Lazer markerlərin işləmə sürəti ilə enerji tələbləri arasında əlaqə ümumiyyətlə düz xəttli deyil. Bu cihazlar işə başladıqda, 2023-cü ilin məlumatlarına görə, tez-tez təxminən 2,5 kVt istehlak edirlər. Lakin maşın 800 millimetr saniyədə kəsilmədən işləyən vəziyyətə girdikdən sonra, adətən yalnız 1,2 kVt istehlak olunur ki, bu da köhnə qeyd etmə üsullarının istehlak etdiyi miqdardan təxminən dörd hissədən bir qədər azdır. Əgər operatorların çox dərin qeydlər üçün sürəti 300 mm/san səviyyəsinə endirməyə ehtiyacı olarsa, enerji istehlak təxminən 40% artacaq. Bu, şüanın material səthində daha uzun müddət aktiv qalması səbəbindən baş verir. Şanslıyız ki, yeni nəsil avadanlıqlar adaptiv gücün miqdarını tənzimləyən texnologiya ilə təchiz olunub. Əsasən, idarəetmə sistemi proqramlaşdırılmış hər hansı sürət parametrinə əsasən lazerə verilən gücü tənzimləyir və beləliklə istehsal prosesində şərait dəyişsə də ümumi enerji istehlak effektiv saxlanılır.
Ən yeni lifli lazer sistemləri öz vizual sistemləri vasitəsilə gördüyü əsasında uçuşda sürətini tənzimləyir. Bu onu nəzərdə tutur ki, onlar heç nə işarələmədən ətrafda hərəkət edərkən güc təbədül edilməz, nəticədə 2024-cü ilin tədqiqatlarına əsasən passiv dövrlər zamanı enerji istehlakı təxminən rüb qədər azalır. Bundan əlavə, 10.000 Hz-də işarələmə zamanı çox sürətli impulslarla və gözləmə zamanı yalnızca 200 Hz olan çox yavaş olanlar arasında keçid edən partlayış rejimi adlı bu cür bir xüsusiyyət var. Sistem işə hazır qalır, lakin artıq boş işləmədə elektrik enerjisinin israf etmir, güc istehlakını əvvəki həcmindən 300 vattla müqayisədə aşağı salır.
Avtomobil sənayesinin birinci dərəcəli təchizatçısı klapan yaylarının markerlənməsi üçün CO₂ lazer parametrlərini optimallaşdırdı və ISO/TS 16949 keyfiyyət standartlarını saxlayarkən əhəmiyyətli enerji qənaətinə nail oldu:
| Parametr | Orijinal | Optimallaşdırılmış |
|---|---|---|
| Sürət | 650 mm/s | 900 mm/s |
| Impuls frekansı | 20 kHz | 15 kHz |
| İş göstəricisi | 85% | 72% |
Bu tənzimləmə ilə ildə istifadə olunan enerjinin miqdarı 58 MWh-dan 34,8 MWh-a qədər azaldıldı. 15 ayda qayıtma dərəcəsi altı ədəd köhnə sistemin adaptiv tezlik modulyatorları ilə yenilənməsini əsaslandırdı.
Ulduztutan lazerlərdən istifadə edən tibbi cihaz istehsalçıları dəyişən sürət profillərindən istifadə edərək vahid başına 18% aşağı enerji xərclərinə nail olur:
Elektronika sektoru isə CO2, Lif və UV lazer marker texnologiyalarının enerji səmərəliliyinin müqayisəsi
Lazer marker texnologiyaları enerji səmərəlilikləri baxımından əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənir. CO2 lazerlər ən az səmərəli olanlardır və 10–20% giriş enerjisinin istifadə edilə bilən çıxışa çevrilməsi ilə 7–15 kVt enerji istehlak edir (Heatsign 2023). Lif lazerləri digərlərini üstələyir və 2–4 kVt-da 40–50% çevrilmə səmərəliliyinə nail olunur. Dəqiqlik üçün vacib olan UV lazerlər isə tibbi cihazların markeri kimi zərif tətbiqlər üçün lif sistemlərindən 15–30% artıq enerji tələb edir.
| Metrik | CO2 Laser | Liflər Lazeri | UV Laser |
|-----------------------|-----------------|-----------------|------------------|
| Orta Güc Çəkisi | 7-15 kW | 2-4 kW | 3-5 kW |
| Enerji Dönüşümü | 10-20% | 40-50% | 25-35% |
| Soyutma Tələbləri | Aktiv (Yüksək) | Passiv | Aktiv (Orta) |
Lif laserlər aşağıdakı üç əsas üstünlüyə görə səmərəlilikdə öndədir:
Fiber lazer səmərəliliyi üzrə tədqiqatlara əsasən, bu sistemlər kəsintisiz istehsalda CO2 lazerlərə nisbətən 40% aşağı iş itkiləri nümayiş etdirir. Onların birbaşa diafraqma nasosu ilə işləməsi qazın bərpa edilməsinə ehtiyacı aradan qaldırır və partlayış işlərində enerji itkilərini 60–70% azaldır.
