हाय-टेक आणि हेवी इंडस्ट्रीजमध्ये हाय-पॉवर लेसरचा वापर

गेल्या तीन वर्षांत, साथीच्या आजारामुळे, औद्योगिक लेसर मागणीचा वाढीचा दर मंदावला आहे. तथापि, लेसर तंत्रज्ञानाचा विकास थांबलेला नाही. फायबर लेसरच्या क्षेत्रात, ६० किलोवॅट आणि त्याहून अधिक क्षमतेचे अल्ट्रा-हाय पॉवर फायबर लेसर सलग लाँच केले गेले आहेत, ज्यामुळे औद्योगिक लेसरची शक्ती आणखी एका पातळीवर पोहोचली आहे.

३०,००० वॅट्सपेक्षा जास्त क्षमतेच्या लेसरची मागणी किती आहे?

मल्टी-मोड कंटिन्युअस फायबर लेसरसाठी, मॉड्यूल जोडून पॉवर वाढवणे हा एकमताने स्वीकारलेला मार्ग असल्याचे दिसते. गेल्या काही वर्षांत, दरवर्षी वीज १०,००० वॅट्सने वाढली आहे. तथापि, अल्ट्रा-हाय पॉवर लेसरसाठी औद्योगिक कटिंग आणि वेल्डिंगची अंमलबजावणी आणखी कठीण आहे आणि त्यासाठी उच्च स्थिरता आवश्यक आहे. २०२२ मध्ये, लेसर कटिंगमध्ये मोठ्या प्रमाणात ३०,००० वॅट्सची शक्ती वापरली जाईल आणि ४०,००० वॅट्सची उपकरणे सध्या लहान प्रमाणात वापरण्यासाठी शोध टप्प्यात आहेत.

किलोवॅट फायबर लेसरच्या युगात, लिफ्ट, कार, बाथरूम, स्वयंपाकघरातील वस्तू, फर्निचर आणि चेसिस यासारख्या सामान्य धातू उत्पादनांच्या कटिंग आणि वेल्डिंगसाठी 6kW पेक्षा कमी पॉवरचा वापर केला जाऊ शकतो, ज्याची जाडी शीट आणि ट्यूब दोन्ही सामग्रीसाठी 10 मिमी पेक्षा जास्त नसते. १०,०००-वॅट लेसरचा कटिंग स्पीड ६,०००-वॅट लेसरच्या दुप्पट आहे आणि २०,०००-वॅट लेसरचा कटिंग स्पीड १०,०००-वॅट लेसरच्या तुलनेत ६०% पेक्षा जास्त आहे. ते जाडीची मर्यादा देखील तोडते आणि ५० मिमी पेक्षा जास्त कार्बन स्टील कापू शकते, जे सामान्य औद्योगिक उत्पादनांमध्ये दुर्मिळ आहे. तर ३०,००० वॅट्सपेक्षा जास्त क्षमतेच्या लेसरबद्दल काय?

जहाज बांधणीची गुणवत्ता सुधारण्यासाठी उच्च-शक्तीच्या लेसरचा वापर

या वर्षी एप्रिलमध्ये, फ्रेंच राष्ट्राध्यक्ष मॅक्रॉन यांनी चीनला भेट दिली, त्यांच्यासोबत एअरबस, डाफेई शिपिंग आणि फ्रेंच वीज पुरवठादार Électricité de France सारख्या कंपन्या होत्या.

फ्रेंच विमान उत्पादक कंपनी एअरबसने चीनसोबत १६० विमानांसाठी मोठ्या प्रमाणात खरेदी कराराची घोषणा केली, ज्याची एकूण किंमत अंदाजे २० अब्ज डॉलर्स आहे. ते तियानजिनमध्ये दुसरी उत्पादन लाइन देखील बांधणार आहेत. चायना शिपबिल्डिंग ग्रुप कॉर्पोरेशनने फ्रेंच कंपनी डाफेई शिपिंग ग्रुपसोबत सहकार्य करार केला, ज्यामध्ये २१ अब्ज युआनपेक्षा जास्त किमतीच्या १६ सुपर लार्ज कंटेनर जहाजांच्या बांधकामाचा समावेश आहे. चायना जनरल न्यूक्लियर पॉवर ग्रुप आणि इलेक्ट्रिसिटी डी फ्रान्स यांच्यात घनिष्ठ सहकार्य आहे, ज्यामध्ये तैशान न्यूक्लियर पॉवर प्लांट हे त्याचे उत्कृष्ट उदाहरण आहे.

