विभिन्न शक्ति स्तरों के लिए फाइबर लेज़र चिलर चयन मार्गदर्शिका

फाइबर लेजर कूलिंग : शक्ति के अनुरूप ठंडक क्षमता – तापीय वास्तविकताएँ

क्यों ताप भार नाममात्र शक्ति से अधिक होता है: डायोड दक्षता, स्प्लाइस नुकसान और कैबिनेट ऊष्मा का ध्यान रखते हुए

अधिकांश फाइबर लेजर सिस्टम 2023 के लेजर सिस्टम रिपोर्ट के अनुसार उनके विद्युत इनपुट का लगभग 30 से 40 प्रतिशत ही वास्तविक उपयोगी प्रकाश में परिवर्तित कर पाते हैं, जबकि शेष भाग ऊष्मा के रूप में बर्बाद हो जाता है। इसका व्यावहारिक अर्थ यह है कि तापीय भार अक्सर लेजर के वास्तविक आउटपुट रेटिंग का लगभग 1.2 से 1.5 गुना हो जाता है। ऐसा क्यों होता है? दरअसल, इस स्थिति के पीछे मूल रूप से तीन प्रमुख कारण हैं। सबसे पहले, उन डायोड्स स्वयं में बहुत अधिक दक्ष नहीं होते हैं और प्राप्त ऊर्जा का 40 से 50% तक बर्बाद कर देते हैं। फिर हमारे पास ऑप्टिकल कनेक्शन हैं, जो प्रत्येक बार भागों को जोड़ने पर 3 से 5% तक ऊर्जा खो देते हैं। और अंत में, बिजली की आपूर्ति और नियंत्रण इकाइयों जैसे सभी सहायक घटकों को मत भूलिए, जो ऊष्मा उत्पादन में अपना योगदान भी देते हैं। उदाहरण के लिए, एक सामान्य 1.5 किलोवाट लेजर सिस्टम पर विचार कीजिए। इस तरह के उपकरण वास्तव में 2.25 किलोवाट तक ऊष्मा उत्पन्न कर सकते हैं, जिससे सही ठंडा करने के समाधान अत्यावश्यक हो जाते हैं। पर्याप्त तापीय प्रबंधन के बिना, तरंगदैर्ध्य में बदलाव जैसी समस्याएं हो सकती हैं या इससे भी बदतर, डायोड्स अपने अपेक्षित जीवनकाल से पहले ही अप्रत्याशित रूप से विफल हो सकते हैं।

परिशुद्ध तापमान नियंत्रण के माध्यम से बीम गुणवत्ता सुनिश्चित करना

±0.3°C स्थिरता कैसे थर्मल लेंसिंग और बीम पैरामीटर उत्पाद (BPP) के क्षरण को रोकती है

उन उच्च-शक्ति फाइबर लेज़र में अच्छी बीम गुणवत्ता बनाए रखने के लिए ±0.3°C की सीमा के भीतर तापमान को स्थिर रखना बहुत महत्वपूर्ण है जिनके साथ हम दैनिक आधार पर काम करते हैं। जब तापमान इस सीमा से बाहर निकलता है, तो ऑप्टिकल घटकों में ऊष्मीय प्रवणता (थर्मल ग्रेडिएंट) बनने लगती है। ये प्रवणताएँ लेंसिंग प्रभाव उत्पन्न करती हैं जो बीम पथ को बिगाड़ देते हैं और वास्तव में बीम पैरामीटर उत्पाद (BPP) में 30% तक की वृद्धि कर सकते हैं। जैसा कि कोई भी व्यक्ति जिसने लेज़र कटिंग के साथ काम किया है, जानता है, उच्च BPP का अर्थ है बड़े स्पॉट आकार और कटौती बिंदु पर कम ऊर्जा संकेंद्रण, जो स्वाभाविक रूप से हमारे कट की सटीकता को प्रभावित करता है। विशेष रूप से एयरोस्पेस मशीनिंग पर विचार करें – वे मानक अभ्यास के रूप में 20 माइक्रॉन से कम के कर्फ चौड़ाई की आवश्यकता रखते हैं। इन अनुप्रयोगों में कोई भी तापीय विचलन सामग्री के अपव्यय और अप्रत्याशित उत्पादन रुकावटों का कारण बनता है। यही कारण है कि सक्रिय शीतलन प्रणाली इतनी महत्वपूर्ण है। वे डायोड की अक्षमता और उन झंझट भरे स्प्लाइस नुकसान द्वारा उत्पन्न ऊष्मा से लड़ने में मदद करती हैं, जो दोनों तापीय अस्थिरता की समस्याओं में महत्वपूर्ण योगदान देते हैं।

