लेजर प्रोसेसिंग के क्षेत्र में, उच्च शक्ति और उच्च पुनरावृति दर वाले लेजर औद्योगिक परिशुद्ध विनिर्माण में प्रमुख उपकरण बनते जा रहे हैं। हालांकि, जैसे-जैसे शक्ति घनत्व बढ़ता जा रहा है, थर्मल प्रबंधन एक प्रमुख बाधा के रूप में उभरा है जो सिस्टम के प्रदर्शन, जीवनकाल और प्रोसेसिंग सटीकता को सीमित करता है। पारंपरिक वायु या साधारण तरल शीतलन समाधान अब पर्याप्त नहीं हैं। नवोन्मेषी शीतलन प्रौद्योगिकियां अब उद्योग में एक महत्वपूर्ण प्रगति ला रही हैं। यह लेख कुशल और स्थिर लेजर प्रोसेसिंग सिस्टम प्राप्त करने में आपकी सहायता के लिए पांच उन्नत थर्मल प्रबंधन समाधानों का अनावरण करता है।
1. माइक्रोचैनल लिक्विड कूलिंग: सटीक तापमान नियंत्रण के लिए एक "संवहनी नेटवर्क"
① प्रौद्योगिकी सिद्धांत:
लेजर गेन मॉड्यूल या फाइबर कंबाइनर में माइक्रोन-स्केल चैनल (50-200 μm) लगे होते हैं। उच्च गति से प्रवाहित होने वाला शीतलक (जैसे जल-ग्लाइकॉल मिश्रण) ऊष्मा स्रोत के सीधे संपर्क में आता है, जिससे 1000 W/cm² से अधिक ऊष्मा प्रवाह घनत्व के साथ अत्यंत कुशल ऊष्मा अपव्यय प्राप्त होता है।
2. मुख्य लाभ:
परंपरागत कॉपर ब्लॉक कूलिंग की तुलना में ऊष्मा अपव्यय दक्षता में 5-10 गुना सुधार।
यह 10 किलोवाट से अधिक की स्थिर निरंतर लेजर संचालन क्षमता को सपोर्ट करता है।
इसका छोटा आकार इसे लघु लेजर हेड में एकीकृत करने की अनुमति देता है, जो स्थान की कमी वाली उत्पादन लाइनों के लिए आदर्श है।
③ अनुप्रयोग:
सेमीकंडक्टर साइड-पंप मॉड्यूल, फाइबर लेजर कंबाइनर, अल्ट्राफास्ट लेजर एम्पलीफायर।
2. फेज चेंज मटेरियल (पीसीएम) कूलिंग: ऊष्मा बफरिंग के लिए एक "थर्मल जलाशय"
① प्रौद्योगिकी सिद्धांत:
इसमें पैराफिन वैक्स या धातु मिश्र धातुओं जैसे चरण परिवर्तन सामग्री (पीसीएम) का उपयोग किया जाता है, जो ठोस-तरल संक्रमण के दौरान बड़ी मात्रा में गुप्त ऊष्मा को अवशोषित करते हैं, जिससे समय-समय पर चरम तापीय भार को संतुलित किया जा सकता है।
2. मुख्य लाभ:
यह पल्स लेजर प्रोसेसिंग में क्षणिक चरम ऊष्मा को अवशोषित करता है, जिससे शीतलन प्रणाली पर तात्कालिक भार कम हो जाता है।
यह लिक्विड कूलिंग सिस्टम की ऊर्जा खपत को 40% तक कम कर देता है।
③ अनुप्रयोग:
उच्च-ऊर्जा स्पंदित लेजर (जैसे, QCW लेजर), बार-बार क्षणिक तापीय झटकों वाले 3D प्रिंटिंग सिस्टम।
3. हीट पाइप थर्मल स्प्रेडिंग: एक निष्क्रिय "थर्मल हाईवे"
① प्रौद्योगिकी सिद्धांत:
इसमें कार्यशील द्रव (जैसे तरल धातु) से भरी सीलबंद वैक्यूम ट्यूबों का उपयोग किया जाता है, जहां वाष्पीकरण-संघनन चक्र तेजी से पूरे थर्मल सब्सट्रेट में स्थानीयकृत ऊष्मा को स्थानांतरित करते हैं।
2. मुख्य लाभ:
तांबे की तुलना में 100 गुना तक (>50,000 W/m·K) तापीय चालकता, जो शून्य-ऊर्जा तापीय समतुल्यता को सक्षम बनाती है।
इसमें कोई गतिशील पुर्जा नहीं है, रखरखाव की आवश्यकता नहीं है, और इसका जीवनकाल 100,000 घंटे तक है।
③ अनुप्रयोग:
उच्च-शक्ति वाले लेजर डायोड सरणियाँ, सटीक ऑप्टिकल घटक (जैसे, गैल्वेनोमीटर, फोकसिंग लेंस)।
4. जेट इम्पिंजमेंट कूलिंग: एक उच्च दबाव वाला "ऊष्मा बुझाने वाला यंत्र"
① प्रौद्योगिकी सिद्धांत:
सूक्ष्म नोजलों की एक श्रृंखला शीतलक को उच्च गति (>10 मीटर/सेकंड) से सीधे ऊष्मा स्रोत की सतह पर छिड़कती है, जिससे तापीय सीमा परत बाधित होती है और अत्यधिक संवहन ऊष्मा स्थानांतरण संभव होता है।
2. मुख्य लाभ:
2000 W/cm² तक की स्थानीय शीतलन क्षमता, किलोवाट-स्तर के सिंगल-मोड फाइबर लेजर के लिए उपयुक्त।
उच्च तापमान वाले क्षेत्रों (जैसे, लेजर क्रिस्टल के अंतिम सिरे) का लक्षित शीतलन।
③ अनुप्रयोग:
सिंगल-मोड हाई-ब्राइटनेस फाइबर लेजर, अल्ट्राफास्ट लेजर में नॉनलाइनियर क्रिस्टल कूलिंग।
5. बुद्धिमान तापीय प्रबंधन एल्गोरिदम: एआई-संचालित "कूलिंग ब्रेन"
① प्रौद्योगिकी सिद्धांत:
यह तापमान सेंसर, फ्लो मीटर और एआई मॉडल को मिलाकर वास्तविक समय में थर्मल लोड का अनुमान लगाता है और कूलिंग पैरामीटर (जैसे, प्रवाह दर, तापमान) को गतिशील रूप से समायोजित करता है।
2. मुख्य लाभ:
अनुकूली ऊर्जा अनुकूलन से समग्र दक्षता में 25% से अधिक सुधार होता है।
पूर्वानुमानित रखरखाव: थर्मल पैटर्न विश्लेषण पंप स्रोत की उम्र बढ़ने, चैनल अवरोध आदि के लिए प्रारंभिक चेतावनी प्रदान करने में सक्षम बनाता है।
③ अनुप्रयोग:
उद्योग 4.0 के बुद्धिमान लेजर वर्कस्टेशन, मल्टी-मॉड्यूल समानांतर लेजर सिस्टम।
लेजर प्रसंस्करण में बढ़ती शक्ति और अधिक सटीकता के साथ, थर्मल प्रबंधन एक "सहायक तकनीक" से "मुख्य विशिष्ट लाभ" के रूप में विकसित हो गया है। नवीन शीतलन समाधानों का चयन न केवल उपकरण के जीवनकाल को बढ़ाता है और प्रसंस्करण गुणवत्ता को बेहतर बनाता है, बल्कि कुल परिचालन लागत को भी काफी कम करता है।
पोस्ट करने का समय: 16 अप्रैल 2025