أصبحت تقنية CTC موضوعًا ساخنًا في صناعة مركبات الطاقة الجديدة. خلال فترة الابتكار الكهروكيميائي البطيئة نسبيًا، ساعد هذا الابتكار الهيكلي بشكل فعال صناعة الطاقة الجديدة على تقليل التكاليف وزيادة الكفاءة مع زيادة نطاق مركبات الطاقة الجديدة إلى حد ما. علم المؤلف مؤخرًا أن مفهوم تقنية CTC قد تم إدخاله في صناعة الليزر. وقد أدى تصميم وتصنيع الليزر باستخدام هذا المفهوم الجديد أيضًا إلى التحول إلى ألياف الليزر.
ما هي تقنية CTC؟
يأتي الإلهام لتقنية CTC من مجال تصميم الطائرات، الذي يعمل على تحسين هيكل خزان الوقود المستقل في الأصل داخل الجناح لدمج خزان الوقود والجناح، مما يقلل من عدد المكونات وعملية التجميع النهائية. لا يؤدي هذا التحسين إلى تحسين كفاءة الإنتاج وتقليل تكاليف الإنتاج فحسب، بل يزيد أيضًا من تحميل الوقود ويحسن نطاق الطائرة.
تم تقديم هذا المفهوم لأول مرة بواسطة Tesla في صناعة مركبات الطاقة الجديدة وتم تطبيقه على طراز Model Y. تشير البيانات إلى أن السيارة الجديدة من طراز Y قد خفضت الوزن بنسبة 10%، وخفضت مكونات الجسم بنسبة 370، وزادت عمر البطارية بنسبة 14% في حالة تقنية صب الجسم المتكاملة من Tesla وتقنية CTC.
قبل ذلك، كان هيكل بطاريات الطاقة مرهقًا للغاية، حيث يتكون من خلايا البطارية والوحدات وحزم البطاريات من الداخل إلى الخارج. تم تجميع العديد من خلايا البطارية في وحدة واحدة والعديد من الوحدات في حزم البطاريات قبل تركيبها في السيارات. عُرفت هذه الفترة باسم عصر الوحدات الموحدة. ومع ذلك، فإن هيكل حزمة البطارية يوفر الكهرباء من الخلايا فقط، ولا يتطلب الهيكل "المعبأ بشكل زائد" تصميم وإنتاج مكونات إضافية فحسب، بل يشغل أيضًا مساحة إضافية، مما يؤدي إلى طاقة أقل لدفع المزيد من الأحمال.
تدرك الشركات المصنعة للبطاريات المحلية هذه المشكلة وقد قامت بإجراء تحسينات ذات صلة. الفكرة الرئيسية هي تصميم وحدات أكبر، أو تقليل عدد الوحدات، أو حتى التصميم بدون وحدات لتقليل عدد الأجزاء وشغل المساحة على مستوى الوحدة قدر الإمكان، متمثلة في تقنية CTP الخاصة بـ CATL والبطاريات النصلية من بي واي دي.
الموضوع الساخن الحالي لتقنية CTC هو التصميم المتكامل لهيكل البطارية الذي تمثله Tesla وBYD وLEAPMOTOR. إن مزايا هذه التكنولوجيا واضحة، فهي لا تدفع شركات السيارات إلى خفض التكاليف فحسب، بل تساعد أيضًا في زيادة المدى. بالإضافة إلى ذلك، فهو يزيد أيضًا من المساحة الداخلية لتعزيز راحة القيادة والركوب.
ما هي تأثيرات تقنية CTC على صناعة الليزر؟
في 15 سبتمبر 2023، عقدت BWT مؤتمرًا صحفيًا عبر الإنترنت للكشف رسميًا عن الجوهر التكنولوجي لسلسلة الليزر الناجحة من Lightning - نسخة الليزر الليفي من تقنية CTC (رقاقة إلى هيكل، تقنية الرقائق المتكاملة). يتوافق هذا المفهوم الفني مع دمج خزان الوقود الجناحي وشاسيه البطارية، والذي دمج تصميم الرقائق وهياكل المشتت الحراري ووحدات المضخة والليزر، مما يلغي الحاجة إلى وحدات من الرقاقة إلى المضخة وعمليات التجميع اللاحقة، تقليل حجم ووزن مصدر المضخة بشكل فعال، وتحقيق درجة عالية من التكامل.