İK lazerlər (355 nm) istilikdən həssas polimerlər və yarımkeçiricilər üzərində nişanlama zamanı fiber lazerlərə nisbətən 18–22% çox elektrik enerjisi istifadə edir. Bu, tezlik üçqat artırma proseslərinin və optik komponentlərin aktiv soyutma tələblərinin enerji itkisinə səbəb olur. Mikroelektronikada (15 µm-dən kiçik detallar) onların əhəmiyyətinə baxmayaraq, İK sistemləri sənaye meyarlarına görə (2024 Lazer Materiallarının Emalı Hesabatı) 35% aşağı enerji səmərəliliyi nümayiş etdirir.
İşarələmə sürətinin artırılması tez-tez enerji istehlakını 15–35% artırır (Material Processing Journal 2023). CO2 lazerlər üçün 80% sürətdə işləmə günlük buraxılışı 12% azaldır, lakin kəsilməz işlədikdə güc tələbini 22 kWh qədər azaldır. Enerji-sürət əlaqəsi müxtəlif texnologiyalarda müxtəlifdir:
| Lazer növü | Sürət artımı | Enerji təsiri |
|---|---|---|
| Lif | +25% | +18% |
| CO₂ | +20% | +30% |
| UV | +15% | +24% |
Müasir idarəetmə sistemləri real vaxtda materialın sərtliyini müəyyən edir və alüminiumla müqayisədə kalınlanmış polad işarələnərkən sürəti avtomatik olaraq 40–60% azaldır. Bu, enerjiyə tələbkar olan artıq işarələmənin qarşısını alır—bu isə qarışıq materiallı xətlərdə sənaye enerji itkisinin əvvəllər 30% -ni təşkil edən sabit sürətli tənzimləmələrin nəticəsidir.
Qəribə görünə bilər, amma bəzi avtomobil istehsalı müəssisələri əslində UV sistemlərini maksimum sürətdə işə saldıqda 85% gücə işləyən müəssisələrə nisbətən 18% daha çox enerji istifadə edirlər. Niyə? Çünki bu cür yüksək sürətli əməliyyatlar dəqiq temperatur tənzimləmələri tələb edir və həmin ekstrem səviyyələrdə dəqiqliyi saxlamaq üçün güc sıçrayışları yaşayır. Keçən ildən olan real sənaye məlumatlarına baxmaq da maraqlı bir şey ortaya qoyur. Həmin istehsalçı şirkət havaneqlik komponentlərinin markerlənməsi üçün maksimum deyil, onlar tərəfindən "ideal" adlandırılan sürətlərə qayıtdıqda, illik 740 milyon vatt-saat enerji qənaət ediblər. Belə effektivlik uzun müddət ərzində real fərq yaradır.
İndi neyron şəbəkələr 0,8 saniyə əvvəl proqnozlaşdırır ki, aktivasiya etməzdən əvvəl enerji nümunələrini saxlayır, puls tezliyini və şüa fokusunu dəyişdirərək keçidlər zamanı səmərəliliyi 5% daxilində saxlayır. İlkin istifadəçilər ənənəvi PLC-lərlə müqayisədə partlayış emalı zamanı enerji sıçrayışlarının 27% azalmasından xəbər verir.
İmpuls rejimində işləməyə keçid, lazeri davamlı işlətməyə nisbətən həmin dayanıq-təkrarlanma dövrlərində enerji istifadəsini təxminən 22%-dən 35%-ə qədər azaldır. Bu, keçən il Laser Tech Jurnalında dərc olunan tədqiqatda göstərilmişdir. Əsas fikir olduqca sadədir – lazer gücünü yalnız markalamaq üçün lazım olan vaxt açın, onu elektrik enerjisi sərf edərək gün boyu boş dayandırmaq əvəzinə. 2024-cü ilin bəzi son nəticələri göstərir ki, təyyarə hissələri istehsal edən şirkətlər titan hissələrə seriya nömrələrini gravировка etmək üçün nəzərdə tutulmuş bu impuls rejimlərini istifadə etdikdən sonra illik enerji xərclərində təxminən 28% qənaət etmişlər. Bunun səbəbi odur ki, titanın vətəndən əvvəl olduqca intensiv emal şərtləri tələb olunur.
