിയിലെ മേയർ വെർഫ്റ്റ് തുടങ്ങിയ ചില കപ്പൽശാലകൾ ഇവയെ കുത്തകയാക്കുന്നു. കപ്പൽ നിർമ്മാണത്തിന്റെ പ്രാരംഭ ഘട്ടത്തിൽ മെറ്റീരിയൽ പ്രോസസ്സിംഗിനായി ലേസർ സാങ്കേതികവിദ്യ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിച്ചിരുന്നു. ചൈനയുടെ ആദ്യത്തെ ആഭ്യന്തരമായി നിർമ്മിച്ച ക്രൂയിസ് കപ്പൽ 2023 അവസാനത്തോടെ വിക്ഷേപിക്കാൻ പദ്ധതിയിട്ടിട്ടുണ്ട്. ഉയർന്ന പവർ ലേസർ കട്ടിംഗും നേർത്ത പ്ലേറ്റ് പ്രൊഡക്ഷൻ ലൈൻ വെൽഡിംഗും ഉൾപ്പെടുന്ന അവരുടെ ക്രൂയിസ് കപ്പൽ നിർമ്മാണ പദ്ധതിക്കായി നാൻടോങ് ഹൈറ്റോങ്ങിൽ ഒരു ലേസർ പ്രോസസ്സിംഗ് സെന്ററിന്റെ നിർമ്മാണവും ചൈന മർച്ചന്റ്സ് ഗ്രൂപ്പ് മുന്നോട്ട് കൊണ്ടുപോയി. ഈ ആപ്ലിക്കേഷൻ പ്രവണത ക്രമേണ സിവിലിയൻ വാണിജ്യ കപ്പലുകളിലേക്ക് കടക്കുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു. ലോകത്ത് ഏറ്റവും കൂടുതൽ കപ്പൽ നിർമ്മാണ ഓർഡറുകൾ ചൈനയ്ക്കാണ്, കട്ടിയുള്ള ലോഹ പ്ലേറ്റുകൾ മുറിക്കുന്നതിലും വെൽഡിംഗ് ചെയ്യുന്നതിലും ലേസറുകളുടെ പങ്ക് വളർന്നുകൊണ്ടിരിക്കും.

എയ്‌റോസ്‌പേസിൽ 10kW+ ലേസറുകളുടെ പ്രയോഗം

ബഹിരാകാശ ഗതാഗത സംവിധാനങ്ങളിൽ പ്രധാനമായും റോക്കറ്റുകളും വാണിജ്യ വിമാനങ്ങളും ഉൾപ്പെടുന്നു, ഭാരം കുറയ്ക്കൽ ഒരു പ്രധാന പരിഗണനയാണ്. അലുമിനിയം, ടൈറ്റാനിയം അലോയ്കൾ മുറിക്കുന്നതിനും വെൽഡിംഗ് ചെയ്യുന്നതിനും ഇത് പുതിയ ആവശ്യകതകൾ ചുമത്തുന്നു. ഉയർന്ന കൃത്യതയുള്ള വെൽഡിംഗ്, കട്ടിംഗ് അസംബ്ലി പ്രക്രിയകൾ കൈവരിക്കുന്നതിന് ലേസർ സാങ്കേതികവിദ്യ അത്യാവശ്യമാണ്. 10kW+ ഹൈ-പവർ ലേസറുകളുടെ ആവിർഭാവം കട്ടിംഗ് ഗുണനിലവാരം, കട്ടിംഗ് കാര്യക്ഷമത, ഉയർന്ന സംയോജന ബുദ്ധി എന്നിവയിൽ എയ്‌റോസ്‌പേസ് മേഖലയ്ക്ക് സമഗ്രമായ നവീകരണം കൊണ്ടുവന്നു.