نظرًا لأبحاث التخطيط التطلعية حول تقنية CTC، كانت BWT أول من اقترح حل تقنية CTC المناسب لأشعة الليزر الليفية وأطلقت رسميًا سلسلة Lightning من ليزرات الألياف استنادًا إلى جوهر تكنولوجيا CTC في عام 2022. ولم تحقق ليزرات Lightning فقط يحظى النجاح في السوق بشعبية كبيرة بين المستخدمين ولكنه قاد أيضًا بشكل مباشر اتجاه التصغير والتطوير خفيف الوزن لأجهزة ليزر الألياف، مما يمهد طريقًا ثالثًا لأجهزة ليزر الألياف للتنافس في القوة والسطوع.
تعمل تقنية CTC على تعزيز تصغير أجهزة الليزر وخفة وزنها، مما يحسن بشكل كبير من قابلية النقل والتكامل العالي للمعدات النهائية، مما يؤدي مباشرة إلى الابتكار في المعدات النهائية وسيناريوهات التطبيق. الأكثر وضوحًا هو سوق اللحام بالليزر المحمول. كانت آلة اللحام بالليزر المحمولة المبكرة تحتوي على مبرد ووحدة ليزر أحادية الطراز بقدرة 1 كيلو وات، مع حجم خزانة يبلغ 1.05 متر مربع.3 (أي ما يعادل غسالة قديمة الطراز من حيث الحجم). مع انتشار الليزر من سلسلة Lightning، ظهرت في السوق آلات اللحام المحمولة بالليزر المبردة بالماء ذات الأحجام الصغيرة جدًا (قريبة من حجم اللحام المحمول باليد المبرد بالهواء)، مما جلب اللحام المحمول بالليزر المبرد بالماء إلى عصر الجذع. أدى التحسن في قابلية النقل إلى توسيع سيناريوهات استخدام اللحام بالليزر المحمول المبرد بالماء بشكل كبير واستكمل أوجه القصور في آلات اللحام المحمولة المبردة بالهواء، والتي تكون محمولة ولكنها غير قادرة على الحفاظ على الاستقرار طويل المدى في البيئات ذات درجات الحرارة العالية.
بالإضافة إلى ذلك، أدت أجهزة الليزر المصغرة أيضًا إلى إجراء ترقيات هيكلية في مجال القطع بالليزر الأكثر استخدامًا. في الماضي، كان لا بد من تجهيز ماكينات القطع بليزر الألياف بغرف تكييف منفصلة لليزر، الأمر الذي لم يتطلب مساحة إضافية فحسب، بل زاد أيضًا من صعوبة التركيب والصيانة. في الوقت الحاضر، قامت بعض مصانع المعدات بتوسيع مفهوم CTC إلى مجال تصنيع المعدات، والتخلص من غرف تكييف الهواء المستقلة ودمج ليزر الألياف مباشرة في خزانة التحكم الخاصة بأداة الآلة، مما يسمح بشحن الليزر مع المجموعة الكاملة من المعدات، مما يحقق هدف التفكيك والاستخدام بشكل حقيقي، مما يوفر أكثر من 30% من وقت تركيب المعدات وتقليل تكاليف النقل.