३०,००० ते ५०,००० वॅट्स पर्यंतच्या उच्च-शक्तीच्या लेसर उपकरणांमध्ये १०० मिमी पेक्षा जास्त जाडीच्या स्टील प्लेट्ससाठी कटिंग क्षमता असते. जहाजबांधणी हा एक उद्योग आहे जो जाड धातूच्या प्लेट्सचा मोठ्या प्रमाणात वापर करतो, सामान्य व्यावसायिक जहाजांमध्ये २५ मिमी पेक्षा जास्त जाडी असलेल्या हल स्टील प्लेट्स असतात आणि मोठ्या मालवाहू जहाजांमध्ये ६० मिमी पेक्षा जास्त जाडी असते. मोठ्या युद्धनौका आणि मोठ्या कंटेनर जहाजांमध्ये १०० मिमी जाडी असलेल्या विशेष स्टीलचा वापर केला जाऊ शकतो. लेसर वेल्डिंगमध्ये वेगवान गती, कमी उष्णता विकृतीकरण आणि पुनर्रचना, उच्च वेल्ड गुणवत्ता, कमी फिलर मटेरियल वापर आणि लक्षणीयरीत्या सुधारित उत्पादन गुणवत्ता असते. हजारो वॅट्स क्षमतेच्या लेसरच्या उदयासह, जहाज बांधणीसाठी लेसर कटिंग आणि वेल्डिंगमध्ये आता मर्यादा नाहीत, ज्यामुळे भविष्यातील पर्यायांसाठी मोठी शक्यता निर्माण झाली आहे.

लक्झरी क्रूझ जहाजे जहाजबांधणी उद्योगाचे शिखर मानले जातात, पारंपारिकपणे इटलीच्या फिनकँटेरी आणि जर्मनीच्या मेयर वर्फ्ट सारख्या काही शिपयार्ड्सची मक्तेदारी असते. जहाज बांधणीच्या सुरुवातीच्या टप्प्यात साहित्य प्रक्रियेसाठी लेसर तंत्रज्ञानाचा मोठ्या प्रमाणात वापर केला गेला आहे. चीनचे पहिले देशांतर्गत उत्पादित क्रूझ जहाज २०२३ च्या अखेरीस लाँच करण्याचे नियोजन आहे. चायना मर्चंट्स ग्रुपने त्यांच्या क्रूझ जहाज उत्पादन प्रकल्पासाठी नानतोंग हैतोंगमध्ये लेसर प्रक्रिया केंद्राचे बांधकाम देखील पुढे नेले आहे, ज्यामध्ये उच्च-शक्तीचे लेसर कटिंग आणि वेल्डिंग पातळ प्लेट उत्पादन लाइन समाविष्ट आहे. हा अनुप्रयोग ट्रेंड हळूहळू नागरी व्यावसायिक जहाजांमध्ये प्रवेश करेल अशी अपेक्षा आहे. जगात सर्वाधिक जहाजबांधणी ऑर्डर चीनकडे आहेत आणि जाड धातूच्या प्लेट्स कापण्यात आणि वेल्डिंगमध्ये लेसरची भूमिका वाढतच जाईल.

अवकाशात १० किलोवॅट+ लेसरचा वापर

एरोस्पेस वाहतूक प्रणालींमध्ये प्रामुख्याने रॉकेट आणि व्यावसायिक विमानांचा समावेश असतो, ज्यामध्ये वजन कमी करणे हा एक महत्त्वाचा विचार आहे. यामुळे अॅल्युमिनियम आणि टायटॅनियम मिश्र धातु कापण्यासाठी आणि वेल्डिंगसाठी नवीन आवश्यकता लागू होतात. उच्च-परिशुद्धता वेल्डिंग आणि कटिंग असेंब्ली प्रक्रिया साध्य करण्यासाठी लेसर तंत्रज्ञान आवश्यक आहे. १० किलोवॅट+ हाय-पॉवर लेसरच्या उदयामुळे कटिंग गुणवत्ता, कटिंग कार्यक्षमता आणि उच्च-एकात्मता बुद्धिमत्तेच्या बाबतीत एरोस्पेस क्षेत्रात व्यापक सुधारणा झाल्या आहेत. 

एरोस्पेस उद्योगाच्या उत्पादन प्रक्रियेत, इंजिन ज्वलन कक्ष, इंजिन केसिंग, विमानाच्या फ्रेम्स, टेल विंग पॅनेल, हनीकॉम्ब स्ट्रक्चर्स आणि हेलिकॉप्टर मुख्य रोटर्ससह अनेक घटकांना कटिंग आणि वेल्डिंगची आवश्यकता असते. या घटकांना कटिंग आणि वेल्डिंग इंटरफेससाठी अत्यंत कठोर आवश्यकता आहेत.

