லேசர் செயலாக்கத்தில் ஐந்து அதிநவீன வெப்ப மேலாண்மை தொழில்நுட்பங்கள்

லேசர் செயலாக்கத் துறையில், உயர்-சக்தி, அதிக-மீண்டும்-விகித லேசர்கள் தொழில்துறை துல்லிய உற்பத்தியில் முக்கிய உபகரணங்களாக மாறி வருகின்றன. இருப்பினும், சக்தி அடர்த்தி தொடர்ந்து அதிகரித்து வருவதால், வெப்ப மேலாண்மை என்பது அமைப்பின் செயல்திறன், ஆயுட்காலம் மற்றும் செயலாக்க துல்லியத்தை கட்டுப்படுத்தும் ஒரு முக்கிய தடையாக உருவெடுத்துள்ளது. பாரம்பரிய காற்று அல்லது எளிய திரவ குளிரூட்டும் தீர்வுகள் இனி போதுமானதாக இல்லை. புதுமையான குளிரூட்டும் தொழில்நுட்பங்கள் இப்போது தொழில்துறையில் ஒரு பாய்ச்சலை இயக்கி வருகின்றன. திறமையான மற்றும் நிலையான லேசர் செயலாக்க அமைப்புகளை அடைய உதவும் ஐந்து மேம்பட்ட வெப்ப மேலாண்மை தீர்வுகளை இந்தக் கட்டுரை வெளியிடுகிறது.

1. மைக்ரோசேனல் திரவ குளிர்ச்சி: துல்லியமான வெப்பநிலை கட்டுப்பாட்டுக்கான "வாஸ்குலர் நெட்வொர்க்".

① தொழில்நுட்பக் கொள்கை:

மைக்ரான் அளவிலான சேனல்கள் (50–200 μm) லேசர் கெயின் தொகுதி அல்லது ஃபைபர் இணைப்பியில் பதிக்கப்பட்டுள்ளன. அதிவேக சுற்றும் குளிரூட்டி (நீர்-கிளைகோல் கலவைகள் போன்றவை) வெப்ப மூலத்துடன் நேரடியாகத் தொடர்பில் பாய்கிறது, 1000 W/cm² ஐ விட அதிகமான வெப்பப் பாய்வு அடர்த்தியுடன் மிகவும் திறமையான வெப்பச் சிதறலை அடைகிறது.

② முக்கிய நன்மைகள்:

பாரம்பரிய செப்புத் தொகுதி குளிரூட்டலை விட வெப்பச் சிதறல் செயல்திறனில் 5–10× முன்னேற்றம்.

10 kW க்கு மேல் நிலையான தொடர்ச்சியான லேசர் செயல்பாட்டை ஆதரிக்கிறது.

சிறிய அளவு, சிறிய லேசர் தலைகளில் ஒருங்கிணைக்க அனுமதிக்கிறது, இது இடம் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட உற்பத்தி வரிகளுக்கு ஏற்றது.

③ விண்ணப்பங்கள்:

குறைக்கடத்தி பக்கவாட்டு-பம்ப் செய்யப்பட்ட தொகுதிகள், ஃபைபர் லேசர் இணைப்பிகள், அதிவேக லேசர் பெருக்கிகள்.

2. கட்ட மாற்றப் பொருள் (PCM) குளிர்வித்தல்: வெப்ப தாங்கலுக்கான ஒரு "வெப்ப நீர்த்தேக்கம்"

① தொழில்நுட்பக் கொள்கை:

பாரஃபின் மெழுகு அல்லது உலோகக் கலவைகள் போன்ற கட்ட மாற்றப் பொருட்களை (PCMகள்) பயன்படுத்துகிறது, அவை திட-திரவ மாற்றங்களின் போது அதிக அளவு மறைந்திருக்கும் வெப்பத்தை உறிஞ்சி, அதன் மூலம் அவ்வப்போது உச்ச வெப்ப சுமைகளைத் தாங்கும்.

② முக்கிய நன்மைகள்:

துடிப்புள்ள லேசர் செயலாக்கத்தில் நிலையற்ற உச்ச வெப்பத்தை உறிஞ்சி, குளிரூட்டும் அமைப்பில் உடனடி சுமையைக் குறைக்கிறது.

திரவ குளிரூட்டும் அமைப்புகளின் ஆற்றல் பயன்பாட்டை 40% வரை குறைக்கிறது.

③ விண்ணப்பங்கள்:

உயர் ஆற்றல் துடிப்புள்ள லேசர்கள் (எ.கா., QCW லேசர்கள்), அடிக்கடி நிலையற்ற வெப்ப அதிர்ச்சிகளைக் கொண்ட 3D அச்சிடும் அமைப்புகள்.

