Во областа на ласерската обработка, ласерите со голема моќност и висока стапка на повторување стануваат основна опрема во индустриското прецизно производство. Меѓутоа, како што густината на моќност продолжува да расте, термичкото управување се појави како клучно тесно грло што ги ограничува перформансите на системот, животниот век и точноста на обработката. Традиционалните решенија за ладење со воздух или едноставно течно ладење повеќе не се доволни. Иновативните технологии за ладење сега водат скок напред во индустријата. Оваа статија открива пет напредни решенија за термичко управување што ќе ви помогнат да постигнете ефикасни и стабилни системи за ласерска обработка.
1. Микроканално ладење со течност: „Васкуларна мрежа“ за прецизна контрола на температурата
① Принцип на технологија:
Канали со микронска размер (50–200 μm) се вградени во модулот за ласерско засилување или во комбинирачот на влакна. Брзото циркулирачко средство за ладење (како што се мешавини од вода-гликол) тече директно во контакт со изворот на топлина, постигнувајќи исклучително ефикасна дисипација на топлина со густина на топлински флукс што надминува 1000 W/cm².
② Клучни предности:
5–10 пати подобрување на ефикасноста на дисипација на топлина во споредба со традиционалното ладење со бакарни блокови.
Поддржува стабилно континуирано ласерско работење над 10 kW.
Компактната големина овозможува интеграција во минијатуризирани ласерски глави, идеални за производствени линии со ограничен простор.
③ Апликации:
Полупроводнички странично пумпани модули, комбинатори со фибер ласер, ултрабрзи ласерски засилувачи.
2. Ладење со фазна промена на материјалот (PCM): „Термички резервоар“ за баферирање на топлина
① Принцип на технологија:
Користи материјали за промена на фаза (PCM) како што се парафински восок или метални легури, кои апсорбираат големи количини на латентна топлина за време на транзициите од цврста во течност, со што периодично ги амортизираат врвните термички оптоварувања.
② Клучни предности:
Апсорбира минлива врвна топлина при пулсирана ласерска обработка, намалувајќи го моменталното оптоварување на системот за ладење.
Ја намалува потрошувачката на енергија на системите за течно ладење до 40%.
③ Апликации:
Високоенергетски пулсирани ласери (на пр., QCW ласери), системи за 3D печатење со чести минливи термички шокови.
3. Термичко ширење низ топлинските цевки: Пасивен „термички автопат“
① Принцип на технологија:
Користи запечатени вакуумски цевки исполнети со работна течност (како што е течен метал), каде што циклусите на испарување-кондензација брзо ја пренесуваат локализираната топлина низ целата термичка подлога.
② Клучни предности:
Топлинска спроводливост до 100 пати поголема од онаа на бакарот (>50.000 W/m·K), овозможувајќи термичко изедначување со нулта енергија.
Без подвижни делови, не бара одржување, со животен век до 100.000 часа.
③ Апликации:
Ласерски диодни низи со висока моќност, прецизни оптички компоненти (на пр., галванометри, фокусирачки леќи).
4. Ладење со млазен удар: „Апарат за гаснење топлина“ под висок притисок
① Принцип на технологија:
Низа микро-млазници прскаат течност за ладење со голема брзина (>10 m/s) директно врз површината на изворот на топлина, нарушувајќи го термичкиот граничен слој и овозможувајќи екстремен конвективен пренос на топлина.
② Клучни предности:
Локален капацитет на ладење до 2000 W/cm², погоден за киловат-ниво на едномодни фибер ласери.
Целно ладење на зони со висока температура (на пр., крајни површини со ласерски кристали).
③ Апликации:
Едномодни високо-светли оптички ласери, нелинеарно кристално ладење кај ултрабрзи ласери.
5. Интелигентни алгоритми за управување со топлина: „Мозок за ладење“ управуван од вештачка интелигенција
① Принцип на технологија:
Комбинира сензори за температура, мерачи на проток и модели со вештачка интелигенција за да предвиди термички оптоварувања во реално време и динамички да ги прилагоди параметрите за ладење (на пр., брзина на проток, температура).
② Клучни предности:
Адаптивната оптимизација на енергијата ја подобрува целокупната ефикасност за над 25%.
Предвидувачко одржување: анализата на термичкиот модел овозможува рани предупредувања за стареење на изворот на пумпата, затнување на каналот итн.
③ Апликации:
Интелигентни ласерски работни станици од индустријата 4.0, мултимодулни паралелни ласерски системи.
Како што ласерската обработка напредува кон поголема моќност и поголема прецизност, термичкото управување еволуираше од „технологија за поддршка“ во „основна диференцијална предност“. Изборот на иновативни решенија за ладење не само што го продолжува животниот век на опремата и го подобрува квалитетот на обработката, туку и значително ги намалува вкупните оперативни трошоци.
Време на објавување: 16 април 2025 година