Лазер боловсруулалтын салбарт өндөр хүчин чадалтай, өндөр давталтын хурдтай лазерууд нь үйлдвэрлэлийн нарийвчлалтай үйлдвэрлэлийн гол тоног төхөөрөмж болж байна. Гэсэн хэдий ч эрчим хүчний нягтрал үргэлжлэн өсөхийн хэрээр дулааны менежмент нь системийн гүйцэтгэл, ашиглалтын хугацаа, боловсруулалтын нарийвчлалыг хязгаарладаг гол саад тотгор болж байна. Уламжлалт агаар эсвэл энгийн шингэн хөргөлтийн шийдлүүд хангалтгүй болсон. Шинэлэг хөргөлтийн технологиуд одоо салбарт үсрэлт хийж байна. Энэхүү нийтлэлд үр ашигтай, тогтвортой лазер боловсруулалтын системийг бий болгоход туслах таван дэвшилтэт дулааны менежментийн шийдлийг танилцуулж байна.
1. Микро сувгийн шингэн хөргөлт: Нарийвчлалтай температурын хяналтын "судасны сүлжээ"
① Технологийн зарчим:
Микроны хэмжээний сувгууд (50–200 μм) нь лазерын олшруулалтын модуль эсвэл шилэн кабелийн нэгтгэгч дотор суулгагдсан байдаг. Өндөр хурдтай эргэлддэг хөргөлтийн шингэн (ус-гликолын холимог гэх мэт) нь дулааны эх үүсвэртэй шууд харьцаж урсаж, 1000 Вт/см²-ээс давсан дулааны урсгалын нягтралтайгаар маш үр ашигтай дулаан тархалтыг бий болгодог.
2 Гол давуу талууд:
Уламжлалт зэс блокийн хөргөлттэй харьцуулахад дулаан сарних үр ашгийг 5-10 дахин сайжруулсан.
10 кВт-аас дээш тогтвортой тасралтгүй лазерын ажиллагааг дэмждэг.
Авсаархан хэмжээ нь жижигрүүлсэн лазер толгойнуудтай нэгтгэх боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь орон зай багатай үйлдвэрлэлийн шугамд тохиромжтой.
③ Хэрэглээ:
Хагас дамжуулагч хажуугийн шахуургын модулиуд, шилэн лазерын нэгтгэгч, хэт хурдан лазерын өсгөгч.
2. Фазын өөрчлөлтийн материал (PCM) хөргөлт: Дулааны буфержуулалтын "дулааны нөөц"
① Технологийн зарчим:
Хатуу-шингэний шилжилтийн үед их хэмжээний далд дулааныг шингээж, улмаар оргил дулааны ачааллыг үе үе буферлэдэг парафины лав эсвэл металл хайлш зэрэг фазын өөрчлөлтийн материал (PCM) ашигладаг.
2 Гол давуу талууд:
Импульсийн лазер боловсруулалтад түр зуурын оргил дулааныг шингээж, хөргөлтийн систем дэх агшин зуурын ачааллыг бууруулдаг.
Шингэн хөргөлтийн системийн эрчим хүчний хэрэглээг 40% хүртэл бууруулдаг.
③ Хэрэглээ:
Өндөр энергитэй импульсийн лазерууд (жишээ нь, QCW лазерууд), түр зуурын дулааны цочролтой 3D хэвлэх системүүд.
3. Дулааны хоолойн дулааны тархалт: Идэвхгүй “дулааны хурдны зам”
① Технологийн зарчим:
Ажлын шингэнээр (жишээлбэл, шингэн металл) дүүргэсэн битүүмжилсэн вакуум хоолойг ашигладаг бөгөөд ууршилт-конденсацийн мөчлөг нь орон нутгийн дулааныг дулааны бүх субстратаар хурдан дамжуулдаг.
2 Гол давуу талууд:
Зэсийн дулаан дамжуулалтын 100 дахин их (>50,000 Вт/м·К) хүртэлх дулаан дамжуулалт нь тэг энергийн дулааны тэнцвэржилтийг бий болгодог.
Хөдлөх эд анги байхгүй, засвар үйлчилгээ шаарддаггүй, 100,000 цаг хүртэл ажиллах хугацаатай.
③ Хэрэглээ:
Өндөр хүчин чадалтай лазер диодын массивууд, нарийвчлалтай оптик бүрэлдэхүүн хэсгүүд (жишээ нь, гальванометр, фокусын линз).
4. Тийрэлтэт цохилтын хөргөлт: Өндөр даралттай "дулаан унтраагч"
① Технологийн зарчим:
Хэд хэдэн бичил хошуу нь хөргөлтийн шингэнийг дулааны эх үүсвэрийн гадаргуу руу шууд өндөр хурдаар (>10 м/с) шүршиж, дулааны хил хязгаарын давхаргыг алдагдуулж, конвектив дулаан дамжуулалтыг маш ихээр идэвхжүүлдэг.
2 Гол давуу талууд:
2000 Вт/см² хүртэлх орон нутгийн хөргөлтийн хүчин чадалтай, киловатт түвшний нэг горимтой шилэн лазерт тохиромжтой.
Өндөр температурын бүсүүдийг (жишээлбэл, лазер талстын төгсгөлийн гадаргуу) чиглэсэн хөргөлт.
③ Хэрэглээ:
Нэг горимтой өндөр тод шилэн лазер, хэт хурдан лазерт шугаман бус болор хөргөлт.
5. Ухаалаг дулааны удирдлагын алгоритмууд: Хиймэл оюун ухаанаар удирддаг “Хөргөлтийн тархи”
① Технологийн зарчим:
Температур мэдрэгч, урсгал хэмжигч болон хиймэл оюун ухааны загваруудыг нэгтгэн дулааны ачааллыг бодит цаг хугацаанд урьдчилан таамаглаж, хөргөлтийн параметрүүдийг (жишээ нь, урсгалын хурд, температур) динамикаар тохируулдаг.
2 Гол давуу талууд:
Дасан зохицох эрчим хүчний оновчлол нь нийт үр ашгийг 25%-иас дээш хувиар сайжруулдаг.
Урьдчилан таамаглах засвар үйлчилгээ: Дулааны хэв маягийн шинжилгээ нь насосны эх үүсвэрийн хуучиралт, сувгийн бөглөрөл гэх мэтийг эрт үед нь анхааруулах боломжийг олгодог.
③ Хэрэглээ:
Аж үйлдвэрийн 4.0 ухаалаг лазер ажлын станцууд, олон модультай зэрэгцээ лазер системүүд.
Лазер боловсруулалт нь илүү өндөр хүчин чадал, илүү нарийвчлал руу шилжих тусам дулааны менежмент нь "дэмжих технологи"-оос "гол ялгарах давуу тал" болж хөгжсөн. Шинэлэг хөргөлтийн шийдлүүдийг сонгох нь тоног төхөөрөмжийн ашиглалтын хугацааг уртасгаж, боловсруулалтын чанарыг сайжруулаад зогсохгүй нийт ашиглалтын зардлыг мэдэгдэхүйц бууруулдаг.
Нийтэлсэн цаг: 2025 оны 4-р сарын 16