प्रवाह दर, दबाव और कूलेंट संगतता: फाइबर लेज़र चिलर आउटपुट को OEM हेड आवश्यकताओं के साथ संरेखित करना

लेजर प्रणाली के लिए सही चिलर प्राप्त करने का अर्थ है कि इसे हाइड्रोलिक्स के लिए OEM द्वारा निर्दिष्ट के सटीक अनुरूप होना चाहिए। विशेष रूप से 6 किलोवाट लेजर के साथ काम करने पर, प्रति मिनट 8 से 10 लीटर से कम प्रवाह दर उन संवेदनशील लाभ तंतुओं में गर्म स्थान बनाने की प्रवृत्ति रखता है। दूसरी ओर, यदि दबाव 6 बार से अधिक जाता है, तो उन लेजर हेड सील्स में रिसाव शुरू होने की अच्छी संभावना है। शीतलक के बारे में क्या? वह भी मायने रखता है। अधिकांश लोग पाते हैं कि लगभग 30% पर एथिलीन ग्लाइकॉल मिलाना सबसे अच्छा काम करता है क्योंकि यह तरल को बहुत मान बनाए बिना सूक्ष्मजीवों के विकास को रोकता है। भविष्य में संक्षारण समस्याओं से बचने के लिए pH को 7.0 से 8.5 के बीच रखना भी मदद करता है। प्रसिद्ध नाम निर्माता आमतौर पर उन्हें जारी करने से पहले अपने चिलर को 2,000 घंटे के त्वरित परीक्षण से गुजारते हैं। उदाहरण के लिए ZIBO LIZHIYUAN M-श्रृंखला ले, इन्हें IP54 रेटेड हेड्स के साथ काम करने के लिए सिद्ध किया गया है। वास्तविक लेजर विरूपण के खिलाफ चिलर प्रदर्शन वक्रों को भी पार करना मत भूलें। प्रवाह दर में कभी-कभी केवल 3% जैसे मामूली अंतर व्यावहारिक रूप से बीम गुणवत्ता को 15% तक कम कर सकते हैं।

एयर-कूल्ड बनाम वॉटर-कूल्ड फाइबर लेजर चिलर्स: शक्ति-संचालित चयन मानदंड

एयर-कूल्ड फाइबर लेजर चिलर्स के लिए व्यवहार्यता (>3 किलोवाट) और अस्थिरता या प्रीमातुर विफलता के जोखिम के मामले

एयर-कूल्ड फाइबर लेजर चिलर्स 3 किलोवाट तक के सिस्टम के लिए लागत प्रभावी, कम रखरखाव वाला समाधान प्रदान करते हैं। फैन-संचालित कंडेनसर का उपयोग करके, वे जल के उपयोग को समाप्त कर देते हैं और स्थापन को सरल बनाते हैं—जो सीमित स्थान या पोर्टेबल सेटअप के लिए आदर्श है। लाभ शामिल हैं:

• वॉटर-कूल्ड इकाइयों की तुलना में 40–50% कम प्रारंभिक लागत
• प्लंबिंग आवश्यकताओं या जल उपभोग की कोई आवश्यकता नहीं
• कई मशीनों में आसान तैनाती

हालांकि, 3 किलोवाट से अधिक पर इनकी ऊष्मा अपव्यय क्षमता असफल हो जाती है, जहां अक्षमताओं को ध्यान में रखते हुए तापीय भार 4.5 किलोवाट से अधिक हो जाता है। इस सीमा के कारण ±0.8°C से अधिक तापमान में उतार-चढ़ाव होता है, जो निम्नलिखित जोखिमों में वृद्धि करता है:

1. लगातार अति ताप से त्वरित डायोड अवक्रमण
2. अनियंत्रित थर्मल लेंसिंग के कारण बीम विकृति
3. उच्च-परिवेश वातावरण में कंप्रेसर अतिभार

