Czy technologia CTC w rozwijającym się przemyśle nowej energii ma szansę zrewolucjonizować branżę laserów światłowodowych?

Technologia CTC stała się gorącym tematem w branży pojazdów o nowej energii. W stosunkowo powolnym okresie innowacji elektrochemicznych ta strukturalna innowacja skutecznie pomaga branży nowych energii obniżyć koszty i zwiększyć wydajność, jednocześnie zwiększając zasięg pojazdów o nowej energii do pewnego stopnia. Niedawno autor dowiedział się, że koncepcja technologii CTC została wprowadzona do branży laserowej. Lasery zaprojektowane i wyprodukowane przy użyciu tej nowej koncepcji doprowadziły również do transformacji laserów światłowodowych.

Czym jest technologia CTC?

Inspiracją dla technologii CTC jest dziedzina projektowania samolotów, która ulepsza pierwotnie niezależną strukturę zbiornika paliwa wewnątrz skrzydła, aby zintegrować zbiornik paliwa i skrzydło, zmniejszając liczbę komponentów i końcowy proces montażu. To ulepszenie nie tylko poprawia wydajność produkcji i obniża koszty produkcji, ale także zwiększa ładunek paliwa i ulepsza zasięg samolotu.

Koncepcję tę po raz pierwszy wprowadziła Tesla do branży pojazdów o nowej energii i zastosowała do modelu Y. Dane pokazują, że nowy pojazd Model Y ma zmniejszoną masę o 10%, zmniejszoną liczbę elementów nadwozia o 370 i wydłużoną żywotność baterii o 14% w przypadku zintegrowanej technologii odlewania ciśnieniowego nadwozia Tesli i technologii CTC.

Przedtem struktura akumulatorów była bardzo uciążliwa, składała się z ogniw akumulatorowych, modułów i pakietów akumulatorowych od wewnątrz na zewnątrz. Wiele ogniw akumulatorowych było montowanych w pojedynczym module, a wiele modułów w pakietach akumulatorowych przed zainstalowaniem ich w samochodach. Okres ten znany jest jako era standardowych modułów. Jednak struktura pakietu akumulatorowego dostarcza energię elektryczną tylko z ogniw, a „przepakowana” struktura nie tylko wymaga zaprojektowania i wyprodukowania dodatkowych komponentów, ale także zajmuje dodatkową przestrzeń, co skutkuje mniejszą mocą do napędzania większej liczby obciążeń.

Krajowi producenci baterii są świadomi tego problemu i wprowadzili stosowne usprawnienia. Głównym pomysłem jest projektowanie większych modułów, zmniejszanie liczby modułów, a nawet projektowanie bez modułów, aby zminimalizować liczbę części i zajęcie przestrzeni na poziomie modułu tak bardzo, jak to możliwe, reprezentowane przez technologię CTP firmy CATL i baterie łopatkowe firmy BYD.

Obecnie gorącym tematem technologii CTC jest zintegrowany projekt podwozia baterii reprezentowany przez Teslę, BYD i LEAPMOTOR. Zalety tej technologii są oczywiste, co może nie tylko skłonić firmy samochodowe do obniżenia kosztów, ale także pomóc zwiększyć zasięg. Ponadto zwiększa ona również przestrzeń wewnętrzną, aby poprawić komfort jazdy i podróżowania.

Jaki wpływ ma technologia CTC na przemysł laserowy?

15 września 2023 r. BWT zorganizowało internetową konferencję prasową, aby oficjalnie ujawnić technologiczne jądro udanych laserów z serii Lightning – wersję lasera światłowodowego technologii CTC (Chip to Chassis, zintegrowana technologia chipów). Ta koncepcja techniczna jest zgodna z integracją zbiornika paliwa skrzydła i podwozia akumulatora, która zintegrowała projekt chipów, struktur radiatora, modułów pomp i laserów, eliminując potrzebę modułów chip-to-pump i późniejszych procesów montażu, skutecznie zmniejszając objętość i wagę źródła pompy i osiągając wysoki stopień integracji.

Dzięki przyszłościowym badaniom nad technologią CTC, BWT jako pierwsze zaproponowało rozwiązanie technologii CTC odpowiednie dla laserów światłowodowych i oficjalnie wprowadziło na rynek serię laserów światłowodowych Lightning opartą na rdzeniu technologii CTC w 2022 roku. Lasery Lightning nie tylko odniosły sukces rynkowy, ciesząc się dużą popularnością wśród użytkowników, ale również bezpośrednio przyczyniły się do miniaturyzacji i rozwoju lekkich laserów światłowodowych, torując trzecią drogę dla laserów światłowodowych, aby mogły konkurować pod względem mocy i jasności.