എയ്‌റോസ്‌പേസ് വ്യവസായത്തിന്റെ നിർമ്മാണ പ്രക്രിയയിൽ, എഞ്ചിൻ ജ്വലന അറകൾ, എഞ്ചിൻ കേസിംഗുകൾ, വിമാന ഫ്രെയിമുകൾ, ടെയിൽ വിംഗ് പാനലുകൾ, ഹണികോമ്പ് ഘടനകൾ, ഹെലികോപ്റ്റർ മെയിൻ റോട്ടറുകൾ എന്നിവയുൾപ്പെടെ കട്ടിംഗും വെൽഡിംഗും ആവശ്യമുള്ള നിരവധി ഘടകങ്ങൾ ഉണ്ട്. ഇന്റർഫേസുകൾ മുറിക്കുന്നതിനും വെൽഡിംഗ് ചെയ്യുന്നതിനും ഈ ഘടകങ്ങൾക്ക് വളരെ കർശനമായ ആവശ്യകതകളുണ്ട്.

എയർബസ് വളരെക്കാലമായി ഉയർന്ന പവർ ലേസർ സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിച്ചുവരുന്നു. A340 വിമാനങ്ങളുടെ നിർമ്മാണത്തിൽ, എല്ലാ അലുമിനിയം അലോയ് ഇന്റേണൽ ബൾക്ക്ഹെഡുകളും ലേസർ ഉപയോഗിച്ചാണ് വെൽഡിംഗ് ചെയ്യുന്നത്. ഫ്യൂസ്ലേജ് സ്കിന്നുകളുടെയും സ്ട്രിംഗറുകളുടെയും ലേസർ വെൽഡിംഗിൽ മുന്നേറ്റം ഉണ്ടായിട്ടുണ്ട്, ഇത് എയർബസ് A380-ൽ നടപ്പിലാക്കിയിട്ടുണ്ട്. ആഭ്യന്തരമായി നിർമ്മിച്ച C919 വലിയ വിമാനം ചൈന വിജയകരമായി പരീക്ഷിച്ചുനോക്കി, ഈ വർഷം അത് വിതരണം ചെയ്യും. C929 ന്റെ വികസനം പോലുള്ള ഭാവി പദ്ധതികളും ഉണ്ട്. ഭാവിയിൽ വാണിജ്യ വിമാനങ്ങളുടെ നിർമ്മാണത്തിൽ ലേസറുകൾക്ക് ഒരു സ്ഥാനമുണ്ടാകുമെന്ന് മുൻകൂട്ടി കാണാൻ കഴിയും.

ആണവോർജ്ജ സൗകര്യങ്ങളുടെ സുരക്ഷിതമായ നിർമ്മാണത്തിന് ലേസർ സാങ്കേതികവിദ്യ സഹായിക്കും.

ആണവോർജ്ജം ശുദ്ധമായ ഊർജ്ജത്തിന്റെ ഒരു പുതിയ രൂപമാണ്, ആണവ നിലയങ്ങളുടെ നിർമ്മാണത്തിൽ ഏറ്റവും നൂതനമായ സാങ്കേതികവിദ്യ അമേരിക്കയ്ക്കും ഫ്രാൻസിനും ഉണ്ട്. ഫ്രാൻസിന്റെ വൈദ്യുതി വിതരണത്തിന്റെ ഏകദേശം 70% ആണവോർജ്ജമാണ്, കൂടാതെ ചൈന അതിന്റെ ആണവോർജ്ജ സൗകര്യങ്ങളുടെ പ്രാരംഭ ഘട്ടത്തിൽ ഫ്രാൻസുമായി സഹകരിച്ചു. സുരക്ഷയാണ് ആണവോർജ്ജ സൗകര്യങ്ങളുടെ ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട വശം, കൂടാതെ കട്ടിംഗ് അല്ലെങ്കിൽ വെൽഡിംഗ് ആവശ്യമായ സംരക്ഷണ പ്രവർത്തനങ്ങളുള്ള നിരവധി ലോഹ ഘടകങ്ങൾ ഉണ്ട്.

