लेसर प्रक्रियेच्या क्षेत्रात, उच्च-शक्तीचे, उच्च-पुनरावृत्ती-दराचे लेसर औद्योगिक अचूकता उत्पादनात मुख्य उपकरणे बनत आहेत. तथापि, वीज घनता वाढत असताना, थर्मल व्यवस्थापन हे एक प्रमुख अडथळा म्हणून उदयास आले आहे जे सिस्टमची कार्यक्षमता, आयुर्मान आणि प्रक्रिया अचूकता मर्यादित करते. पारंपारिक हवा किंवा साधे द्रव शीतकरण उपाय आता पुरेसे नाहीत. नाविन्यपूर्ण शीतकरण तंत्रज्ञान आता उद्योगात एक झेप घेत आहेत. हा लेख कार्यक्षम आणि स्थिर लेसर प्रक्रिया प्रणाली साध्य करण्यात मदत करण्यासाठी पाच प्रगत थर्मल व्यवस्थापन उपायांचे अनावरण करतो.
१. मायक्रोचॅनेल लिक्विड कूलिंग: अचूक तापमान नियंत्रणासाठी एक "व्हस्क्युलर नेटवर्क"
① तंत्रज्ञान तत्व:
मायक्रोन-स्केल चॅनेल (५०-२०० μm) लेसर गेन मॉड्यूल किंवा फायबर कॉम्बाइनरमध्ये एम्बेड केलेले असतात. हाय-स्पीड सर्क्युलेटिंग कूलंट (जसे की वॉटर-ग्लायकोल मिश्रण) थेट उष्णता स्त्रोताच्या संपर्कात वाहते, ज्यामुळे १००० W/cm² पेक्षा जास्त उष्णता प्रवाह घनतेसह अत्यंत कार्यक्षम उष्णता अपव्यय होतो.
② प्रमुख फायदे:
पारंपारिक कॉपर ब्लॉक कूलिंगच्या तुलनेत उष्णता नष्ट करण्याच्या कार्यक्षमतेत ५-१०× सुधारणा.
१० किलोवॅटपेक्षा जास्त स्थिर सतत लेसर ऑपरेशनला समर्थन देते.
कॉम्पॅक्ट आकारामुळे लघु लेसर हेड्समध्ये एकत्रीकरण करणे शक्य होते, जे जागेच्या मर्यादेच्या उत्पादन लाइनसाठी आदर्श आहे.
③ अर्ज:
सेमीकंडक्टर साइड-पंप्ड मॉड्यूल्स, फायबर लेसर कॉम्बाइनर्स, अल्ट्राफास्ट लेसर अॅम्प्लिफायर्स.
२. फेज चेंज मटेरियल (पीसीएम) कूलिंग: हीट बफरिंगसाठी "थर्मल रिझर्व्हॉयर"
① तंत्रज्ञान तत्व:
पॅराफिन मेण किंवा धातूच्या मिश्रधातूंसारख्या फेज चेंज मटेरियल (पीसीएम) वापरतात, जे घन-द्रव संक्रमणादरम्यान मोठ्या प्रमाणात सुप्त उष्णता शोषून घेतात, ज्यामुळे वेळोवेळी पीक थर्मल भार बफर होतात.
② प्रमुख फायदे:
स्पंदित लेसर प्रक्रियेमध्ये क्षणिक पीक उष्णता शोषून घेते, ज्यामुळे शीतकरण प्रणालीवरील तात्काळ भार कमी होतो.
द्रव शीतकरण प्रणालींचा ऊर्जेचा वापर ४०% पर्यंत कमी करते.
③ अर्ज:
उच्च-ऊर्जा स्पंदित लेसर (उदा., QCW लेसर), वारंवार क्षणिक थर्मल शॉक असलेल्या 3D प्रिंटिंग सिस्टम.
