Yüksek Güçlü Lazerlerin Yüksek Teknoloji ve Ağır Sanayilerde Uygulanması

Son üç yıldır pandemi nedeniyle endüstriyel lazer talebinin büyüme hızı yavaşladı. Ancak lazer teknolojisinin gelişimi durmadı. Fiber lazer alanında 60 kW ve üzeri ultra yüksek güçlü fiber lazerler art arda piyasaya sürülerek endüstriyel lazerlerin gücü bir üst seviyeye taşınmıştır.

30.000 watt üstü yüksek güçlü lazerlere ne kadar talep var?

Çok modlu sürekli fiber lazerler için, modül ekleyerek gücü artırmak, üzerinde anlaşılan yol gibi görünüyor. Son yıllarda güç her yıl 10.000 watt arttı. Ancak ultra yüksek güçlü lazerler için endüstriyel kesme ve kaynak işleminin gerçekleştirilmesi daha da zordur ve daha yüksek stabilite gerektirir. 2022 yılında lazer kesimde büyük ölçekte 30.000 watt gücünde güç kullanılacak olup, küçük ölçekli uygulama için 40.000 watt gücünde ekipman şu anda keşif aşamasındadır.

Kilowatt fiber lazer çağında, 6 kW'ın altındaki güçler, sac ve boru malzemeler için kalınlığı 10 mm'yi aşmayan asansör, araba, banyo, mutfak eşyası, mobilya ve şasi gibi en yaygın metal ürünlerin kesimi ve kaynaklanması için kullanılabilir. 10.000 watt gücündeki bir lazerin kesme hızı, 6.000 watt gücündeki bir lazerin iki katıdır ve 20.000 watt gücündeki bir lazerin kesme hızı, 10.000 watt gücündeki bir lazerin kesme hızından yüzde 60'tan fazla daha yüksektir. Ayrıca kalınlık sınırını aşarak genel endüstriyel ürünlerde nadir görülen 50mm üzeri karbon çeliğini kesebilmektedir. Peki 30.000 watt'ın üzerindeki yüksek güçlü lazerler ne olacak?

Gemi inşa kalitesini artırmak için yüksek güçlü lazerlerin uygulanması

Fransa Cumhurbaşkanı Macron, bu yılın nisan ayında Airbus, DaFei Shipping ve Fransız enerji tedarikçisi Électricité de France gibi şirketlerle birlikte Çin'i ziyaret etti.

Fransız uçak üreticisi Airbus, Çin ile yaklaşık 20 milyar dolar değerinde 160 uçaklık toplu alım anlaşması yaptığını duyurdu. Ayrıca Tianjin'de ikinci bir üretim hattı inşa edecekler. China Shipbuilding Group Corporation, Fransız şirketi DaFei Shipping Group ile 21 milyar yuan değerinde 16 adet Tip 2 süper büyük konteyner gemisinin inşasını içeren bir işbirliği anlaşması imzaladı. China General Nuclear Power Group ve Électricité de France arasında yakın bir işbirliği bulunmaktadır; Taishan Nükleer Santrali bunun klasik bir örneğidir.

30.000 ila 50.000 watt arasında değişen yüksek güçlü lazer ekipmanları, 100 mm'den kalın çelik levhaları kesme kabiliyetine sahiptir. Gemi inşası, kalın metal levhaların yoğun olarak kullanıldığı bir sektördür; tipik ticari gemilerin gövde çelik levhaları 25 mm'den kalındır ve büyük kargo gemileri bile 60 mm'yi aşar. Büyük savaş gemileri ve süper büyük konteyner gemilerinde 100 mm kalınlığında özel çelikler kullanılabilir. Lazer kaynak, daha hızlı hızlara, daha az ısı deformasyonuna ve yeniden işleme, daha yüksek kaynak kalitesine, daha az dolgu malzemesi tüketimine ve önemli ölçüde iyileştirilmiş ürün kalitesine sahiptir. On binlerce watt gücünde lazerlerin ortaya çıkmasıyla birlikte gemi yapımında lazer kesim ve kaynak işlemlerinde artık sınırlamalar ortadan kalkmış olup, gelecekte bu tür lazerlerin ikamesi için büyük bir potansiyel oluşmuştur.

Lüks yolcu gemileri, geleneksel olarak İtalya'nın Fincantieri ve Almanya'nın Meyer Werft gibi birkaç tersanenin tekelinde olan gemi inşa sektörünün zirvesi olarak kabul ediliyor. Lazer teknolojisi gemi inşasının erken aşamalarında malzeme işleme amacıyla yaygın olarak kullanılmaktadır. Çin'in ilk yerli üretim yolcu gemisinin 2023 yılı sonunda denize indirilmesi planlanıyor. China Merchants Group ayrıca, yüksek güçlü lazer kesim ve kaynak ince levha üretim hattını da içeren yolcu gemisi üretim projesi için Nantong Haitong'da bir lazer işleme merkezinin inşasını ilerletti. Bu uygulama trendinin giderek sivil ticari gemilere de yayılması bekleniyor. Dünyada en fazla gemi inşa siparişi Çin'e verilirken, kalın metal levhaların kesilmesi ve kaynaklanmasında lazerlerin rolü artmaya devam edecek.

