Примена високоенергетских ласера ​​у високотехнолошкој и тешкој индустрији

У протекле три године, због пандемије, стопа раста потражње за индустријским ласерима је успорена. Међутим, развој ласерске технологије није заустављен. У области влакнастих ласера, сукцесивно су лансирани ултра-снажни влакнасти ласери од 60 kW и више, подижући снагу индустријских ласера ​​на виши ниво.

Колика је потражња за ласерима велике снаге изнад 30.000 вати?

За вишемодне континуиране влакнасте ласере, повећање снаге додавањем модула изгледа као договорени начин. У последњих неколико година, снага се повећавала за 10.000 вати сваке године. Међутим, реализација индустријског сечења и заваривања за ласере ултра велике снаге је још тежа и захтева већу стабилност. 2022. године, снага од 30.000 вати ће се користити у великим размерама у ласерском сечењу, а опрема од 40.000 вати је тренутно у фази истраживања за примену у малим размерама.

У ери киловатних фибер ласера, снаге испод 6 kW могу се користити за сечење и заваривање најчешћих металних производа, као што су лифтови, аутомобили, купатила, кухињски прибор, намештај и шасије, са дебљинама које не прелазе 10 mm за лимове и цеви. Брзина сечења ласера ​​од 10.000 вати је двоструко већа од брзине сечења ласера ​​од 6.000 вати, а брзина сечења ласера ​​од 20.000 вати је више од 60% већа од брзине сечења ласера ​​од 10.000 вати. Такође превазилази ограничење дебљине и може да сече угљенични челик преко 50 mm, што је реткост код општих индустријских производа. Па шта је са ласерима велике снаге изнад 30.000 вати?

Примена ласера ​​велике снаге за побољшање квалитета бродоградње

У априлу ове године, француски председник Макрон посетио је Кину, у пратњи компанија као што су Ербас, ДаФеи Шипинг и француски добављач електричне енергије Électricité de France.

Француски произвођач авиона, Ербас, објавио је уговор о куповини 160 авиона на велико са Кином, укупне вредности од приближно 20 милијарди долара. Такође ће градити другу производну линију у Тјенђину. Кинеска бродоградилишна група (China Shipbuilding Group Corporation) потписала је споразум о сарадњи са француском компанијом DaFei Shipping Group, који укључује изградњу 16 супер великих контејнерских бродова типа 2, вредних преко 21 милијарде јуана. China General Nuclear Power Group и Électricité de France имају блиску сарадњу, а нуклеарна електрана Тајшан је класичан пример.

Ласерска опрема велике снаге, од 30.000 до 50.000 вати, има могућност сечења челичних плоча дебљине преко 100 мм. Бродоградња је индустрија која интензивно користи дебеле металне плоче, при чему типични комерцијални бродови имају челичне плоче трупа дебљине преко 25 мм, а велики теретни бродови чак и преко 60 мм. Велики ратни бродови и супер велики контејнерски бродови могу користити специјалне челике дебљине 100 мм. Ласерско заваривање има веће брзине, мање топлотне деформације и прераде, већи квалитет завара, смањену потрошњу додатног материјала и значајно побољшан квалитет производа. Појавом ласера ​​са десетинама хиљада вати снаге, више нема ограничења у ласерском сечењу и заваривању за бродоградњу, што отвара велики потенцијал за будућу замену.

Луксузни крузери сматрају се врхунцем бродоградњи, традиционално монополизованим од стране неколико бродоградилишта као што су италијански Финкантијери и немачки Мајер Верфт. Ласерска технологија се интензивно користи за обраду материјала у раним фазама изградње бродова. Планирано је да први кинески крузер домаће производње буде поринут до краја 2023. године. Кинеска група мерчантс је такође унапредила изградњу центра за ласерску обраду у Нантонг Хаитонгу за свој пројекат производње крузера, који укључује производну линију танких плоча ласерским сечењем и заваривањем велике снаге. Очекује се да ће овај тренд примене постепено продрети и у цивилне комерцијалне бродове. Кина има највише поруџбина у бродоградњи на свету, а улога ласера ​​у сечењу и заваривању дебелих металних плоча ће наставити да расте.

Примена ласера ​​од 10 kW+ у ваздухопловству

Системи за ваздухопловни транспорт првенствено укључују ракете и комерцијалне авионе, при чему је смањење тежине кључно разматрање. Ово намеће нове захтеве за сечење и заваривање легура алуминијума и титанијума. Ласерска технологија је неопходна за постизање високопрецизних процеса заваривања и сечења. Појава ласера ​​велике снаге од 10 kW+ донела је свеобухватна побољшања у ваздухопловној области у погледу квалитета сечења, ефикасности сечења и високе интеграционе интелигенције.

У производном процесу ваздухопловне индустрије, постоје многе компоненте које захтевају сечење и заваривање, укључујући коморе за сагоревање мотора, кућишта мотора, оквире авиона, панеле репних крила, саћасте структуре и главне роторе хеликоптера. Ове компоненте имају изузетно строге захтеве за спојеве сечења и заваривања.

Ербас већ дуго користи технологију снажних ласера. У производњи авиона А340, све унутрашње преграде од легуре алуминијума заварују се помоћу ласера. Постигнут је пробојни напредак у ласерском заваривању облога и греда трупа, што је примењено на Ербасу А380. Кина је успешно тестирала домаћи велики авион Ц919 и испоручиће га ове године. Постоје и будући пројекти као што је развој Ц929. Може се предвидети да ће ласери у будућности имати место у производњи комерцијалних авиона.

Ласерска технологија може помоћи у безбедној изградњи нуклеарних електрана

Нуклеарна енергија је нови облик чисте енергије, а Сједињене Државе и Француска имају најнапреднију технологију у изградњи нуклеарних електрана. Нуклеарна енергија чини приближно 70% снабдевања електричном енергијом Француске, а Кина је сарађивала са Француском у раним фазама изградње својих нуклеарних постројења. Безбедност је најважнији аспект нуклеарних постројења и постоје многе металне компоненте са заштитним функцијама које захтевају сечење или заваривање.

Кинеска независно развијена MAG технологија заваривања са ласерским интелигентним праћењем масовно је примењена у челичној облоги куполе и цеви блокова 7 и 8 у нуклеарној електрани Тјанван. Први робот за заваривање пенетрационим рукавима нуклеарног квалитета тренутно се припрема.

Пратећи тренд развоја ласера, Теју је лансирао CWFL-60000 ултра-снажни ласерски чилер са влакнима .

Компанија Теју је пратила трендове развоја ласера ​​и развила је и произвела чилер за влакнасти ласер ултра високе снаге CWFL-60000, који обезбеђује стабилно хлађење за ласерску опрему од 60 kW. Са двоструким независним системом за контролу температуре, у стању је да хлади и ласерску главу високе температуре и ласерски извор ниске температуре, обезбеђујући стабилан излаз за ласерску опрему и ефикасно гарантујући брз и ефикасан рад машина за ласерско сечење високе снаге.

Пробој у ласерској технологији довео је до широког тржишта опреме за ласерску обраду. Само са правим алатима може се остати испред у жестокој тржишној конкуренцији. Са потребом за трансформацијом и надоградњом у висококвалитетним применама као што су ваздухопловство, бродоградња и нуклеарна енергија, потражња за обрадом дебелих челичних плоча расте, а ласери велике снаге ће помоћи у убрзаном развоју индустрије. У будућности, ласери ултра велике снаге са снагом преко 30.000 вати ће се углавном користити у областима тешке индустрије као што су енергија ветра, хидроенергија, нуклеарна енергија, бродоградња, рударске машине, ваздухопловство и авијација.