3 किलोवाट से अधिक लेज़र के लिए, जल-शीतलित चिलर 30–50% बेहतर तापीय स्थिरता प्रदान करते हैं (रिजिड एचवीएसी, 2024)। वे लंबे समय तक संचालन के दौरान स्थिर कूलेंट तापमान बनाए रखते हैं, ऑप्टिक्स की सुरक्षा करते हैं और स्थिर बीपीपी सुनिश्चित करते हैं—जो औद्योगिक अनुप्रयोगों में उनके उच्च निवेश को उचित ठहराते हैं।

शक्ति वर्ग के अनुसार विश्वसनीय फाइबर लेज़र चिलर मॉडल: संकुचित M160 से लेकर औद्योगिक 6 किलोवाट+ तक के सिस्टम तक

ZIBO LIZHIYUAN M160, M300, और M600 श्रृंखला: सत्यापित प्रदर्शन, स्केलेबिलिटी और एकीकरण तैयारी

ज़िबो लिज़ीयुआन श्रृंखला विभिन्न बिजली स्तरों के लिए विशेष रूप से बनाई गई है और विभिन्न औद्योगिक परिस्थितियों में उत्कृष्ट तापमान प्रबंधन दिखाया है। आइए विशिष्टताओं पर एक नज़र डालें: M160, 1 से 3 किलोवाट के बीच लेज़र के साथ अच्छा प्रदर्शन करता है और 3.9 किलोवाट की शीतलन क्षमता प्रदान करता है। बड़े सेटअप के लिए, M300, 3 से 6 किलोवाट की प्रणालियों को 7.8 किलोवाट की क्षमता पर संभाल सकता है। जब बात गंभीर हो जाती है, तो M600, 6 किलोवाट से ऊपर के ऑपरेशन के लिए 13 किलोवाट से अधिक शीतलन प्रदान करता है। वास्तविक दुनिया के परीक्षण से पता चलता है कि इन इकाइयों में लगभग 30% अतिरिक्त सुरक्षा बफर होता है, जो गर्मी से संबंधित समस्याओं को लगभग 37% तक कम करने में मदद करता है। सभी मॉडलों में तापमान स्थिरता ±0.3°C के भीतर बनी रहती है, जो लेज़र बीम को ठीक से केंद्रित रखने के लिए महत्वपूर्ण है। इसके अलावा, इनमें मानक RS-485/Modbus कनेक्शन लगे होते हैं, जिससे मौजूदा प्रणालियों में इन्हें जोड़ना कोई समस्या नहीं है। और चूंकि इनका निर्माण मॉड्यूलर तरीके से किया गया है, कंपनियां अपनी लेज़र आवश्यकताओं के अनुसार शीतलन क्षमता को आसानी से बढ़ा सकती हैं, बिना अपग्रेड के दौरान पूरी तरह से ऑपरेशन बंद किए।

सामान्य प्रश्न

थर्मल लोड, रेटेड लेजर आउटपुट पावर से अधिक क्यों होता है?

डायोड की अक्षमता, ऑप्टिकल स्प्लाइस नुकसान और सहायक घटकों द्वारा उत्पन्न अतिरिक्त ऊष्मा के कारण थर्मल लोड रेटेड पावर से अधिक होता है, जो मिलकर आउटपुट पावर से अधिक थर्मल बोझ बढ़ा देते हैं।

फाइबर लेजर्स के लिए कूलिंग क्षमता के आकार निर्धारण का अनुशंसित नियम क्या है?

1.2–1.5 गुणक सामान्य फाइबर लेजर पावर वर्गों में विश्वसनीय कूलिंग सुनिश्चित करता है, जो थर्मल शटडाउन को रोकने और तापमान स्थिरता बनाए रखने में मदद करता है।

वायु-शीतलित चिलर्स की तुलना में जल-शीतलित चिलर्स कब प्राथमिकता दिए जाने चाहिए?

3 किलोवाट से अधिक की प्रणालियों के लिए जल-शीतलित चिलर्स को प्राथमिकता दी जानी चाहिए, क्योंकि वे बेहतर थर्मल स्थिरता प्रदान करते हैं और वायु-शीतलित चिलर्स की तुलना में अधिक ऊष्मा अपव्यय को संभाल सकते हैं।

तापमान स्थिरता बीम गुणवत्ता को कैसे प्रभावित करती है?

±0.3°C के भीतर तापमान स्थिरता बनाए रखने से थर्मल लेंसिंग और BPP क्षरण रुकता है, जिससे लेजर संचालन में उच्च बीम गुणवत्ता और परिशुद्धता सुनिश्चित होती है।