Yüksek Güçlü Lazerlerin Yüksek Teknoloji ve Ağır Sanayilerde Uygulanması

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

30.000 watt üstü yüksek güçlü lazerlere ne kadar talep var?

Çok modlu sürekli fiber lazerler için, modül ekleyerek gücü artırmak, üzerinde mutabık kalınan bir yol gibi görünüyor. Son birkaç yılda güç her yıl 10.000 watt arttı. Ancak, ultra yüksek güçlü lazerler için endüstriyel kesim ve kaynak uygulamalarının gerçekleştirilmesi daha da zor ve daha yüksek stabilite gerektiriyor. 2022 yılında, lazer kesimde büyük ölçekte 30.000 watt güç kullanılacak ve küçük ölçekli uygulamalar için 40.000 watt'lık ekipman şu anda araştırma aşamasında.

Kilowatt fiber lazer çağında, 6 kW'ın altındaki güçler, asansörler, arabalar, banyolar, mutfak eşyaları, mobilyalar ve şasiler gibi en yaygın metal ürünlerin kesimi ve kaynaklanması için kullanılabilir ve kalınlıkları hem sac hem de boru malzemeler için 10 mm'yi aşmaz. 10.000 watt'lık bir lazerin kesme hızı, 6.000 watt'lık bir lazerin iki katıdır ve 20.000 watt'lık bir lazerin kesme hızı, 10.000 watt'lık bir lazerin kesme hızından %60'tan fazla daha yüksektir. Ayrıca kalınlık sınırını aşar ve genel endüstriyel ürünlerde nadir görülen 50 mm'nin üzerindeki karbon çeliğini kesebilir. Peki ya 30.000 watt'ın üzerindeki yüksek güçlü lazerler?

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. Şirket ayrıca Tianjin'de ikinci bir üretim hattı inşa edecek. China Shipbuilding Group Corporation, Fransız şirketi DaFei Shipping Group ile 21 milyar yuan değerinde 16 adet Tip 2 süper büyük konteyner gemisi inşasını da içeren bir iş birliği anlaşması imzaladı. China General Nuclear Power Group ve Électricité de France, Taishan Nükleer Santrali gibi yakın bir iş birliğine sahip.

30.000 ila 50.000 watt arasında değişen yüksek güçlü lazer ekipmanları, 100 mm'den kalın çelik sacları kesme kapasitesine sahiptir. Gemi inşası, kalın metal sacların yaygın olarak kullanıldığı bir sektördür; tipik ticari gemilerin gövde çelik sacları 25 mm'nin üzerinde, büyük kargo gemileri ise 60 mm'yi bile aşar. Büyük savaş gemileri ve süper büyük konteyner gemileri, 100 mm kalınlığında özel çelikler kullanabilir. Lazer kaynağı daha yüksek hızlara, daha az ısı deformasyonuna ve yeniden işlemeye, daha yüksek kaynak kalitesine, daha az dolgu malzemesi tüketimine ve önemli ölçüde iyileştirilmiş ürün kalitesine sahiptir. On binlerce watt gücünde lazerlerin ortaya çıkmasıyla, gemi inşasında lazer kesim ve kaynak işlemlerinde artık sınırlamalar kalmamış ve gelecekte bu tür sacların yerine kullanılabilecek büyük bir potansiyel oluşmuştur.

Lüks yolcu gemileri, gemi inşa sektörünün zirvesi olarak kabul edilir ve geleneksel olarak İtalya'nın Fincantieri ve Almanya'nın Meyer Werft gibi birkaç tersanenin tekelindedir. Lazer teknolojisi, gemi inşasının ilk aşamalarında malzeme işleme için yaygın olarak kullanılmıştır. Çin'in ilk yerli üretim yolcu gemisinin 2023 yılı sonunda denize indirilmesi planlanmaktadır. China Merchants Group ayrıca, yolcu gemisi üretim projesi için Nantong Haitong'da bir lazer işleme merkezi inşasını ilerletmiştir. Bu merkez, yüksek güçlü lazer kesim ve ince levha kaynak üretim hattını da içermektedir. Bu uygulama trendinin, sivil ticari gemilere de kademeli olarak nüfuz etmesi beklenmektedir. Çin, dünyada en fazla gemi inşa siparişi alan ülkedir ve kalın metal levhaların kesilmesi ve kaynaklanmasında lazerlerin rolü artmaya devam edecektir.