ടിയാൻവാൻ ആണവ നിലയത്തിലെ 7, 8 യൂണിറ്റുകളുടെ സ്റ്റീൽ ലൈനർ ഡോമിലും ബാരലിലും ചൈന സ്വതന്ത്രമായി വികസിപ്പിച്ചെടുത്ത ലേസർ ഇന്റലിജന്റ് ട്രാക്കിംഗ് MAG വെൽഡിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യ വൻതോതിൽ പ്രയോഗിച്ചു. ആദ്യത്തെ ന്യൂക്ലിയർ-ഗ്രേഡ് പെനട്രേഷൻ സ്ലീവ് വെൽഡിംഗ് റോബോട്ട് നിലവിൽ തയ്യാറാക്കിക്കൊണ്ടിരിക്കുകയാണ്.

ലേസർ വികസനത്തിന്റെ പ്രവണതയെ തുടർന്ന്, ടെയു CWFL-60000 അൾട്രാഹൈ പവർ ഫൈബർ ലേസർ ചില്ലർ പുറത്തിറക്കി.

ലേസർ വികസനത്തിന്റെ പ്രവണതയ്‌ക്കൊപ്പം ടെയു പ്രവർത്തിക്കുകയും 60kW ലേസർ ഉപകരണങ്ങൾക്ക് സ്ഥിരതയുള്ള തണുപ്പ് നൽകുന്ന CWFL-60000 അൾട്രാഹൈ പവർ ഫൈബർ ലേസർ ചില്ലർ വികസിപ്പിക്കുകയും നിർമ്മിക്കുകയും ചെയ്തു. ഒരു ഡ്യുവൽ ഇൻഡിപെൻഡന്റ് ടെമ്പറേച്ചർ കൺട്രോൾ സിസ്റ്റം ഉപയോഗിച്ച്, ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള ലേസർ ഹെഡും കുറഞ്ഞ താപനിലയുള്ള ലേസർ സ്രോതസ്സും തണുപ്പിക്കാൻ ഇതിന് കഴിയും, ലേസർ ഉപകരണങ്ങൾക്ക് സ്ഥിരതയുള്ള ഔട്ട്‌പുട്ട് നൽകുകയും ഉയർന്ന പവർ ലേസർ കട്ടിംഗ് മെഷീനുകളുടെ വേഗതയേറിയതും കാര്യക്ഷമവുമായ പ്രവർത്തനം ഫലപ്രദമായി ഉറപ്പുനൽകുകയും ചെയ്യുന്നു.

ലേസർ സാങ്കേതികവിദ്യയിലെ മുന്നേറ്റം ലേസർ പ്രോസസ്സിംഗ് ഉപകരണങ്ങൾക്ക് വിശാലമായ വിപണിക്ക് ജന്മം നൽകി. ശരിയായ ഉപകരണങ്ങൾ ഉണ്ടെങ്കിൽ മാത്രമേ കടുത്ത വിപണി മത്സരത്തിൽ മുന്നിൽ നിൽക്കാൻ കഴിയൂ. എയ്‌റോസ്‌പേസ്, കപ്പൽ നിർമ്മാണം, ആണവോർജ്ജം തുടങ്ങിയ ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ പരിവർത്തനത്തിന്റെയും അപ്‌ഗ്രേഡിന്റെയും ആവശ്യകതയോടെ, കട്ടിയുള്ള പ്ലേറ്റ് സ്റ്റീൽ പ്രോസസ്സിംഗിനുള്ള ആവശ്യം വർദ്ധിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുകയാണ്, കൂടാതെ ഉയർന്ന പവർ ലേസറുകൾ വ്യവസായത്തിന്റെ ത്വരിതഗതിയിലുള്ള വികസനത്തിന് സഹായിക്കും. ഭാവിയിൽ, 30,000 വാട്ടിൽ കൂടുതൽ പവർ ഉള്ള അൾട്രാ-ഹൈ പവർ ലേസറുകൾ പ്രധാനമായും കാറ്റ് ഊർജ്ജം, ജലവൈദ്യുതി, ആണവോർജ്ജം, കപ്പൽ നിർമ്മാണം, ഖനന യന്ത്രങ്ങൾ, എയ്‌റോസ്‌പേസ്, വ്യോമയാനം തുടങ്ങിയ കനത്ത വ്യവസായ മേഖലകളിലാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്.