Rekuperativ dövrələr impulslar aralığında istifadə olunmayan enerjinin 18%-ə qədərini bərpa edir. Yüksək sürətli lifli lazer sistemlərində bu enerji soyutma blokları və ya pozisiya motorları kimi köməkçi sistemlərə yönəldilir. Sahə testləri göstərir ki, bu dövrələr avtomobil sənayesində 24/7 rejimdə 9.7 kWh/gün enerji qənaətini təmin edir və sürətə və keyfiyyətə təsir göstərmir.
Bu gün laser sistemləri enerji hesabları üzrə 15-dən 30%-ə qədər qənaət edə bilər, çünki onlar partlayışlar zamanı öz sürətlərini tənzimləyirlər. Həll yolu, bəzi son araşdırmalara görə (Ponemon İnstitutu, 2023), itkiyə uğrayan enerjini təxminən 22% azaldan nəbz tezliyi modulyasiyası adlanan şeydədir. Bu laserlər sürətli qravirə rejimi ilə yuxulu gözləmə vəziyyəti arasında keçid edəndə artıq orada əsəbi elektrik istehlakı etmirlər. Həqiqi həyatdan bir nümunə kimi bir çip istehsalçısı 18 min ABŞ dolları qədər illik enerji xərclərini azaltdı, ağıllı sürət idarəetmə sistemlərini quraşdırdıqdan sonra. Bu yeni protokollar əsasən laserlərin yalnız lazım olduqda işə düşməsini təmin edir və fəaliyyətlərini istehsal xəttinin hərəkəti ilə mükəmməl uyğunlaşdırır.
| Metrik | UV Laser Sistemi A | UV Laser Sistemi B |
|---|---|---|
| Enerji xərcləri/ay | $1,240 | $980 |
| İşarələmə sürəti | 120 vahid/dəqiqə | 90 vahid/dəqiqə |
| İllik Net Qənaət | -$2,880* | +$5,210 |
*21% enerji qənaətinə nəzərən 18% buraxılış itkisinin yaratdığı mənfi qənaət
Bu, istehsalatın məhsuldarlığını enerji qənaəti ilə tarazlaşdırması üçün 73% zavodun sürət azaldılmasını 20%-dən aşağı səviyyədə saxlamasının səbəbini göstərir.
Təchizatçıların təqribən 58 faizi maşınlarının belə adlanan ekorejim funksiyalarına malik olduğunu iddia edir, lakin müstəqil testlər fərqli nəticə göstərir. Maşın işə düşəndə təxminən 41% bu rejimləri istifadəçilər maksimum məhsuldarlıq istədikləri üçün söndürür. Əslində burada işləri sürətlə yerinə yetirmək və ətraf mühitə qayğı göstərmək arasında açıq bir ziddiyyət var. Yamazaki Mazak şirkətinin nümunəsinə baxsaq, onlar lifli lazerlərinin güc istehlakını hər an lazım olan məbləğə uyğun olaraq tənzimlədiyi bəzi ağıllı texnologiyalar inkişaf etdirmişlər. Nəticə? Maşınlar enerjini təqribən 19% qənaət edərkən əvvəlkindən təqribən 4% daha sürətli işləməyə davam edir. Beləliklə, yaşıl texnologiyalardan istifadə sürətin qurbanına olması lazım deyil.
Yüksək sürət enerji sərfini artırmaqla yanaşı, dərin gravировка kimi müəyyən vəzifələr üçün sürətin azaldılması lazer uzun müddət aktiv olduğu üçün enerji istifadəsinin artmasına səbəb ola bilər.
Adaptiv gücün tənzimlənməsi, dinamik sürət modulyasiyası və burst rejimi kimi texnologiyalar real vaxt rejimində gücləri və sürətləri tənzimləyərək enerji istifadəsini optimallaşdıra bilər.
Lifli lazerlər qatı hal quruluşuna, dalğa uzunluğunun optimallaşdırılmasına və effektiv puls modulyasiyasına görə daha yaxşı enerji çevrilmə səmərəliliyinə (40-50%) malikdirlər.
Süni intellekt əsaslı idarəetmə blokları proqnozlaşdırıcı analitikadan puls tezliyini və şüa fokusunu tənzimləmək üçün istifadə edərək enerji sıçrayışlarını azaldır və real vaxt rejimində səmərəliliyi optimallaşdırır.
