Как лазерные технологии делают производство более устойчивым

Nov 19, 2023

Поскольку мир сталкивается с важными экологическими проблемами, а глобальное потепление представляет собой реальную угрозу будущему мира, правительства и потребители начинают принимать меры. В 30 крупнейших странах мира правительства внедрили стимулы на сумму более 17,2 триллионов долларов США в целях продвижения отраслей к более экологичным и устойчивым практикам.

Помимо стимулов, правительства внедряют «зеленые» законы, требующие от производителей сокращения выбросов парниковых газов.

Потребители все чаще подвергают сомнению попытки производителей проводить экологически чистую политику. 85% потребителей говорят, что они активно изменили свое покупательское поведение, помня об устойчивом развитии.

Хотя ни один промышленный процесс не является на 100% экологически чистым, производители могут предпринять активные шаги по сокращению выбросов и внедрить технологии, которые сделают производство более устойчивым. Технология волоконного лазера является одной из них, и она становится все более популярной.

В этой статье мы обсудим 5 основных причин, почему технология волоконного лазера является важным союзником в продвижении производителей к более устойчивым практикам.

Источники энергии, используемые в производстве, такие как уголь, нефть и газ, наносят ущерб окружающей среде. Повышение энергоэффективности является одним из ключей к повышению устойчивости производственных операций.

Если раньше в производстве преобладали углекислотные (CO2) лазеры, то сейчас волоконные лазеры более популярны, чем когда-либо. Сегодня волоконные лазеры значительно повысили энергоэффективность. Типичный волоконный лазер потребляет в три-пять раз меньше энергии, чем CO2-лазеры. Им также требуется меньше времени (и энергии) для включения и меньшие требования к охлаждению, чем их предшественникам.

Твердотельные компоненты волоконных лазеров также требуют меньших затрат электроэнергии, чем CO2-лазеры. Например, волоконный лазер мощностью 2 кВт может резать тонкий материал так же быстро, как CO2-лазер мощностью 4–5 кВт.

Производство составляет более половины мирового потенциала глобального потепления (ПГП). Очевидно, что отрасли необходимо найти способы сокращения выбросов парниковых газов и отходов.

В ходе производственных операций образуется большое количество отходов из расходных материалов. Лазеры производят нулевые отходы и заменяют многие технологии, которые в значительной степени зависят от расходных материалов.

Например, лазерная маркировка может заменить многие процессы, в которых используются расходные материалы, такие как печатные этикетки и чернила. Лазерная очистка также может заменить такие процессы, как пескоструйная очистка, устраняя абразивные материалы, требующие утилизации.

Лазеры могут помочь производителям снизить зависимость от химикатов, заменив растворы для химической зачистки, используемые для очистки поверхностей.

Многие производственные предприятия до сих пор используют химикаты для удаления поверхностных загрязнений. В большинстве случаев с этими химикатами необходимо обращаться во избежание загрязнения. Например, при химической очистке используются различные химические вещества для удаления загрязнений и включает несколько этапов промывки. На каждом этапе промывочную воду необходимо очищать и утилизировать надлежащим образом.

Когда требуется очистить только определенную область, лазерная очистка позволяет выборочно удалить ржавчину, оксиды, покрытия и другие типы поверхностных загрязнений без использования химикатов или химической промывки.

Компания Boeing обнаружила, что использование лазерной абляции для удаления краски с самолетов вместо химической очистки или пескоструйной обработки может уменьшить количество опасных отходов более чем на 90%.

Чем меньше промышленное воздействие, тем меньше воздействие на окружающую среду. Лазерная технология исключительно компактна и уменьшает пространство, необходимое для производственных операций.

Например, при производстве аккумуляторов один лазерный сварочный аппарат может быть столь же эффективным, как десятки ультразвуковых аппаратов для сварки проводов. Переход на лазеры потенциально может уменьшить площадь пола на 400–800 квадратных футов, а также значительно снизить потребление энергии.

В частности, волоконные лазеры исключительно компактны. Лазерный свет излучается в оптоволоконном кабеле. Для сравнения, CO2-лазер требует большой камеры для смешивания газов. Волоконные лазеры обычно используют встроенное воздушное охлаждение, а не дополнительный охладитель. Это еще больше уменьшает занимаемую площадь и снижает потребление энергии.