10 kW+ lazerlerin havacılıkta uygulanması

Havacılık ve uzay taşımacılığı sistemleri, öncelikle roketleri ve ticari uçakları içerir ve ağırlık azaltma önemli bir husustur. Bu, alüminyum ve titanyum alaşımlarının kesilmesi ve kaynaklanması için yeni gereklilikler getiriyor. Yüksek hassasiyetli kaynak ve kesme montaj işlemlerinin gerçekleştirilebilmesi için lazer teknolojisi olmazsa olmazdır. 10 kW+ yüksek güçlü lazerlerin ortaya çıkışı, kesme kalitesi, kesme verimliliği ve yüksek entegrasyon zekası açısından havacılık alanına kapsamlı yükseltmeler getirdi 

Havacılık ve uzay sanayisinin üretim sürecinde, motor yanma odaları, motor kasaları, uçak gövdeleri, kuyruk kanat panelleri, petek yapıları ve helikopter ana rotorları dahil olmak üzere kesme ve kaynak gerektiren birçok bileşen bulunmaktadır. Bu bileşenlerin kesme ve kaynak arayüzleri için son derece sıkı gereksinimleri vardır.

Airbus uzun zamandır yüksek güçlü lazer teknolojisini kullanıyor. A340 uçağının imalatında, tüm iç bölmeler alüminyum alaşımından lazerle kaynak yapılarak birleştiriliyor. Airbus A380'de uygulanan gövde kaplamaları ve kirişlerinin lazerle kaynaklanmasında çığır açan ilerleme kaydedildi. Çin, yerli üretim C919 büyük uçağının test uçuşunu başarıyla gerçekleştirdi ve uçağı bu yıl teslim edecek. C929'un geliştirilmesi gibi geleceğe yönelik projeler de var. Lazerlerin gelecekte ticari uçakların üretiminde de yer alacağı öngörülebilir.

Lazer teknolojisi nükleer enerji tesislerinin güvenli bir şekilde inşa edilmesine yardımcı olabilir

Nükleer enerji, yeni bir temiz enerji biçimidir ve nükleer santral inşasında en ileri teknolojiye sahip ülkeler ABD ve Fransa'dır. Fransa'nın elektrik ihtiyacının yaklaşık %70'i nükleer enerjiden karşılanıyor ve Çin, nükleer enerji tesislerinin ilk aşamalarında Fransa ile iş birliği yaptı. Nükleer enerji tesislerinde en önemli husus güvenliktir ve kesme veya kaynak gerektiren koruyucu işlevli birçok metal bileşen bulunmaktadır.

Çin'in bağımsız olarak geliştirdiği lazer akıllı takipli MAG kaynak teknolojisi, Tianwan Nükleer Santrali'nin 7. ve 8. ünitelerinin çelik gömlek kubbesi ve namlusunda seri olarak uygulandı. İlk nükleer sınıf penetrasyon manşon kaynak robotu şu anda hazırlanıyor.

Lazer geliştirme trendini takip eden Teyu, CWFL-60000 ultra yüksek güçlü lazeri piyasaya sürdü fiber lazer soğutucu

Teyu, lazer geliştirme trendini takip ederek 60 kW lazer ekipmanları için istikrarlı soğutma sağlayan CWFL-60000 ultra yüksek güçlü fiber lazer soğutucuyu geliştirdi ve üretti. Çift bağımsız sıcaklık kontrol sistemiyle, hem yüksek sıcaklıklı lazer kafasını hem de düşük sıcaklıklı lazer kaynağını soğutarak lazer ekipmanı için kararlı bir çıkış sağlar ve yüksek güçlü lazer kesim makinelerinin hızlı ve verimli çalışmasını etkili bir şekilde garanti eder. 

Lazer teknolojisindeki atılım, lazer işleme ekipmanları için geniş bir pazarın doğmasına neden oldu. Ancak doğru araçlarla zorlu piyasa rekabetinde öne geçmek mümkün. Havacılık, gemi inşası ve nükleer enerji gibi üst düzey uygulamalarda dönüşüm ve yükseltme ihtiyacı arttıkça, kalın sac çelik işleme talebi artıyor ve yüksek güçlü lazerler, endüstrinin hızlandırılmış gelişimine yardımcı olacak. Gelecekte 30.000 watt'ın üzerinde güce sahip ultra yüksek güçlü lazerler, rüzgar enerjisi, hidroelektrik, nükleer enerji, gemi inşaatı, maden makineleri, havacılık ve uzay sanayi gibi ağır sanayi alanlarında ağırlıklı olarak kullanılacaktır.