ಲೇಸರ್ ಸಂಸ್ಕರಣೆಯಲ್ಲಿ ಐದು ಅತ್ಯಾಧುನಿಕ ಉಷ್ಣ ನಿರ್ವಹಣಾ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳು

ಲೇಸರ್ ಸಂಸ್ಕರಣಾ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಪುನರಾವರ್ತನೆ ದರದ ಲೇಸರ್‌ಗಳು ಕೈಗಾರಿಕಾ ನಿಖರತೆಯ ಉತ್ಪಾದನೆಯಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖ ಸಾಧನಗಳಾಗುತ್ತಿವೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ವಿದ್ಯುತ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಹೆಚ್ಚುತ್ತಲೇ ಇರುವುದರಿಂದ, ಉಷ್ಣ ನಿರ್ವಹಣೆಯು ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ, ಜೀವಿತಾವಧಿ ಮತ್ತು ಸಂಸ್ಕರಣಾ ನಿಖರತೆಯನ್ನು ಮಿತಿಗೊಳಿಸುವ ಪ್ರಮುಖ ಅಡಚಣೆಯಾಗಿ ಹೊರಹೊಮ್ಮಿದೆ. ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಗಾಳಿ ಅಥವಾ ಸರಳ ದ್ರವ ತಂಪಾಗಿಸುವ ಪರಿಹಾರಗಳು ಇನ್ನು ಮುಂದೆ ಸಾಕಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ನವೀನ ತಂಪಾಗಿಸುವ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳು ಈಗ ಉದ್ಯಮದಲ್ಲಿ ಮುನ್ನಡೆಯುತ್ತಿವೆ. ಈ ಲೇಖನವು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಮತ್ತು ಸ್ಥಿರವಾದ ಲೇಸರ್ ಸಂಸ್ಕರಣಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ನಿಮಗೆ ಸಹಾಯ ಮಾಡಲು ಐದು ಸುಧಾರಿತ ಉಷ್ಣ ನಿರ್ವಹಣಾ ಪರಿಹಾರಗಳನ್ನು ಅನಾವರಣಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.

1. ಮೈಕ್ರೋಚಾನೆಲ್ ಲಿಕ್ವಿಡ್ ಕೂಲಿಂಗ್: ನಿಖರವಾದ ತಾಪಮಾನ ನಿಯಂತ್ರಣಕ್ಕಾಗಿ "ನಾಳೀಯ ಜಾಲ".

① ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ತತ್ವ:

ಲೇಸರ್ ಗೇನ್ ಮಾಡ್ಯೂಲ್ ಅಥವಾ ಫೈಬರ್ ಸಂಯೋಜಕದಲ್ಲಿ ಮೈಕ್ರಾನ್-ಸ್ಕೇಲ್ ಚಾನಲ್‌ಗಳನ್ನು (50–200 μm) ಹುದುಗಿಸಲಾಗಿದೆ. ಹೈ-ಸ್ಪೀಡ್ ಸರ್ಕ್ಯುಲೇಟಿಂಗ್ ಕೂಲಂಟ್ (ನೀರು-ಗ್ಲೈಕೋಲ್ ಮಿಶ್ರಣಗಳಂತಹವು) ಶಾಖದ ಮೂಲದೊಂದಿಗೆ ನೇರವಾಗಿ ಸಂಪರ್ಕದಲ್ಲಿ ಹರಿಯುತ್ತದೆ, 1000 W/cm² ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಾಖದ ಹರಿವಿನ ಸಾಂದ್ರತೆಯೊಂದಿಗೆ ಅತ್ಯಂತ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಶಾಖ ಪ್ರಸರಣವನ್ನು ಸಾಧಿಸುತ್ತದೆ.

② ಪ್ರಮುಖ ಅನುಕೂಲಗಳು:

ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ತಾಮ್ರದ ಬ್ಲಾಕ್ ತಂಪಾಗಿಸುವಿಕೆಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಶಾಖ ಪ್ರಸರಣ ದಕ್ಷತೆಯಲ್ಲಿ 5–10× ಸುಧಾರಣೆ.

10 kW ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸ್ಥಿರವಾದ ನಿರಂತರ ಲೇಸರ್ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯನ್ನು ಬೆಂಬಲಿಸುತ್ತದೆ.

ಕಾಂಪ್ಯಾಕ್ಟ್ ಗಾತ್ರವು ಚಿಕಣಿಗೊಳಿಸಿದ ಲೇಸರ್ ಹೆಡ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಏಕೀಕರಣವನ್ನು ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಸ್ಥಳಾವಕಾಶ-ನಿರ್ಬಂಧಿತ ಉತ್ಪಾದನಾ ಮಾರ್ಗಗಳಿಗೆ ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ.

③ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳು:

ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಸೈಡ್-ಪಂಪ್ಡ್ ಮಾಡ್ಯೂಲ್‌ಗಳು, ಫೈಬರ್ ಲೇಸರ್ ಸಂಯೋಜಕಗಳು, ಅಲ್ಟ್ರಾಫಾಸ್ಟ್ ಲೇಸರ್ ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್‌ಗಳು.

2. ಹಂತ ಬದಲಾವಣೆ ವಸ್ತು (PCM) ಕೂಲಿಂಗ್: ಶಾಖ ಬಫರಿಂಗ್‌ಗಾಗಿ "ಉಷ್ಣ ಜಲಾಶಯ"

① ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ತತ್ವ:

ಪ್ಯಾರಾಫಿನ್ ಮೇಣ ಅಥವಾ ಲೋಹದ ಮಿಶ್ರಲೋಹಗಳಂತಹ ಹಂತ ಬದಲಾವಣೆ ಸಾಮಗ್ರಿಗಳನ್ನು (PCM ಗಳು) ಬಳಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಘನ-ದ್ರವ ಪರಿವರ್ತನೆಗಳ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಮಾಣದ ಸುಪ್ತ ಶಾಖವನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ನಿಯತಕಾಲಿಕವಾಗಿ ಗರಿಷ್ಠ ಉಷ್ಣ ಹೊರೆಗಳನ್ನು ಬಫರ್ ಮಾಡುತ್ತದೆ.

② ಪ್ರಮುಖ ಅನುಕೂಲಗಳು:

ಪಲ್ಸ್ ಲೇಸರ್ ಸಂಸ್ಕರಣೆಯಲ್ಲಿ ಅಸ್ಥಿರ ಗರಿಷ್ಠ ಶಾಖವನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ತಂಪಾಗಿಸುವ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಮೇಲಿನ ತ್ವರಿತ ಹೊರೆ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ.

ದ್ರವ ತಂಪಾಗಿಸುವ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳ ಶಕ್ತಿಯ ಬಳಕೆಯನ್ನು 40% ವರೆಗೆ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ.

③ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳು:

ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಪಲ್ಸ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳು (ಉದಾ, QCW ಲೇಸರ್‌ಗಳು), ಆಗಾಗ್ಗೆ ಅಸ್ಥಿರ ಉಷ್ಣ ಆಘಾತಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ 3D ಮುದ್ರಣ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು.

3. ಶಾಖ ಪೈಪ್ ಉಷ್ಣ ಹರಡುವಿಕೆ: ಒಂದು ನಿಷ್ಕ್ರಿಯ "ಉಷ್ಣ ಹೆದ್ದಾರಿ"

① ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ತತ್ವ:

ಕೆಲಸ ಮಾಡುವ ದ್ರವದಿಂದ ತುಂಬಿದ ಮುಚ್ಚಿದ ನಿರ್ವಾತ ಕೊಳವೆಗಳನ್ನು (ದ್ರವ ಲೋಹದಂತಹವು) ಬಳಸುತ್ತದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಆವಿಯಾಗುವಿಕೆ-ಘನೀಕರಣ ಚಕ್ರಗಳು ಸಂಪೂರ್ಣ ಉಷ್ಣ ತಲಾಧಾರದಾದ್ಯಂತ ಸ್ಥಳೀಯ ಶಾಖವನ್ನು ವೇಗವಾಗಿ ವರ್ಗಾಯಿಸುತ್ತವೆ.

② ಪ್ರಮುಖ ಅನುಕೂಲಗಳು:

ತಾಮ್ರದ (>50,000 W/m·K) ಗಿಂತ 100× ವರೆಗಿನ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆ, ಶೂನ್ಯ-ಶಕ್ತಿಯ ಉಷ್ಣ ಸಮೀಕರಣವನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.

ಚಲಿಸುವ ಭಾಗಗಳಿಲ್ಲ, ನಿರ್ವಹಣೆ-ಮುಕ್ತ, 100,000 ಗಂಟೆಗಳವರೆಗೆ ಜೀವಿತಾವಧಿಯೊಂದಿಗೆ.

③ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳು:

ಹೈ-ಪವರ್ ಲೇಸರ್ ಡಯೋಡ್ ಅರೇಗಳು, ನಿಖರ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಘಟಕಗಳು (ಉದಾ. ಗ್ಯಾಲ್ವನೋಮೀಟರ್‌ಗಳು, ಫೋಕಸಿಂಗ್ ಲೆನ್ಸ್‌ಗಳು).

