Лазердик иштетүү тармагында жогорку кубаттуулуктагы, кайталоо ылдамдыгы жогору лазерлер өнөр жайлык тактык өндүрүшүндө негизги жабдууларга айланууда. Бирок, кубаттуулуктун тыгыздыгы өсө берген сайын, жылуулукту башкаруу системанын иштешин, иштөө мөөнөтүн жана иштетүүнүн тактыгын чектеген негизги тоскоолдук катары пайда болду. Салттуу аба же жөнөкөй суюк муздатуу чечимдери мындан ары жетишсиз. Инновациялык муздатуу технологиялары азыр тармакта алдыга жылууга түрткү болууда. Бул макалада сизге натыйжалуу жана туруктуу лазердик иштетүү системаларына жетүүгө жардам берүүчү беш өнүккөн жылуулукту башкаруу чечими сунушталат.
1. Микроканалдуу суюктук менен муздатуу: температураны так көзөмөлдөө үчүн "кан тамыр тармагы"
① Технологиянын принциби:
Микрон масштабдуу каналдар (50–200 мкм) лазердик күчөтүү модулуна же була бириктиргичке орнотулган. Жогорку ылдамдыктагы айлануучу муздаткыч (мисалы, суу-гликоль аралашмалары) жылуулук булагы менен түздөн-түз байланышта агып, жылуулук агымынын тыгыздыгы 1000 Вт/см² ашканда өтө натыйжалуу жылуулукту таркатууга жетишет.
② Негизги артыкчылыктары:
Салттуу жез блоктуу муздатууга салыштырмалуу жылуулукту таркатуу натыйжалуулугун 5–10 эсеге жакшыртуу.
10 кВттан ашык кубаттуулуктагы лазердин туруктуу үзгүлтүксүз иштешин колдойт.
Компакттуу өлчөм мейкиндик чектелүү өндүрүш линиялары үчүн идеалдуу болгон миниатюралык лазердик баштарга интеграциялоого мүмкүндүк берет.
③ Колдонмолор:
Жарым өткөргүчтүү капталдан сордурулган модулдар, була лазердик комбайндар, өтө тез лазердик күчөткүчтөр.
2. Фазалык алмашуу материалы (PCM) менен муздатуу: жылуулукту буферлөө үчүн "жылуулук резервуары"
① Технологиянын принциби:
Катуу-суюктук өтүүлөрү учурунда көп өлчөмдөгү жашыруун жылуулукту сиңирип, ошону менен мезгил-мезгили менен чоку жылуулук жүктөмдөрүн буферлештирип турган парафин мому же металл эритмелери сыяктуу фазалык алмашуу материалдарын (ФӨМ) колдонот.
② Негизги артыкчылыктары:
Импульстук лазердик иштетүүдө убактылуу эң жогорку жылуулукту сиңирип, муздатуу системасына заматта жүктү азайтат.
Суюк муздатуу системаларынын энергия керектөөсүн 40% га чейин азайтат.
③ Колдонмолор:
Жогорку энергиялуу импульстуу лазерлер (мисалы, QCW лазерлери), тез-тез өткөөл жылуулук соккулары бар 3D басып чыгаруу системалары.
3. Жылуулук түтүгүнүн жылуулук менен жайылышы: пассивдүү "жылуулук магистралы"
① Технологиянын принциби:
Жумушчу суюктук (мисалы, суюк металл) менен толтурулган герметикалык вакуумдук түтүктөрдү колдонот, мында буулануу-конденсация циклдери локалдашкан жылуулукту бүтүндөй жылуулук субстраты боюнча тез өткөрүп берет.
② Негизги артыкчылыктары:
Жылуулук өткөрүмдүүлүгү жездикинен 100 эсеге чейин (>50 000 Вт/м·К), бул нөлдүк энергия менен жылуулук теңдөөнү камсыз кылат.
Кыймылдуу бөлүктөр жок, техникалык тейлөөнү талап кылбайт, 100 000 саатка чейин иштөө мөөнөтү бар.
③ Колдонмолор:
Жогорку кубаттуулуктагы лазердик диоддук массивдер, так оптикалык компоненттер (мисалы, гальванометрлер, фокустоочу линзалар).
4. Агып тийүүчү муздатуу: жогорку басымдагы "жылуулук өчүргүч"
① Технологиянын принциби:
Микрофорсункалардын жыйындысы муздатуучу суюктукту жогорку ылдамдыкта (>10 м/с) түз жылуулук булагынын бетине чачып, жылуулук чек ара катмарын бузуп, жылуулуктун конвективдүү өтүшүнө шарт түзөт.
② Негизги артыкчылыктары:
Жергиликтүү муздатуу кубаттуулугу 2000 Вт/см² чейин, киловатт деңгээлиндеги бир режимдеги була лазерлери үчүн ылайыктуу.
Жогорку температуралуу зоналарды максаттуу муздатуу (мисалы, лазердик кристаллдын учтары).
③ Колдонмолор:
Бир режимдүү жогорку жарыктыктагы була лазерлери, өтө тез лазерлердеги сызыктуу эмес кристаллдарды муздатуу.
5. Акылдуу жылуулук башкаруу алгоритмдери: жасалма интеллект менен башкарылуучу "мээни муздатуу"
① Технологиянын принциби:
Температура сенсорлорун, агым өлчөгүчтөрүн жана жасалма интеллект моделдерин айкалыштырып, жылуулук жүктөмдөрүн реалдуу убакытта алдын ала айтат жана муздатуу параметрлерин (мисалы, агым ылдамдыгы, температура) динамикалык түрдө тууралайт.
② Негизги артыкчылыктары:
Адаптивдүү энергияны оптималдаштыруу жалпы натыйжалуулукту 25% дан ашык жогорулатат.
Алдын ала техникалык тейлөө: жылуулук үлгүсүн талдоо насостун булагынын эскириши, каналдын бүтөлүшү ж.б. жөнүндө эрте эскертүүлөргө мүмкүндүк берет.
③ Колдонмолор:
Industry 4.0 акылдуу лазердик жумушчу станциялары, көп модулдук параллелдүү лазердик системалар.
Лазердик иштетүү жогорку кубаттуулукка жана тактыкка карай өнүккөн сайын, жылуулукту башкаруу "колдоочу технологиядан" "негизги айырмалоочу артыкчылыкка" айланды. Инновациялык муздатуу чечимдерин тандоо жабдуулардын иштөө мөөнөтүн узартып, иштетүү сапатын жогорулатып гана тим болбостон, жалпы эксплуатациялык чыгымдарды да бир топ азайтат.
Жарыяланган убактысы: 2025-жылдын 16-апрели