Лазердик кайра иштетүү чөйрөсүндө жогорку кубаттуулуктагы, кайталануучу жогорку ылдамдыктагы лазерлер өнөр жайлык тактыктагы өндүрүштүн негизги жабдууларына айланууда. Бирок, кубаттуулуктун тыгыздыгы өсүп жаткандыктан, жылуулук башкаруу системанын иштешин, иштөө мөөнөтүн жана иштетүү тактыгын чектеген негизги тоскоолдук болуп калды. Салттуу аба же жөнөкөй суюк муздатуу чечимдери мындан ары жетишсиз. Инновациялык муздатуу технологиялары азыр тармакта алдыга секирик жасоодо. Бул макалада эффективдүү жана туруктуу лазердик иштетүү системаларына жетүүгө жардам берүү үчүн беш өнүккөн жылуулук башкаруу чечимдерин ачып берет.
1. Микроканал суюктук муздатуу: Температураны так көзөмөлдөө үчүн "кан тамыр тармагы"
① технологиялык принцип:
Микрон масштабдуу каналдар (50–200 мкм) лазердик пайда модулунда же була бириктиргичинде камтылган. Жогорку ылдамдыктагы циркуляциялык муздаткыч (мисалы, суу-гликол аралашмасы) жылуулук булагы менен түздөн-түз байланышта агып, жылуулук агымынын тыгыздыгы 1000 Вт/см² ашкан өтө эффективдүү жылуулук диссипациясына жетишет.
② Негизги артыкчылыктары:
Салттуу жез блокторун муздатууга караганда жылуулукту таркатуунун эффективдүүлүгүн 5–10 × жакшыртуу.
10 кВттан ашык туруктуу үзгүлтүксүз лазердин иштешин колдойт.
Компакт өлчөмү мейкиндиги чектелген өндүрүш линиялары үчүн идеалдуу, кичирейтилген лазер баштарына интеграциялоого мүмкүндүк берет.
③ Тиркемелер:
Жарым өткөргүч каптал насостук модулдар, була лазер комбайндары, өтө тез лазер күчөткүчтөрү.
2. Фазаны өзгөртүү материалы (PCM) муздатуу: Жылуулук буферлөө үчүн "Жылуулук резервуары"
① технологиялык принцип:
Парафиндик мом же металл эритмелери сыяктуу фаза алмаштыруучу материалдарды (ПКМ) колдонот, алар катуу-суюк өтүү учурунда көп көлөмдөгү жашыруун жылуулукту өзүнө сиңирип, ошону менен мезгил-мезгили менен эң жогорку жылуулук жүктөмүн буферлейт.
② Негизги артыкчылыктары:
Импульстүү лазердик иштетүүдө убактылуу чоку жылуулукту сиңирип, муздатуу системасына заматта жүктү азайтат.
Суюк муздатуу системаларынын энергия керектөөсүн 40% га чейин азайтат.
③ Тиркемелер:
Жогорку энергиялуу импульстук лазерлер (мисалы, QCW лазерлери), тез-тез өтүүчү жылуулук соккулары бар 3D басып чыгаруу системалары.
3. Жылуулук түтүгүнүн термикалык жайылышы: пассивдүү “Жылуулук магистралы”
① технологиялык принцип:
Жумушчу суюктук менен (мисалы, суюк металл) толтурулган мөөр басылган вакуумдук түтүктөрдү колдонот, мында буулануу-конденсация циклдери локалдуу жылуулукту бүт жылуулук субстрат боюнча тез өткөрүп берет.
② Негизги артыкчылыктары:
Жездикинен 100 × чейин жылуулук өткөрүмдүүлүк (>50 000 Вт/м·К), нөл энергиялуу жылуулук теңдештирүүнү камсыз кылат.
Кыймылдуу бөлүктөрү жок, тейлөө талап кылынбайт, иштөө мөөнөтү 100 000 саатка чейин.
③ Тиркемелер:
Жогорку кубаттуулуктагы лазердик диод массивдери, так оптикалык компоненттер (мисалы, гальванометрлер, фокустоочу линзалар).
4. Реактивдүү соккудан муздатуу: Жогорку басымдагы "Жылуулук өчүргүч"
① технологиялык принцип:
Бир катар микро-саптар муздаткычты жогорку ылдамдыкта (>10 м/с) түздөн-түз жылуулук булагынын бетине чачат, бул жылуулук чек ара катмарын бузуп, экстремалдык конвективдик жылуулук өткөрүүнү камсыз кылат.
② Негизги артыкчылыктары:
Жергиликтүү муздатуу кубаттуулугу 2000 Вт/см², киловатт деңгээлдеги бир режимдүү була лазерлери үчүн ылайыктуу.
Жогорку температуралуу зоналарды максаттуу муздатуу (мисалы, лазердик кристаллдын акыркы беттери).
③ Тиркемелер:
Бир режимдүү жогорку жарыктык була лазерлери, ультра ылдам лазерлерде сызыктуу эмес кристалл муздатуу.
5. Жылуулукту башкаруунун интеллектуалдык алгоритмдери: AI башкарган "Мээни муздатуу"
① технологиялык принцип:
Термикалык жүктөрдү реалдуу убакытта алдын ала айтуу жана муздатуу параметрлерин (мисалы, агымдын ылдамдыгы, температура) динамикалык түрдө тууралоо үчүн температура сенсорлорун, чыгым өлчөгүчтөрдү жана AI моделдерин бириктирет.
② Негизги артыкчылыктары:
Адаптивдүү энергияны оптималдаштыруу жалпы эффективдүүлүктү 25% га жогорулатат.
Болжолдуу тейлөө: жылуулук үлгүсүн талдоо насостун булагын эскирүү, каналдын бөгөлүшү, ж.б.
③ Тиркемелер:
Industry 4.0 интеллектуалдык лазердик жумушчу станциялары, көп модулдуу параллелдүү лазер системалары.
Лазердик иштетүү жогорку кубаттуулукка жана көбүрөөк тактыкка карай өнүккөн сайын, жылуулук башкаруу "колдоочу технологиядан" "негизги айырмалоочу артыкчылыкка" чейин өзгөрдү. Муздатуу үчүн инновациялык чечимдерди тандоо жабдыктардын иштөө мөөнөтүн узартып, иштетүү сапатын гана жогорулатпастан, ошондой эле жалпы операциялык чыгымдарды кыйла азайтат.
Посттун убактысы: 16-апрель-2025