4. ಜೆಟ್ ಇಂಪಿಂಗ್ಮೆಂಟ್ ಕೂಲಿಂಗ್: ಅಧಿಕ ಒತ್ತಡದ "ಶಾಖ ನಂದಕ"

① ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ತತ್ವ:

ಸೂಕ್ಷ್ಮ-ನಳಿಕೆಗಳ ಒಂದು ಶ್ರೇಣಿಯು ಶೀತಕವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿನ ವೇಗದಲ್ಲಿ (>10 ಮೀ/ಸೆಕೆಂಡ್) ನೇರವಾಗಿ ಶಾಖ ಮೂಲದ ಮೇಲ್ಮೈಗೆ ಸಿಂಪಡಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಉಷ್ಣ ಗಡಿ ಪದರವನ್ನು ಅಡ್ಡಿಪಡಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ತೀವ್ರ ಸಂವಹನ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆಯನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.

② ಪ್ರಮುಖ ಅನುಕೂಲಗಳು:

2000 W/cm² ವರೆಗಿನ ಸ್ಥಳೀಯ ಕೂಲಿಂಗ್ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ, ಕಿಲೋವ್ಯಾಟ್-ಮಟ್ಟದ ಸಿಂಗಲ್-ಮೋಡ್ ಫೈಬರ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳಿಗೆ ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ.

ಹೆಚ್ಚಿನ-ತಾಪಮಾನದ ವಲಯಗಳ (ಉದಾ, ಲೇಸರ್ ಸ್ಫಟಿಕ ತುದಿ ಮುಖಗಳು) ಉದ್ದೇಶಿತ ತಂಪಾಗಿಸುವಿಕೆ.

③ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳು:

ಸಿಂಗಲ್-ಮೋಡ್ ಹೈ-ಬ್ರೈಟ್‌ನೆಸ್ ಫೈಬರ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳು, ಅಲ್ಟ್ರಾಫಾಸ್ಟ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ರೇಖೀಯವಲ್ಲದ ಸ್ಫಟಿಕ ಕೂಲಿಂಗ್.

5. ಬುದ್ಧಿವಂತ ಉಷ್ಣ ನಿರ್ವಹಣಾ ಕ್ರಮಾವಳಿಗಳು: AI- ಚಾಲಿತ “ಕೂಲಿಂಗ್ ಮೆದುಳು”

① ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ತತ್ವ:

ತಾಪಮಾನ ಸಂವೇದಕಗಳು, ಹರಿವಿನ ಮೀಟರ್‌ಗಳು ಮತ್ತು AI ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸಿ ನೈಜ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಉಷ್ಣ ಹೊರೆಗಳನ್ನು ಊಹಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ತಂಪಾಗಿಸುವ ನಿಯತಾಂಕಗಳನ್ನು ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಹೊಂದಿಸುತ್ತದೆ (ಉದಾ. ಹರಿವಿನ ಪ್ರಮಾಣ, ತಾಪಮಾನ).

② ಪ್ರಮುಖ ಅನುಕೂಲಗಳು:

ಹೊಂದಾಣಿಕೆಯ ಶಕ್ತಿ ಆಪ್ಟಿಮೈಸೇಶನ್ ಒಟ್ಟಾರೆ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು 25% ಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ.

ಮುನ್ಸೂಚಕ ನಿರ್ವಹಣೆ: ಉಷ್ಣ ಮಾದರಿಯ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯು ಪಂಪ್ ಮೂಲದ ವಯಸ್ಸಾದಿಕೆ, ಚಾನಲ್ ಅಡಚಣೆ ಇತ್ಯಾದಿಗಳ ಬಗ್ಗೆ ಮುಂಚಿನ ಎಚ್ಚರಿಕೆಗಳನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.

③ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳು:

ಉದ್ಯಮ 4.0 ಬುದ್ಧಿವಂತ ಲೇಸರ್ ಕಾರ್ಯಸ್ಥಳಗಳು, ಬಹು-ಮಾಡ್ಯೂಲ್ ಸಮಾನಾಂತರ ಲೇಸರ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು.

ಲೇಸರ್ ಸಂಸ್ಕರಣೆಯು ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ನಿಖರತೆಯತ್ತ ಸಾಗುತ್ತಿದ್ದಂತೆ, ಉಷ್ಣ ನಿರ್ವಹಣೆಯು "ಪೋಷಕ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ"ದಿಂದ "ಕೋರ್ ಡಿಫರೆನ್ಷಿಯೇಟಿಂಗ್ ಅಡ್ವಾಂಟೇಜ್" ಆಗಿ ವಿಕಸನಗೊಂಡಿದೆ. ನವೀನ ತಂಪಾಗಿಸುವ ಪರಿಹಾರಗಳನ್ನು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡುವುದರಿಂದ ಸಲಕರಣೆಗಳ ಜೀವಿತಾವಧಿಯನ್ನು ವಿಸ್ತರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸಂಸ್ಕರಣಾ ಗುಣಮಟ್ಟವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ ಮಾತ್ರವಲ್ಲದೆ ಒಟ್ಟು ನಿರ್ವಹಣಾ ವೆಚ್ಚವನ್ನು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ.