Dalam bidang pemprosesan laser, laser berkuasa tinggi dan kadar pengulangan tinggi menjadi peralatan teras dalam pembuatan ketepatan perindustrian. Walau bagaimanapun, apabila ketumpatan kuasa terus meningkat, pengurusan haba telah muncul sebagai penghalang utama yang mengehadkan prestasi sistem, jangka hayat dan ketepatan pemprosesan. Penyelesaian penyejukan udara tradisional atau cecair mudah tidak lagi mencukupi. Teknologi penyejukan inovatif kini memacu lonjakan ke hadapan dalam industri. Artikel ini memperkenalkan lima penyelesaian pengurusan haba termaju untuk membantu anda mencapai sistem pemprosesan laser yang cekap dan stabil.
1. Penyejukan Cecair Mikrosaluran: "Rangkaian Vaskular" untuk Kawalan Suhu Ketepatan
① Prinsip Teknologi:
Saluran skala mikron (50–200 μm) dibenamkan dalam modul penguatan laser atau penggabung gentian. Penyejuk beredar berkelajuan tinggi (seperti campuran air-glikol) mengalir terus bersentuhan dengan sumber haba, mencapai pelesapan haba yang sangat cekap dengan ketumpatan fluks haba melebihi 1000 W/cm².
② Kelebihan Utama:
Peningkatan 5–10× dalam kecekapan pelesapan haba berbanding penyejukan blok kuprum tradisional.
Menyokong operasi laser berterusan yang stabil melebihi 10 kW.
Saiz padat membolehkan penyepaduan ke dalam kepala laser mini, sesuai untuk barisan pengeluaran yang terhad ruang.
③ Aplikasi:
Modul pam sisi semikonduktor, penggabung laser gentian, penguat laser ultrapantas.
2. Penyejukan Bahan Perubahan Fasa (PCM): "Takungan Terma" untuk Penimbal Haba
① Prinsip Teknologi:
Menggunakan bahan perubahan fasa (PCM) seperti lilin parafin atau aloi logam, yang menyerap sejumlah besar haba pendam semasa peralihan pepejal-cecair, sekali gus menampan beban haba puncak secara berkala.
② Kelebihan Utama:
Menyerap haba puncak sementara dalam pemprosesan laser berdenyut, mengurangkan beban serta-merta pada sistem penyejukan.
Mengurangkan penggunaan tenaga sistem penyejukan cecair sehingga 40%.
③ Aplikasi:
Laser berdenyut bertenaga tinggi (contohnya, laser QCW), sistem percetakan 3D dengan kejutan haba sementara yang kerap.
3. Penyebaran Terma Paip Haba: "Lebuhraya Terma" Pasif
① Prinsip Teknologi:
Menggunakan tiub vakum tertutup yang diisi dengan bendalir kerja (seperti logam cecair), di mana kitaran penyejatan-pemeluwapan memindahkan haba setempat dengan pantas merentasi keseluruhan substrat haba.
② Kelebihan Utama:
Kekonduksian terma sehingga 100× daripada kuprum (>50,000 W/m·K), membolehkan penyamaan terma tenaga sifar.
Tiada bahagian yang bergerak, bebas penyelenggaraan, dengan jangka hayat sehingga 100,000 jam.
③ Aplikasi:
Susunan diod laser berkuasa tinggi, komponen optik jitu (cth., galvanometer, kanta pemfokusan).
4. Penyejukan Hentaman Jet: "Pemadam Haba" Tekanan Tinggi
① Prinsip Teknologi:
Pelbagai muncung mikro menyemburkan penyejuk pada kelajuan tinggi (>10 m/s) terus ke permukaan sumber haba, mengganggu lapisan sempadan haba dan membolehkan pemindahan haba perolakan yang melampau.
② Kelebihan Utama:
Kapasiti penyejukan tempatan sehingga 2000 W/cm², sesuai untuk laser gentian mod tunggal aras kilowatt.
Penyejukan sasaran zon suhu tinggi (cth., permukaan hujung kristal laser).
③ Aplikasi:
Laser gentian kecerahan tinggi mod tunggal, penyejukan kristal tak linear dalam laser ultrapantas.
5. Algoritma Pengurusan Terma Pintar: “Otak Penyejukan” Berpacuan AI
① Prinsip Teknologi:
Menggabungkan sensor suhu, meter aliran dan model AI untuk meramalkan beban haba dalam masa nyata dan melaraskan parameter penyejukan secara dinamik (cth., kadar aliran, suhu).
② Kelebihan Utama:
Pengoptimuman tenaga adaptif meningkatkan kecekapan keseluruhan sebanyak lebih 25%.
Penyelenggaraan ramalan: analisis corak terma membolehkan amaran awal untuk penuaan sumber pam, penyumbatan saluran, dsb.
③ Aplikasi:
Stesen kerja laser pintar Industri 4.0, sistem laser selari berbilang modul.
Seiring kemajuan pemprosesan laser ke arah kuasa yang lebih tinggi dan ketepatan yang lebih tinggi, pengurusan haba telah berkembang daripada "teknologi sokongan" kepada "kelebihan teras yang membezakan." Memilih penyelesaian penyejukan inovatif bukan sahaja memanjangkan hayat peralatan dan meningkatkan kualiti pemprosesan tetapi juga mengurangkan jumlah kos operasi dengan ketara.
Masa siaran: 16-Apr-2025