10 kW+ lazerlerin havacılıkta uygulanması

Havacılık ve uzay taşımacılığı sistemleri, ağırlık azaltmanın önemli bir unsur olduğu roketler ve ticari uçakları içerir. Bu durum, alüminyum ve titanyum alaşımlarının kesilmesi ve kaynaklanması için yeni gereklilikler getirir. Lazer teknolojisi, yüksek hassasiyetli kaynak ve kesme montaj süreçlerinin elde edilmesi için olmazsa olmazdır. 10 kW+ yüksek güçlü lazerlerin ortaya çıkışı, havacılık ve uzay sektörüne kesme kalitesi, kesme verimliliği ve yüksek entegrasyon zekası açısından kapsamlı iyileştirmeler getirmiştir.

Havacılık ve uzay endüstrisinin 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 katı gereksinimleri vardır.

Airbus, uzun süredir yüksek güçlü lazer teknolojisi kullanmaktadır. A340 uçağının üretiminde, tüm alüminyum alaşımlı iç bölmeler lazer kullanılarak kaynaklanmaktadır. Airbus A380'de de uygulanan gövde kaplamaları ve kirişlerinin lazerle kaynaklanmasında çığır açan bir ilerleme kaydedilmiştir. Çin, yerli üretim C919 büyük uçağının test uçuşunu başarıyla gerçekleştirmiş ve bu yıl teslim edecektir. C929'un geliştirilmesi gibi geleceğe yönelik projeler de mevcuttur. Lazerlerin gelecekte ticari uçak 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 Amerika Birleşik Devletleri ile Fransa, nükleer santral inşasında en gelişmiş teknolojiye sahiptir. Nükleer enerji, Fransa'nın elektrik arzının yaklaşık %70'ini oluşturmaktadır ve Çin, nükleer santrallerinin ilk aşamalarında Fransa ile iş birliği yapmıştır. Güvenlik, nükleer enerji tesislerinin en önemli unsurudur ve kesme veya kaynak gerektiren koruyucu işlevlere sahip birçok metal bileşen bulunmaktadır.

Çin'in bağımsız olarak geliştirdiği lazer akıllı takipli MAG kaynak teknolojisi, Tianwan Nükleer Santrali'nin 7. ve 8. ünitelerinin çelik astar kubbe 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 fiber lazeri soğutucu piyasaya sürdü.

Teyu, lazer geliştirme trendini takip ederek 60 kW lazer ekipmanları için istikrarlı soğutma sağlayan CWFL-60000 ultra yüksek güçlü fiber lazeri soğutucu geliştirip üretmiştir. Çift bağımsız sıcaklık kontrol sistemi sayesinde hem yüksek sıcaklıklı lazer kafasını hem de düşük sıcaklıklı lazer kaynağını soğutarak lazer ekipmanları için istikrarlı 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 yol açmıştır. Ancak doğru araçlarla zorlu pazar rekabetinde öne geçilebilir. Havacılık, gemi yapımı ve nükleer enerji gibi üst düzey uygulamalarda dönüşüm ve iyileştirme ihtiyacıyla birlikte, kalın sac çelik işleme talebi artmakta ve yüksek güçlü lazerler, sektörün hızla gelişmesine yardımcı olacaktır. Gelecekte, 30.000 watt'ın üzerinde güce sahip ultra yüksek güçlü lazerler, ağırlıklı olarak rüzgar enerjisi, hidroelektrik, nükleer enerji, gemi yapımı, madencilik makineleri, havacılık ve uzay gibi ağır sanayi alanlarında kullanılacaktır.