3. வெப்பக் குழாய் வெப்பப் பரவல்: ஒரு செயலற்ற "வெப்ப நெடுஞ்சாலை"

① தொழில்நுட்பக் கொள்கை:

வேலை செய்யும் திரவத்தால் நிரப்பப்பட்ட சீல் செய்யப்பட்ட வெற்றிடக் குழாய்களைப் பயன்படுத்துகிறது (திரவ உலோகம் போன்றவை), அங்கு ஆவியாதல்-ஒடுக்கம் சுழற்சிகள் முழு வெப்ப அடி மூலக்கூறு முழுவதும் உள்ளூர் வெப்பத்தை விரைவாக மாற்றும்.

② முக்கிய நன்மைகள்:

தாமிரத்தை விட 100× வெப்ப கடத்துத்திறன் (>50,000 W/m·K), பூஜ்ஜிய ஆற்றல் வெப்ப சமன்பாட்டை செயல்படுத்துகிறது.

நகரும் பாகங்கள் இல்லை, பராமரிப்பு இல்லை, 100,000 மணிநேரம் வரை ஆயுட்காலம் கொண்டது.

③ விண்ணப்பங்கள்:

உயர்-சக்தி லேசர் டையோடு வரிசைகள், துல்லியமான ஒளியியல் கூறுகள் (எ.கா., கால்வனோமீட்டர்கள், கவனம் செலுத்தும் லென்ஸ்கள்).

4. ஜெட் இம்பிங்மென்ட் கூலிங்: ஒரு உயர் அழுத்த "வெப்ப அணைப்பான்"

① தொழில்நுட்பக் கொள்கை:

மைக்ரோ-நோசல்களின் வரிசையானது குளிரூட்டியை அதிக வேகத்தில் (>10 மீ/வி) நேரடியாக வெப்ப மூல மேற்பரப்பில் தெளிக்கிறது, இது வெப்ப எல்லை அடுக்கை சீர்குலைத்து தீவிர வெப்பச்சலன வெப்ப பரிமாற்றத்தை செயல்படுத்துகிறது.

② முக்கிய நன்மைகள்:

2000 W/cm² வரையிலான உள்ளூர் குளிரூட்டும் திறன், கிலோவாட்-நிலை ஒற்றை-முறை ஃபைபர் லேசர்களுக்கு ஏற்றது.

உயர் வெப்பநிலை மண்டலங்களின் இலக்கு குளிர்விப்பு (எ.கா., லேசர் படிக முனை முகங்கள்).

③ விண்ணப்பங்கள்:

ஒற்றை-முறை உயர்-பிரகாசம் கொண்ட ஃபைபர் லேசர்கள், அல்ட்ராஃபாஸ்ட் லேசர்களில் நேரியல் அல்லாத படிக குளிர்ச்சி.

5. அறிவார்ந்த வெப்ப மேலாண்மை வழிமுறைகள்: AI- இயக்கப்படும் “குளிரூட்டும் மூளை”

① தொழில்நுட்பக் கொள்கை:

வெப்பநிலை உணரிகள், ஓட்ட மீட்டர்கள் மற்றும் AI மாதிரிகளை ஒருங்கிணைத்து, நிகழ்நேரத்தில் வெப்ப சுமைகளைக் கணித்து, குளிரூட்டும் அளவுருக்களை (எ.கா., ஓட்ட விகிதம், வெப்பநிலை) மாறும் வகையில் சரிசெய்கிறது.

② முக்கிய நன்மைகள்:

தகவமைப்பு ஆற்றல் உகப்பாக்கம் ஒட்டுமொத்த செயல்திறனை 25% க்கும் அதிகமாக மேம்படுத்துகிறது.

முன்கணிப்பு பராமரிப்பு: வெப்ப முறை பகுப்பாய்வு, பம்ப் மூல வயதானது, சேனல் அடைப்பு போன்றவற்றுக்கான ஆரம்ப எச்சரிக்கைகளை செயல்படுத்துகிறது.

③ விண்ணப்பங்கள்:

தொழில் 4.0 அறிவார்ந்த லேசர் பணிநிலையங்கள், பல-தொகுதி இணை லேசர் அமைப்புகள்.

லேசர் செயலாக்கம் அதிக சக்தி மற்றும் அதிக துல்லியத்தை நோக்கி முன்னேறும்போது, ​​வெப்ப மேலாண்மை ஒரு "துணை தொழில்நுட்பத்திலிருந்து" "முக்கிய வேறுபடுத்தும் நன்மையாக" உருவாகியுள்ளது. புதுமையான குளிரூட்டும் தீர்வுகளைத் தேர்ந்தெடுப்பது உபகரணங்களின் ஆயுளை நீட்டிப்பது மட்டுமல்லாமல் செயலாக்க தரத்தை மேம்படுத்துவதோடு மட்டுமல்லாமல் மொத்த இயக்கச் செலவுகளையும் கணிசமாகக் குறைக்கிறது.