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技術前沿

水下激光切割已實現,將廣泛解鎖海洋環境切割應用

fun88网页下载 來源:老one編譯2023-09-12 我要評論(0 )   

由於(yu) 對可再生能源的需求日益增長,對拆除現有水下基礎設施的現代技術需求也在不斷增長。例如,為(wei) 了將海上風力發電廠的功率提升到更高水平,必須先拆除現有的可能低於(yu) 海...

由於(yu) 對可再生能源的需求日益增長,對拆除現有水下基礎設施的現代技術需求也在不斷增長。例如,為(wei) 了將海上風力發電廠的功率提升到更高水平,必須先拆除現有的可能低於(yu) 海平麵的舊鋼架,以便工程師能夠重建鋼架以獲得更高的功率。

 

據《fun88网页下载》了解,在實驗室測試中,弗勞恩霍夫材料與(yu) 光束技術研究所IWS(Fraunhofer IWS)的研究人員開發出了一種用於(yu) 水下切割的短波綠色激光切割方法——與(yu) 鋸子、自動鋸絲(si) 和等離子切割機等常用技術相比,這種方法具有多種優(you) 勢。

 

據研究人員介紹,這項技術之所以能夠實現,是因為(wei) 有了超過1千瓦級的短波綠色激光器,這種切割功率是必需的。研究人員表示,未來或可使用波長更短的藍色激光器。

 

研究人員說,現有的綠色激光器在水中工作時,水可以利用壓力將產(chan) 生的熔體(ti) 排出切口,這就消除了功率損耗和需要額外氣體(ti) 管路等性能劣勢。弗勞恩霍夫研究人員說,雖然用激光切割金屬並不是一種全新的方法,但通常是在幹燥的環境中使用紅外線或其他長波激光輻射進行切割,輔助氣體(ti) 與(yu) 光束同軸,去除在此過程中產(chan) 生的熔融金屬。

 

短波綠色激光器在水下環境中切割鋼材。

 

然而,在海洋中,水會(hui) 向各個(ge) 方向散射長波光。因此,大部分激光功率會(hui) 在短距離內(nei) 消散。輔助氣體(ti) 也需要複雜的管道係統。

 

與(yu) 大多數工業(ye) 激光器相比,波長更短的激光器可以穿透水而不會(hui) 產(chan) 生明顯的損耗;因此,這些激光器也可以在水下環境中使用。這種介質在海洋中大量存在,可以取代幹燥環境中所需的切割氣體(ti) ,且無需鋪設氣體(ti) 管道。

 

此外,氣體(ti) 和氣體(ti) 混合物(如空氣)可壓縮到一定程度後再用於(yu) 實際應用。而水則很難被壓縮。因此,作為(wei) 切割介質,該技術能以較小的力和時間損失去除界麵上的熔體(ti) 殘渣。

 

項目負責人、弗勞恩霍夫 IWS 激光切割小組負責人Patrick Herwig表示,這種方法還能構建出帶有激光附件的緊湊型水下機器人。由於(yu) 設計人員可以將這些裝置設計得比現有的自動鋸床更小巧、更高效,因此,即使是一些難以進入的水下結構,這些附件也可以進入這樣的區域工作。

 

此外,與(yu) 鋸切不同的是,拆卸團隊不需要不斷地為(wei) 激光切割機裝載新的刀片或其他耗材。此外,這種係統不會(hui) 產(chan) 生廢物,也不會(hui) 向大氣中釋放有害物質。研究人員表示,這一特殊優(you) 勢在拆除舊核電站時非常重要。在這種情況下,往往需要在水下拆除鋼構件,然後才能進行新的建設。如果使用切割氣體(ti) ,放射性廢料可能會(hui) 隨著氣泡浮出水麵。

 

下一步,研究人員希望將實驗室規模驗證成熟的概念進一步開發成為(wei) 實際應用係統。

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