ในด้านการประมวลผลด้วยเลเซอร์ เลเซอร์ที่มีกำลังสูงและอัตราการทำซ้ำสูงกำลังกลายมาเป็นอุปกรณ์หลักในการผลิตที่มีความแม่นยำในอุตสาหกรรม อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความหนาแน่นของพลังงานยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง การจัดการความร้อนจึงกลายมาเป็นคอขวดสำคัญที่จำกัดประสิทธิภาพของระบบ อายุการใช้งาน และความแม่นยำในการประมวลผล โซลูชันการระบายความร้อนด้วยอากาศหรือของเหลวแบบธรรมดาแบบดั้งเดิมไม่เพียงพออีกต่อไป เทคโนโลยีระบายความร้อนที่เป็นนวัตกรรมกำลังขับเคลื่อนความก้าวหน้าอย่างก้าวกระโดดในอุตสาหกรรม บทความนี้เปิดเผยโซลูชันการจัดการความร้อนขั้นสูง 5 ประการเพื่อช่วยให้คุณได้รับระบบการประมวลผลด้วยเลเซอร์ที่มีประสิทธิภาพและเสถียร
1. ระบบทำความเย็นด้วยของเหลวแบบไมโครแชนเนล: “เครือข่ายหลอดเลือด” สำหรับการควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยำ
① หลักการเทคโนโลยี:
ช่องขนาดไมครอน (50–200 μm) ถูกฝังอยู่ในโมดูลเพิ่มค่าเลเซอร์หรือตัวรวมไฟเบอร์ สารหล่อเย็นหมุนเวียนความเร็วสูง (เช่น ส่วนผสมของน้ำและไกลคอล) ไหลโดยตรงโดยสัมผัสกับแหล่งความร้อน ทำให้กระจายความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดด้วยความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนที่เกิน 1,000 W/cm²
② ข้อได้เปรียบหลัก:
ปรับปรุงประสิทธิภาพการกระจายความร้อนได้ 5–10 เท่า เมื่อเทียบกับการระบายความร้อนด้วยบล็อกทองแดงแบบดั้งเดิม
รองรับการทำงานเลเซอร์ต่อเนื่องที่เสถียรเกินกว่า 10 กิโลวัตต์
ขนาดกะทัดรัดทำให้สามารถรวมเข้ากับหัวเลเซอร์ขนาดเล็กได้ เหมาะสำหรับสายการผลิตที่มีพื้นที่จำกัด
③ การใช้งาน:
โมดูลปั๊มด้านข้างเซมิคอนดักเตอร์ ตัวรวมเลเซอร์ไฟเบอร์ เครื่องขยายสัญญาณเลเซอร์ความเร็วสูง
2. การทำความเย็นด้วยวัสดุเปลี่ยนสถานะ (PCM): “แหล่งเก็บความร้อน” สำหรับการบัฟเฟอร์ความร้อน
① หลักการเทคโนโลยี:
ใช้สารเปลี่ยนสถานะ (PCMs) เช่น ขี้ผึ้งพาราฟินหรือโลหะผสม ซึ่งดูดซับความร้อนแฝงในปริมาณมากในระหว่างการเปลี่ยนจากของแข็งเป็นของเหลว จึงช่วยรองรับภาระความร้อนสูงสุดเป็นระยะๆ
② ข้อได้เปรียบหลัก:
ดูดซับความร้อนสูงสุดชั่วคราวในการประมวลผลด้วยเลเซอร์แบบพัลส์ ช่วยลดภาระทันทีบนระบบระบายความร้อน
ลดการใช้พลังงานของระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวได้ถึง 40 เปอร์เซ็นต์
③ การใช้งาน:
เลเซอร์พัลส์พลังงานสูง (เช่น เลเซอร์ QCW) ระบบการพิมพ์ 3 มิติที่มีการช็อกความร้อนชั่วคราวบ่อยครั้ง
3. การกระจายความร้อนของท่อระบายความร้อน: “ทางด่วนความร้อน” แบบพาสซีฟ
