Лазерная сварка металлов широко используется в производственных технологиях. Она обладает высокой точностью, малой тепловой деформацией, способностью соединять разнородные материалы и простотой автоматизации. Эти качества делают лазерную сварку незаменимой в таких отраслях как автомобилестроение, аэрокосмическая промышленность и электроника.
Однако, несмотря на преимущества лазерной сварки, при ее применении без использования присадочной проволоки существует значительная проблема: из-за разницы ширины зазоров между свариваемыми деталями возникают различные дефекты в зоне шва. Одним из путей решения этой проблемы является более тщательная подготовка стыковочных поверхностей, что однако значительно увеличивает конечную стоимость продукции. Вторым решением становится динамическое управление шириной лазерного луча с помощью деформируемых зеркал.
Именно на втором направлении сосредоточила свое внимание Юнцуй Ми. Деформируемые зеркала способны выдерживать мощность лазера в несколько киловатт, но ключевая особенность заключается в их возможности генерировать множество различных форм луча и переключаться между ними в течение миллисекунд. Эти зеркала отличаются компактностью и легкостью интеграции в автоматизированные лазерные системы.
Алгоритмы машинного обучения позволяют анализировать большие объемы данных от датчиков, связанных с поведением процесса сваривания, что обеспечивает динамическую корректировку сигналов управления. Это позволяет минимизировать влияние изменений в ширине зазора, неточности движения лазерного луча.
Новая технология делает процесс более гибким, повышает качество сварки, снижает отходы материалов и потребление энергии, а также экономит время и ресурсы.
Эта инновация вызвала значительный интерес со стороны промышленных секторов, работающих с мощными лазерами: производителей авиационных двигателей нового поколения, электрифицированного транспорта.
В настоящее время необходимы дальнейшие исследования, чтобы подготовить технологию к полномасштабному производству через несколько лет.