Студенты нашли способ восстановления лазерных трубок вместо их замены

Студенты-инженеры из РТУ МИРЭА разработали технологию восстановления СО2-лазеров, которые используются в станках для резки и гравировки. Вместо того чтобы покупать дорогостоящую новую трубку при потере мощности, предприятие сможет отправить старую на перезаправку — ей вернут газовый состав и герметичность, подчеркнули в пресс-службе вуза.

По словам разработчиков, ресурс лазерных излучателей можно увеличить в два-три раза, а затраты на их обслуживание снизить на 60–80 процентов. Для тысяч небольших мастерских и гигантских производств это означает, что внеплановые остановки и простои уйдут в прошлое, а себестоимость продукции станет заметно ниже.
 
Лазерные станки вырезают из фанеры замысловатые сувениры, гравируют рисунки на кружках или раскраивают ткань для одежды. Сердце такого станка — стеклянная трубка, заполненная специальной газовой смесью. Со временем газ выветривается, состав теряет свойства, и лазер начинает «слабеть». Раньше это означало одно: трубку надо выкидывать и покупать новую за десятки тысяч рублей, а потом неделями ждать доставку. Команда студентов Института кибербезопасности и цифровых технологий РТУ МИРЭА предложили другой путь — восстанавливать.

Студенты разработали технологию, которая позволяет аккуратно удалить отработанный газ, закачать свежую смесь в нужной пропорции и герметично запаять трубку. Все происходит с ювелирной точностью: стекло не трескается, состав дозируется до молекулы, а после процедуры лазер работает как новый.

«Наша цель — создать полноценный сервис, похожий на замену картриджа в принтере, только для промышленного оборудования, — рассказал лидер проекта, студент РТУ МИРЭА Артем Прокудин. — Предприятию не нужно ждать поставок и тратить бюджеты на новые трубки. Мы забираем старую, восстанавливаем ее и возвращаем с гарантией и паспортом поверки».

Особенность разработки в том, что она охватывает практически все основные причины поломок — от утечки газа до деградации смеси. Исключение составляют только серьёзные механические повреждения, но они случаются гораздо реже. Технология уже прошла первые испытания, и сейчас команда готовится к запуску коммерческих пилотов. В планах — открыть сеть сервисных центров в регионах, чтобы клиентам не приходилось везти оборудование за тысячи километров.

Особенно важна эта разработка для малого и среднего бизнеса: рекламных агентств, мебельных цехов, производителей упаковки и сувениров. Для них каждый день простоя — убытки. Возможность быстро и недорого «перезаправить» лазер вместо покупки нового излучателя делает производство гибким и предсказуемым.

«Мы учим студентов не просто создавать новые устройства, а видеть, как продлить жизнь уже существующему оборудованию. Это и есть настоящая инженерная экономика — бережливая, умная и ресурсосберегающая», — отметил научный руководитель проекта, кандидат технических наук, доцент кафедры защиты информации Института кибербезопасности РТУ МИРЭА Андрей Брысин.

Главное отличие западного подхода от российского — в системности. Там перезаправляемые компоненты встроены в общую технологическую цепочку. У нас же отсутствие ноу-хау оборачивается простоем и лишними расходами. Взять хотя бы прогнозирование ресурса лазерных ламп: в кустарном производстве этот вопрос решается «на глаз», что ведет к потерям.

Российские инженеры пошли другим путем. Внедрив системы измерения динамических параметров излучения, разработчики получили возможность точно рассчитывать остаточный ресурс, исключая тем самым внезапные отказы оборудования и неэффективное использование материалов.
 
В будущем технология может найти применение не только в лазерной резке, но и в других областях, где используются газовые среды, — от научных установок до медицинского оборудования. Проект был представлен на «Акселераторе РТУ МИРЭА» получил грант на дальнейшее развитие.