① หลักการเทคโนโลยี:
ใช้หลอดสุญญากาศปิดผนึกที่เต็มไปด้วยของไหลในการทำงาน (เช่น โลหะเหลว) โดยที่วงจรการระเหย-ควบแน่นจะถ่ายเทความร้อนเฉพาะที่ไปยังพื้นผิวความร้อนทั้งหมดอย่างรวดเร็ว
② ข้อได้เปรียบหลัก:
มีค่าการนำความร้อนสูงถึง 100 เท่าของทองแดง (>50,000 W/m·K) ช่วยให้ปรับสมดุลความร้อนได้โดยไม่ต้องใช้พลังงาน
ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว ไม่ต้องบำรุงรักษา มีอายุการใช้งานสูงสุดถึง 100,000 ชั่วโมง
③ การใช้งาน:
อาร์เรย์ไดโอดเลเซอร์กำลังสูง ส่วนประกอบออปติกที่มีความแม่นยำ (เช่น กัลวาโนมิเตอร์ เลนส์โฟกัส)
4. การระบายความร้อนด้วยแรงดันน้ำ: “เครื่องดับเพลิง” แรงดันสูง
① หลักการเทคโนโลยี:
หัวฉีดขนาดเล็กจำนวนมากจะพ่นสารหล่อเย็นด้วยความเร็วสูง (>10 ม./วินาที) โดยตรงบนพื้นผิวของแหล่งกำเนิดความร้อน โดยทำลายชั้นขอบเขตความร้อน และทำให้เกิดการถ่ายเทความร้อนด้วยการพาความร้อนในระดับสูงสุด
② ข้อได้เปรียบหลัก:
ความสามารถในการทำความเย็นในพื้นที่สูงถึง 2000 W/cm² เหมาะสำหรับเลเซอร์ไฟเบอร์โหมดเดียวระดับกิโลวัตต์
การทำความเย็นแบบกำหนดเป้าหมายของโซนอุณหภูมิสูง (เช่น หน้าปลายคริสตัลเลเซอร์)
③ การใช้งาน:
เลเซอร์ไฟเบอร์ความสว่างสูงโหมดเดียว การระบายความร้อนด้วยคริสตัลแบบไม่เชิงเส้นในเลเซอร์ความเร็วสูง
5. อัลกอริธึมการจัดการความร้อนอัจฉริยะ: “สมองระบายความร้อน” ที่ขับเคลื่อนด้วย AI
① หลักการเทคโนโลยี:
รวมเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิ มาตรวัดอัตราการไหล และโมเดล AI เพื่อคาดการณ์ภาระความร้อนแบบเรียลไทม์และปรับพารามิเตอร์การทำความเย็นแบบไดนามิก (เช่น อัตราการไหล อุณหภูมิ)
② ข้อได้เปรียบหลัก:
การเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานแบบปรับตัวช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวมได้มากกว่า 25%
การบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์: การวิเคราะห์รูปแบบความร้อนช่วยให้สามารถแจ้งเตือนล่วงหน้าเกี่ยวกับการเสื่อมสภาพของแหล่งปั๊ม การอุดตันช่อง ฯลฯ
③ การใช้งาน:
สถานีงานเลเซอร์อัจฉริยะอุตสาหกรรม 4.0 ระบบเลเซอร์คู่ขนานหลายโมดูล
เนื่องจากการประมวลผลด้วยเลเซอร์มีความก้าวหน้าไปสู่พลังงานที่สูงขึ้นและความแม่นยำที่มากขึ้น การจัดการความร้อนจึงได้พัฒนาจาก "เทคโนโลยีเสริม" มาเป็น "ข้อได้เปรียบที่แตกต่างหลัก" การเลือกโซลูชันระบายความร้อนที่สร้างสรรค์ไม่เพียงแต่ช่วยยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์และปรับปรุงคุณภาพการประมวลผลเท่านั้น แต่ยังช่วยลดต้นทุนการดำเนินงานโดยรวมได้อย่างมากอีกด้วย
เวลาโพสต์ : 16 เม.ย. 2568