एअरबस बऱ्याच काळापासून उच्च-शक्तीचे लेसर तंत्रज्ञान वापरत आहे. A340 विमानाच्या निर्मितीमध्ये, सर्व अॅल्युमिनियम मिश्र धातुच्या अंतर्गत बल्कहेड्सना लेसर वापरून वेल्डिंग केले जाते. एअरबस ए३८० वर लागू केलेल्या फ्यूजलेज स्किन आणि स्ट्रिंगर्सच्या लेसर वेल्डिंगमध्ये महत्त्वपूर्ण प्रगती झाली आहे. चीनने देशांतर्गत उत्पादित C919 मोठ्या विमानाची यशस्वी चाचणी घेतली आहे आणि या वर्षी ते वितरित करेल. C929 च्या विकासासारखे भविष्यातील प्रकल्प देखील आहेत. भविष्यात व्यावसायिक विमानांच्या निर्मितीमध्ये लेसरचे स्थान असेल असा अंदाज बांधता येतो.

लेसर तंत्रज्ञान अणुऊर्जा सुविधांच्या सुरक्षित बांधकामात मदत करू शकते.

अणुऊर्जा ही स्वच्छ ऊर्जेचा एक नवीन प्रकार आहे आणि अमेरिका आणि फ्रान्सकडे अणुऊर्जा प्रकल्पांच्या बांधकामात सर्वात प्रगत तंत्रज्ञान आहे. फ्रान्सच्या वीज पुरवठ्यापैकी अंदाजे ७०% अणुऊर्जेचा वाटा आहे आणि चीनने त्याच्या अणुऊर्जा सुविधांच्या सुरुवातीच्या टप्प्यात फ्रान्सला सहकार्य केले. अणुऊर्जा सुविधांमध्ये सुरक्षितता हा सर्वात महत्त्वाचा पैलू आहे आणि संरक्षणात्मक कार्ये असलेले अनेक धातूचे घटक आहेत ज्यांना कटिंग किंवा वेल्डिंगची आवश्यकता असते.

तियानवान अणुऊर्जा प्रकल्पातील युनिट ७ आणि ८ च्या स्टील लाइनर डोम आणि बॅरलमध्ये चीनच्या स्वतंत्रपणे विकसित लेसर इंटेलिजेंट ट्रॅकिंग MAG वेल्डिंग तंत्रज्ञानाचा मोठ्या प्रमाणात वापर करण्यात आला आहे. पहिला न्यूक्लियर-ग्रेड पेनिट्रेशन स्लीव्ह वेल्डिंग रोबोट सध्या तयार केला जात आहे.

लेसर डेव्हलपमेंटच्या ट्रेंडला अनुसरून, तेयूने CWFL-60000 अल्ट्राहाय पॉवर लाँच केले फायबर लेसर चिलर

तेयूने लेसर डेव्हलपमेंटच्या ट्रेंडशी जुळवून घेतले आहे आणि CWFL-60000 अल्ट्राहाय पॉवर फायबर लेसर चिलर विकसित आणि तयार केले आहे, जे 60kW लेसर उपकरणांसाठी स्थिर शीतकरण प्रदान करते. दुहेरी स्वतंत्र तापमान नियंत्रण प्रणालीसह, ते उच्च-तापमान लेसर हेड आणि कमी-तापमान लेसर स्त्रोत दोन्ही थंड करण्यास सक्षम आहे, लेसर उपकरणांसाठी स्थिर आउटपुट प्रदान करते आणि उच्च-शक्ती लेसर कटिंग मशीनच्या जलद आणि कार्यक्षम ऑपरेशनची प्रभावीपणे हमी देते. 

लेसर तंत्रज्ञानातील प्रगतीमुळे लेसर प्रक्रिया उपकरणांसाठी विस्तृत बाजारपेठ निर्माण झाली आहे. बाजारपेठेच्या तीव्र स्पर्धेत योग्य साधनांनीच पुढे राहता येते. एरोस्पेस, जहाजबांधणी आणि अणुऊर्जा यासारख्या उच्च-स्तरीय अनुप्रयोगांमध्ये परिवर्तन आणि अपग्रेडिंगची गरज असल्याने, जाड प्लेट स्टील प्रक्रियेची मागणी वाढत आहे आणि उच्च-शक्तीचे लेसर उद्योगाच्या वेगवान विकासात मदत करतील. भविष्यात, ३०,००० वॅट्सपेक्षा जास्त शक्ती असलेले अल्ट्रा-हाय पॉवर लेसर प्रामुख्याने पवन ऊर्जा, जलविद्युत, अणुऊर्जा, जहाजबांधणी, खाण यंत्रसामग्री, एरोस्पेस आणि विमानचालन यासारख्या जड उद्योग क्षेत्रात वापरले जातील.