لماذا أخذت BWT زمام المبادرة في إتقان تقنية CTC لليزر؟
وبطبيعة الحال، ليس من السهل تكرار تكنولوجيا CTC ولكن لها مزايا واضحة. حتى في مجال مركبات الطاقة الجديدة الذي كان يختمر لسنوات عديدة، لم يتقن سوى عدد قليل من الشركات تقنية CTC. وذلك لأن المصانع المضيفة عادةً لا تستطيع تصميم خلايا البطارية عندما تكون على دراية بعملية تصنيع المركبات، وغالبًا ما لا تكون مصانع البطاريات على دراية بأساسيات التصميم والتصنيع لهيكل السيارة، وكلاهما غير موجود. فقط تلك الشركات التي تفهم كلاً من خلايا البطارية وتصنيع السيارات، فضلاً عن القدرة المتكاملة للغاية للأنظمة الكهربائية الثلاثة، يمكنها الاستفادة من مزايا تقنية CTC.
نفس المشكلة موجودة في مجال الليزر. الشركات المصنعة لمصادر المضخات النقية ومصنعي الليزر، على الرغم من أن لديهم تراكمًا تكنولوجيًا غنيًا في مجالات تخصصهم، بسبب نقص الخبرة في حل المشكلات من خلال التكامل والتوصيل المتسلسل، لا يمكنهم حل مشكلات التكامل وتبديد الحرارة بشكل كامل بعد تكامل الرقاقة.
BWT هي شركة رائدة في توطين مصادر المضخات، وتتمتع بخبرة تزيد عن عشر سنوات في تصنيع مصادر المضخات. وفي الوقت نفسه، فهي أيضًا من بين أفضل الشركات مبيعًا لأجهزة ليزر الألياف، وهي تنتمي إلى الشركات المصنعة التي تفهم كلاً من مصادر المضخات وآلات الليزر. لذلك، يمكن أن تأخذ زمام المبادرة في كسر كلمة مرور تقنية الليزر CTC وتحقيق الإنتاج الضخم بنجاح، مما يؤدي إلى عصر تصغير ألياف الليزر.
نبذة عامة
في الوقت الحاضر، أصبح التصغير هو الاتجاه التنموي الثالث المعترف به على نطاق واسع في الصناعة بعد الطاقة العالية والسطوع العالي. تعد تقنية CTC هي المفتاح لتحقيق التصغير والتشغيل المستقر لأشعة الليزر على المدى الطويل. لقد أرست تقنية CTC أيضًا الأساس لـ "انكماش" أجهزة الليزر ذات الطاقة العالية. مع التطبيق الناضج لتقنية CTC ونجاح سلسلة Lightning من الليزر، قامت BWT بتطوير وتطوير جيل جديد من منصة Thunder الضوئية ذات السطوع العالي وشبه الفردي. تم تقليل الحجم الإجمالي لليزر الألياف Thunder 12 كيلووات بنسبة 70% مقارنةً بسلسلة Lightning، مما يجعله أصغر ليزر ألياف بقدرة 12 كيلووات في السوق.
بالإضافة إلى ذلك، تضمن تقنية CTC أيضًا إمكانية تشغيل أشعة الليزر ذات الطاقة العالية عند درجة الحرارة. لقد اخترق BWT حد الطاقة وحقق مخرجات عالية الجودة من خلال الجمع بين تكنولوجيا الطاقة وتقنية خرج الطاقة العالية جدًا، مما حقق في النهاية إنتاجًا ثابتًا بقدرة 100 كيلووات فائقة الجودة.
من تطور صناعة مركبات الطاقة الجديدة، أثار مفهوم CTC تدريجيًا تغييرات تكنولوجية في صناعة مركبات الطاقة الجديدة منذ ظهورها وحتى ترقيتها. على الرغم من أن تقنية CTC في مجال ألياف الليزر لم تصل بعد إلى مستوى تعطيل الاعتراف بالصناعة، إلا أنها حسنت بشكل كبير أداء واستقرار الليزر، مما أدى إلى توسيع سيناريوهات تطبيق الليزر بشكل فعال. لدينا أسباب للاعتقاد بأن التطوير الإضافي وتطبيق تكنولوجيا CTC في المستقبل سيجلب آفاق تطوير أوسع لمزيد من مجالات التطبيق المحتملة.
مصدر من ofweek.com
