Penggunaan Laser Berkuasa Tinggi dalam Industri Berteknologi Tinggi dan Berat

Dalam tempoh tiga tahun yang lalu, disebabkan oleh pandemik, kadar pertumbuhan permintaan laser perindustrian telah menjadi perlahan. Walau bagaimanapun, perkembangan teknologi laser tidak berhenti. Dalam bidang laser gentian, laser gentian berkuasa ultra tinggi 60kW dan ke atas telah dilancarkan secara berturut-turut, melonjakkan kuasa laser perindustrian ke tahap yang lain.

Berapakah permintaan untuk laser berkuasa tinggi melebihi 30,000 watt?

Bagi laser gentian berterusan berbilang mod, meningkatkan kuasa dengan menambah modul nampaknya merupakan cara yang dipersetujui. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, kuasa telah meningkat sebanyak 10,000 watt setiap tahun. Walau bagaimanapun, merealisasikan pemotongan dan kimpalan perindustrian untuk laser berkuasa ultra tinggi adalah lebih sukar dan memerlukan kestabilan yang lebih tinggi. Pada tahun 2022, kuasa 30,000 watt akan digunakan secara besar-besaran dalam pemotongan laser, dan 40,000 watt peralatan kini berada dalam peringkat penerokaan untuk aplikasi berskala kecil.

Dalam era laser gentian kilowatt, kuasa di bawah 6kW boleh digunakan untuk memotong dan mengimpal kebanyakan produk logam biasa, seperti lif, kereta, bilik mandi, peralatan dapur, perabot dan casis, dengan ketebalan tidak melebihi 10mm untuk kedua-dua bahan kepingan dan tiub. Kelajuan pemotongan laser 10,000 watt adalah dua kali ganda daripada laser 6,000 watt, dan kelajuan pemotongan laser 20,000 watt adalah lebih daripada 60% lebih tinggi daripada laser 10,000 watt. Ia juga melanggar had ketebalan dan boleh memotong keluli karbon melebihi 50mm, yang jarang berlaku dalam produk perindustrian umum. Jadi bagaimana pula dengan laser berkuasa tinggi melebihi 30,000 watt?

Penggunaan laser berkuasa tinggi untuk meningkatkan kualiti pembinaan kapal

Pada bulan April tahun ini, Presiden Perancis Macron melawat China, diiringi oleh syarikat-syarikat seperti Airbus, DaFei Shipping dan pembekal kuasa Perancis Électricité de France.

Airbus, pengeluar pesawat Perancis, mengumumkan perjanjian pembelian pukal dengan China untuk 160 pesawat, dengan jumlah nilai kira-kira $20 bilion. Mereka juga akan membina barisan pengeluaran kedua di Tianjin. China Shipbuilding Group Corporation menandatangani perjanjian kerjasama dengan syarikat Perancis DaFei Shipping Group, termasuk pembinaan 16 kapal kontena super besar Jenis 2, dengan nilai lebih 21 bilion yuan. China General Nuclear Power Group dan Électricité de France mempunyai kerjasama erat, dengan Loji Kuasa Nuklear Taishan sebagai contoh klasik.

Peralatan laser berkuasa tinggi dengan kapasiti antara 30,000 hingga 50,000 watt mempunyai keupayaan pemotongan untuk plat keluli setebal lebih 100mm. Pembinaan kapal merupakan industri yang menggunakan plat logam tebal secara meluas, dengan kapal komersial biasa mempunyai plat keluli badan kapal dengan ketebalan lebih 25mm, dan kapal kargo besar malah melebihi 60mm. Kapal perang besar dan kapal kontena super besar mungkin menggunakan keluli khusus dengan ketebalan 100mm. Kimpalan laser mempunyai kelajuan yang lebih pantas, kurang ubah bentuk dan kerja semula haba, kualiti kimpalan yang lebih tinggi, penggunaan bahan pengisi yang berkurangan, dan kualiti produk yang dipertingkatkan dengan ketara. Dengan kemunculan laser dengan kuasa berpuluh-puluh ribu watt, tiada lagi batasan dalam pemotongan dan kimpalan laser untuk pembinaan kapal, membuka potensi besar untuk penggantian pada masa hadapan.

Kapal persiaran mewah telah dianggap sebagai kemuncak industri pembinaan kapal, yang secara tradisinya dimonopoli oleh beberapa limbungan kapal seperti Fincantieri dari Itali dan Meyer Werft dari Jerman. Teknologi laser telah digunakan secara meluas untuk pemprosesan bahan pada peringkat awal pembinaan kapal. Kapal persiaran pertama yang dihasilkan di dalam negara China dirancang untuk dilancarkan menjelang akhir tahun 2023. China Merchants Group juga telah memajukan pembinaan pusat pemprosesan laser di Nantong Haitong untuk projek pembuatan kapal persiaran mereka, yang merangkumi barisan pengeluaran pemotongan dan kimpalan plat nipis laser berkuasa tinggi. Trend aplikasi ini dijangka secara beransur-ansur menembusi kapal komersial awam. China mempunyai pesanan pembinaan kapal terbanyak di dunia, dan peranan laser dalam pemotongan dan kimpalan plat logam tebal akan terus berkembang.

