Лазер боловсруулалтын салбарт өндөр хүчин чадалтай, өндөр давталттай лазерууд нь үйлдвэрлэлийн нарийн үйлдвэрлэлийн үндсэн тоног төхөөрөмж болж байна. Гэсэн хэдий ч эрчим хүчний нягтрал нэмэгдсээр байгаа тул дулааны менежмент нь системийн гүйцэтгэл, ашиглалтын хугацаа, боловсруулалтын нарийвчлалыг хязгаарладаг гол саад болж байна. Уламжлалт агаар эсвэл энгийн шингэн хөргөлтийн шийдэл нь хангалтгүй болсон. Хөргөлтийн шинэлэг технологи нь одоо энэ салбарт үсрэлт хийж байна. Энэхүү нийтлэл нь лазер боловсруулалтын системийг үр ашигтай, тогтвортой болгоход туслах дулааны удирдлагын таван дэвшилтэт шийдлийг танилцуулсан.
1. Бичил сувгийн шингэн хөргөлт: Температурыг нарийн хянах "судасны сүлжээ"
① Технологийн зарчим:
Микроны хэмжээний суваг (50-200 μм) нь лазерын нэмэгдэл модуль эсвэл шилэн нэгтгэгч дотор суулгагдсан байдаг. Өндөр хурдтай эргэлддэг хөргөлтийн шингэн (ус-гликолын хольц гэх мэт) дулааны эх үүсвэртэй шууд харьцаж, дулааны урсгалын нягтрал 1000 Вт/см²-ээс их байх үед маш үр ашигтай дулаан ялгаруулдаг.
② Гол давуу талууд:
Уламжлалт зэс блок хөргөлттэй харьцуулахад дулаан ялгаруулах үр ашгийг 5-10 дахин сайжруулна.
10 кВт-аас дээш тогтвортой, тасралтгүй лазерын ажиллагааг дэмждэг.
Компакт хэмжээ нь жижигрүүлсэн лазер толгойд нэгтгэх боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь орон зайн хязгаарлагдмал үйлдвэрлэлийн шугамд тохиромжтой.
③ Хэрэглээ:
Хагас дамжуулагч хажуугийн шахуургатай модулиуд, шилэн лазер нэгтгэгч, хэт хурдан лазер өсгөгч.
2. Фазын өөрчлөлтийн материал (PCM) хөргөлт: Дулаан буфержуулах зориулалттай “дулааны нөөц”
① Технологийн зарчим:
Хатуу-шингэн шилжилтийн үед их хэмжээний далд дулааныг шингээдэг парафин лав эсвэл металл хайлш зэрэг фазын өөрчлөлтийн материалыг (PCMs) ашигладаг бөгөөд ингэснээр дулааны оргил ачааллыг үе үе буфер болгодог.
② Гол давуу талууд:
Импульсийн лазер боловсруулалтанд түр зуурын оргил дулааныг шингээж, хөргөлтийн систем дэх агшин зуурын ачааллыг бууруулдаг.
Шингэн хөргөлтийн системийн эрчим хүчний зарцуулалтыг 40% хүртэл бууруулдаг.
③ Хэрэглээ:
Өндөр эрчим хүчний импульсийн лазерууд (жишээ нь, QCW лазер), 3D хэвлэх системүүд нь байнгын түр зуурын дулааны цохилттой.
3. Дулааны хоолойн дулааны тархалт: Идэвхгүй “Дулааны хурдны зам”
① Технологийн зарчим:
Ажлын шингэнээр (шингэн металл гэх мэт) дүүргэсэн битүүмжилсэн вакуум хоолойг ашигладаг бөгөөд ууршилт-конденсацын цикл нь дулааны бүх субстратаар орон нутгийн дулааныг хурдан дамжуулдаг.
② Гол давуу талууд:
Дулаан дамжилтын илтгэлцүүр нь зэсийнхээс 100 × хүртэл (>50,000 Вт/м·К), тэг энергитэй дулааны тэгшитгэх боломжийг олгодог.
Хөдөлгөөнт эд анги байхгүй, засвар үйлчилгээ шаарддаггүй, 100,000 цаг хүртэл ажиллах боломжтой.
③ Хэрэглээ:
Өндөр хүчин чадалтай лазер диодын массив, нарийвчлалтай оптик бүрэлдэхүүн хэсгүүд (жишээлбэл, гальванометр, фокусын линз).
4. Тийрэлтэт цохилтын хөргөлт: Өндөр даралтын “Дулаан унтраагуур”
① Технологийн зарчим:
Олон тооны бичил цорго нь хөргөлтийн бодисыг өндөр хурдтайгаар (>10 м/с) дулааны эх үүсвэрийн гадаргуу руу шууд цацаж, дулааны хилийн давхаргыг эвдэж, хэт конвектив дулаан дамжуулах боломжийг олгодог.
② Гол давуу талууд:
2000 Вт/см² хүртэлх орон нутгийн хөргөлтийн хүчин чадал, киловаттын түвшний нэг горимт шилэн лазерт тохиромжтой.
Өндөр температурын бүсийн зорилтот хөргөлт (жишээлбэл, лазерын болор төгсгөлийн нүүр).
③ Хэрэглээ:
Нэг горимын өндөр тод шилэн лазер, хэт хурдан лазер дахь шугаман бус болор хөргөлт.
5. Ухаалаг дулааны удирдлагын алгоритмууд: хиймэл оюун ухаанаар удирдуулсан "хөргөх тархи"
① Технологийн зарчим:
Бодит цаг хугацаанд дулааны ачааллыг урьдчилан таамаглах, хөргөлтийн параметрүүдийг (жишээлбэл, урсгалын хурд, температур) динамикаар тохируулахын тулд температур мэдрэгч, урсгал хэмжигч, хиймэл оюун ухааны загваруудыг хослуулсан.
② Гол давуу талууд:
Дасан зохицох эрчим хүчний оновчлол нь нийт үр ашгийг 25%-иар дээшлүүлдэг.
Урьдчилан таамагласан засвар үйлчилгээ: дулааны хэв маягийн шинжилгээ нь насосны эх үүсвэрийн хөгшрөлт, сувгийн бөглөрөл гэх мэтийг эрт сэрэмжлүүлэх боломжийг олгодог.
③ Хэрэглээ:
Industry 4.0 ухаалаг лазер ажлын станцууд, олон модулийн зэрэгцээ лазер системүүд.
Лазер боловсруулалт илүү өндөр хүч чадал, илүү нарийвчлалтай болохын хэрээр дулааны менежмент нь "дэмжих технологи" -оос "үндсэн ялгах давуу тал" болж өөрчлөгдсөн. Хөргөлтийн шинэлэг шийдлүүдийг сонгох нь тоног төхөөрөмжийн ашиглалтын хугацааг уртасгаж, боловсруулалтын чанарыг сайжруулаад зогсохгүй нийт ашиглалтын зардлыг эрс бууруулдаг.
Шуудангийн цаг: 2025 оны 4-р сарын 16