३. हीट पाईप थर्मल स्प्रेडिंग: एक निष्क्रिय "थर्मल हायवे"
① तंत्रज्ञान तत्व:
कार्यरत द्रव (जसे की द्रव धातू) ने भरलेल्या सीलबंद व्हॅक्यूम ट्यूबचा वापर करते, जिथे बाष्पीभवन-संक्षेपण चक्र संपूर्ण थर्मल सब्सट्रेटमध्ये स्थानिक उष्णता वेगाने हस्तांतरित करतात.
② प्रमुख फायदे:
तांब्याच्या (>५०,००० W/m·K) १००× पर्यंत थर्मल चालकता, ज्यामुळे शून्य-ऊर्जा थर्मल समीकरण शक्य होते.
कोणतेही हलणारे भाग नाहीत, देखभाल-मुक्त, १००,००० तासांपर्यंत आयुष्यमान.
③ अर्ज:
उच्च-शक्तीचे लेसर डायोड अ‍ॅरे, अचूक ऑप्टिकल घटक (उदा., गॅल्व्हनोमीटर, फोकसिंग लेन्स).
४. जेट इम्पिंगमेंट कूलिंग: एक उच्च-दाब "उष्णता अग्निशामक"
① तंत्रज्ञान तत्व:
सूक्ष्म-नोझल्सची एक श्रेणी उष्णता स्त्रोताच्या पृष्ठभागावर थेट उच्च वेगाने (>१० मी/सेकंद) शीतलक फवारते, ज्यामुळे थर्मल सीमा थर विस्कळीत होतो आणि अत्यंत संवहनी उष्णता हस्तांतरण सक्षम होते.
② प्रमुख फायदे:
किलोवॅट-स्तरीय सिंगल-मोड फायबर लेसरसाठी योग्य, २००० W/cm² पर्यंत स्थानिक शीतकरण क्षमता.
उच्च-तापमान झोनचे लक्ष्यित शीतकरण (उदा. लेसर क्रिस्टल एंड फेसेस).
③ अर्ज:
सिंगल-मोड हाय-ब्राइटनेस फायबर लेसर, अल्ट्राफास्ट लेसरमध्ये नॉनलाइनर क्रिस्टल कूलिंग.
५. इंटेलिजेंट थर्मल मॅनेजमेंट अल्गोरिदम: एआय-चालित "कूलिंग ब्रेन"
① तंत्रज्ञान तत्व:
रिअल टाइममध्ये थर्मल लोडचा अंदाज लावण्यासाठी आणि कूलिंग पॅरामीटर्स (उदा., फ्लो रेट, तापमान) गतिमानपणे समायोजित करण्यासाठी तापमान सेन्सर्स, फ्लो मीटर आणि एआय मॉडेल्स एकत्र करते.
② प्रमुख फायदे:
अनुकूली ऊर्जा ऑप्टिमायझेशनमुळे एकूण कार्यक्षमता २५% पेक्षा जास्त वाढते.
भाकित देखभाल: थर्मल पॅटर्न विश्लेषण पंप सोर्स एजिंग, चॅनेल ब्लॉकेज इत्यादींसाठी लवकर इशारा देण्यास सक्षम करते.
③ अर्ज:
इंडस्ट्री ४.० इंटेलिजेंट लेसर वर्कस्टेशन्स, मल्टी-मॉड्यूल पॅरलल लेसर सिस्टम.
लेसर प्रक्रिया उच्च शक्ती आणि अधिक अचूकतेकडे प्रगती करत असताना, थर्मल व्यवस्थापन "सहाय्यक तंत्रज्ञानापासून" "मुख्य भिन्नता फायद्या" मध्ये विकसित झाले आहे. नाविन्यपूर्ण शीतकरण उपाय निवडल्याने केवळ उपकरणांचे आयुष्य वाढते आणि प्रक्रिया गुणवत्ता वाढते असे नाही तर एकूण ऑपरेटिंग खर्च देखील लक्षणीयरीत्या कमी होतो.
पोस्ट वेळ: एप्रिल-१६-२०२५