Technologia CTC promuje miniaturyzację i lekkość laserów, znacznie poprawiając przenośność i wysoką integrację sprzętu downstream, co bezpośrednio prowadzi do innowacji w sprzęcie downstream i scenariuszach zastosowań. Najbardziej oczywistym przykładem jest rynek ręcznego spawania laserowego. Wczesna ręczna spawarka laserowa miała chłodziarkę i staromodny laser jednomodułowy o mocy 1 kW, z objętością szafy 1.05 m³ (odpowiednik staromodnej pralki pod względem objętości). Wraz z popularyzacją lasera z serii Lightning, na rynku pojawiły się chłodzone wodą ręczne spawarki laserowe o ultra małych rozmiarach (zbliżonych do objętości chłodzonych powietrzem ręcznych spawarek), wprowadzając chłodzone wodą ręczne spawarki laserowe w erę bagażnika. Poprawa przenośności znacznie rozszerzyła scenariusze użytkowania chłodzonych wodą ręcznych spawarek laserowych i uzupełniła niedociągnięcia chłodzonych powietrzem ręcznych spawarek, które są przenośne, ale nie są w stanie utrzymać długoterminowej stabilności w środowiskach o wysokiej temperaturze.

Ponadto zminiaturyzowane lasery również wywołały ulepszenia strukturalne w szerzej stosowanej dziedzinie cięcia laserowego. W przeszłości maszyny do cięcia laserem światłowodowym musiały być wyposażone w oddzielne pomieszczenia klimatyzacyjne dla lasera, co nie tylko wymagało dodatkowego terenu, ale również zwiększało trudność instalacji i konserwacji. Obecnie niektóre fabryki sprzętu rozszerzyły koncepcję CTC na obszar produkcji sprzętu, eliminując niezależne pomieszczenia klimatyzacyjne i bezpośrednio integrując laser światłowodowy z szafą sterowniczą obrabiarki, co umożliwia wysyłkę lasera razem z kompletnym zestawem sprzętu, osiągając cel demontażu i użytkowania, oszczędzając ponad 30% czasu instalacji sprzętu i zmniejszając koszty transportu.

Dlaczego firma BWT jako pierwsza opanowała technologię laserów CTC?

Oczywiście, nie jest łatwo powielić technologię CTC, ale ma ona oczywiste zalety. Nawet w dziedzinie pojazdów nowej energii, która rozwija się od wielu lat, tylko kilka firm opanowało technologię CTC. Dzieje się tak, ponieważ fabryki-gospodarze zazwyczaj nie potrafią projektować ogniw akumulatorowych, gdy znają proces produkcji pojazdów, a fabryki akumulatorów często nie znają podstawowych zasad projektowania i produkcji podwozi samochodowych, których obu brakuje. Tylko te firmy, które rozumieją zarówno ogniwa akumulatorowe, jak i produkcję samochodów, a także wysoce zintegrowane możliwości trzech układów elektrycznych, mogą wykorzystać zalety technologii CTC.

Ten sam problem występuje w dziedzinie laserów. Producenci czystych źródeł pompowych i producenci laserów, mimo że mają bogate technologiczne nagromadzenie w swoich dziedzinach, z powodu braku doświadczenia w rozwiązywaniu problemów poprzez integrację i szeregowe łączenie, nie mogą w pełni rozwiązać problemów integracji i rozpraszania ciepła po integracji chipów.

BWT jest pionierską firmą w lokalizacji źródeł pomp, z ponad dziesięcioletnim doświadczeniem w produkcji źródeł pomp. W międzyczasie plasuje się również wśród najlepszych sprzedawców laserów światłowodowych, należących do producentów, którzy rozumieją zarówno źródła pomp, jak i maszyny laserowe. Dlatego może objąć prowadzenie w łamaniu hasła technologii laser CTC i pomyślnym osiągnięciu masowej produkcji, co prowadzi do ery miniaturyzacji laserów światłowodowych.

Podsumowanie

Obecnie miniaturyzacja stała się trzecim powszechnie rozpoznawanym kierunkiem rozwoju w branży po wysokiej mocy i jasności. Technologia CTC jest kluczem do osiągnięcia miniaturyzacji i długoterminowej stabilnej pracy laserów. Technologia CTC położyła również podwaliny pod „kurczenie się” laserów o większej mocy. Dzięki dojrzałemu zastosowaniu technologii CTC i sukcesowi laserów serii Lightning, BWT opracowało i rozwinęło nową generację wysokiej jasności, quasi-pojedynczego trybu platformy optycznej Thunder. Całkowity rozmiar lasera światłowodowego Thunder 12 kW został zmniejszony o 70% w porównaniu z serią Lightning, co czyni go najmniejszym laserem światłowodowym 12 kW na rynku.

Ponadto technologia CTC zapewnia również, że lasery o większej mocy mogą działać w temperaturze. BWT przełamało limit mocy i osiągnęło wysoką jakość wiązki wyjściowej dzięki technologii łączenia mocy i technologii wyjścia ultra-wysokiej mocy wyjściowej, ostatecznie osiągając stabilną moc wyjściową 100 kW ultra-wysokiej mocy.

Od rozwoju przemysłu pojazdów nowej energii koncepcja CTC stopniowo wyzwalała zmiany technologiczne w przemyśle pojazdów nowej energii od momentu jego powstania do modernizacji. Chociaż technologia CTC w dziedzinie laserów światłowodowych nie osiągnęła jeszcze poziomu zakłócającego uznanie branży, znacznie poprawiła wydajność i stabilność laserów, skutecznie rozszerzając scenariusze zastosowań laserów. Mamy powody, aby sądzić, że dalszy rozwój i zastosowanie technologii CTC w przyszłości przyniesie szersze perspektywy rozwoju dla większej liczby potencjalnych obszarów zastosowań. 

Źródło z ofweek.com