Penggunaan laser 10kW+ dalam aeroangkasa

Sistem pengangkutan aeroangkasa terutamanya merangkumi roket dan pesawat komersial, dengan pengurangan berat menjadi pertimbangan utama. Ini mengenakan keperluan baharu untuk memotong dan mengimpal aloi aluminium dan titanium. Teknologi laser adalah penting untuk mencapai proses kimpalan dan pemasangan pemotongan berketepatan tinggi. Kemunculan laser berkuasa tinggi 10kW+ telah membawa peningkatan komprehensif kepada bidang aeroangkasa dari segi kualiti pemotongan, kecekapan pemotongan dan kecerdasan integrasi tinggi.

Dalam proses pembuatan industri aeroangkasa, terdapat banyak komponen yang memerlukan pemotongan dan kimpalan, termasuk kebuk pembakaran enjin, selongsong enjin, rangka pesawat, panel sayap ekor, struktur sarang lebah dan rotor utama helikopter. Komponen ini mempunyai keperluan yang sangat ketat untuk antara muka pemotongan dan kimpalan.

Airbus telah lama menggunakan teknologi laser berkuasa tinggi. Dalam pembuatan pesawat A340, semua dinding sekat dalaman aloi aluminium dikimpal menggunakan laser. Kemajuan besar telah dicapai dalam kimpalan laser kulit fiuslaj dan tali, yang telah dilaksanakan pada Airbus A380. China telah berjaya menguji pesawat besar C919 yang dihasilkan di dalam negara dan akan menghantarnya tahun ini. Terdapat juga projek masa depan seperti pembangunan C929. Dapat diramalkan bahawa laser akan mendapat tempat dalam pembuatan pesawat komersial pada masa hadapan.

Teknologi laser boleh membantu dalam pembinaan kemudahan kuasa nuklear yang selamat

Kuasa nuklear merupakan satu bentuk tenaga bersih yang baharu, dan Amerika Syarikat serta Perancis mempunyai teknologi paling canggih dalam pembinaan loji kuasa nuklear. Kuasa nuklear menyumbang kira-kira 70% daripada bekalan elektrik Perancis, dan China bekerjasama dengan Perancis pada peringkat awal kemudahan kuasa nuklearnya. Keselamatan merupakan aspek terpenting bagi kemudahan kuasa nuklear, dan terdapat banyak komponen logam dengan fungsi perlindungan yang memerlukan pemotongan atau kimpalan.

Teknologi kimpalan MAG penjejakan pintar laser yang dibangunkan secara bebas oleh China telah digunakan secara besar-besaran di kubah dan laras pelapik keluli Unit 7 dan 8 di Loji Kuasa Nuklear Tianwan. Robot kimpalan lengan penembusan gred nuklear yang pertama sedang disediakan.

Mengikuti trend pembangunan laser, Teyu melancarkan kuasa ultra tinggi CWFL-60000 penyejuk laser gentian .

Teyu telah mengikuti trend pembangunan laser dan telah membangun serta menghasilkan penyejuk laser gentian kuasa ultra tinggi CWFL-60000, yang menyediakan penyejukan stabil untuk peralatan laser 60kW Dengan sistem kawalan suhu bebas berganda, ia mampu menyejukkan kedua-dua kepala laser suhu tinggi dan sumber laser suhu rendah, memberikan output yang stabil untuk peralatan laser dan menjamin operasi mesin pemotong laser berkuasa tinggi yang pantas dan cekap.

Kejayaan dalam teknologi laser telah melahirkan pasaran yang luas untuk peralatan pemprosesan laser. Hanya dengan peralatan yang betul, seseorang boleh terus mendahului dalam persaingan pasaran yang sengit. Dengan keperluan untuk transformasi dan penaiktarafan dalam aplikasi mewah seperti aeroangkasa, pembinaan kapal dan kuasa nuklear, permintaan untuk pemprosesan keluli plat tebal semakin meningkat, dan laser berkuasa tinggi akan membantu dalam pembangunan industri yang dipercepatkan. Pada masa hadapan, laser berkuasa ultra tinggi dengan kuasa lebih 30,000 watt akan digunakan terutamanya dalam bidang industri berat seperti kuasa angin, kuasa hidro, kuasa nuklear, pembinaan kapal, jentera perlombongan, aeroangkasa dan penerbangan.