AI 액체 냉각용 레이저: HPC 열 시스템을 위한 UW 레이저의 레이저 용접 솔루션

소개

AI 대규모 모델 학습 및 추론에는 단순히 GPU를 더 추가하는 것이 아니라 고밀도, 저PUE, 고신뢰성 랙 및 클러스터가 필요합니다. 단일 NVIDIA GB200/GB300 NVL72 랙은 130-140kW를 소비하며, 곧 출시될 Rubin 아키텍처는 200kW를 초과합니다. 기존의 공랭식은 물리적 한계에 도달했으며, 액체 냉각은 AI 데이터 센터에 필수적이 되었습니다.

TrendForce에 따르면 2025년 데이터 센터의 글로벌 액체 냉각 보급률은 약 33%에 달했습니다. IDC는 중국의 액체 냉각 서버 시장이 2028년까지 162억 달러를 초과할 것으로 예측하며 강력한 시장 성장을 확인했습니다.

이러한 성장은 콜드 플레이트, 파이프라인, 매니폴드 및 정밀 용접을 포함한 확장 가능한 국내 액체 냉각 공급망에 달려 있습니다. 액체 냉각 파이프라인은 시스템의 혈관 네트워크 역할을 합니다. 벨로우즈 벽은 두께가 0.1-0.5mm에 불과합니다. 용접 미세 균열 또는 냉간 접합은 열 사이클링 후 누출을 유발할 수 있습니다. 단 한 방울의 냉각수 누출이라도 GPU를 파괴하고 전체 랙을 충돌시킬 수 있으므로 누출 제로가 필수적입니다.

기존의 브레이징 및 TIG 용접은 초박형, 고반사 구리 다중 분기 원주 이음매에서 큰 열 변형, 높은 기공률 및 낮은 배치 일관성을 생성합니다. 레이저 용접은 낮은 열 입력, 비접촉 처리 및 비전 및 인라인 검사와의 쉬운 통합을 제공합니다. 깊은 용융 및 헬륨 밀봉(≤10⁻⁹ Pa·m³/s)을 달성하여 누출 없는 액체 냉각 부품의 벤치마크 공정으로 부상하고 있습니다.

AI 액체 냉각 응용 분야의 경우 UW Laser는 매니폴드, 엔드 캡, 내부 매니폴드, 벨로우즈, 구리 콜드 플레이트 및 액체 냉각 어셈블리에 대한 용접 장비를 제공합니다. 자체 R&D를 통해 수백에서 수십 킬로와트 범위의 YAG, 다이오드, 파이버, 하이브리드, 블루, 링 빔 및 초고속 레이저를 266nm(UV)에서 2000nm까지 개발합니다. 자체 개발한 워블 헤드와 스폿 용접 헤드는 뛰어난 광학 성능과 안정성을 제공합니다.

레이저 소스, 광학, 모션, 툴링, 공정 및 자동화를 포함하는 폐쇄 루프를 형성합니다. 당사의 솔루션에는 독립형 갠트리 기계, 로봇 셀 및 완전 자동 턴키 라인이 포함됩니다. MES와 통합되어 전체 공정 기록 및 품질 추적성을 지원하여 지능형 컴퓨팅 센터 액체 냉각 부품의 누출 없는 대량 생산 요구 사항을 충족합니다.

(1) 구리 콜드 플레이트용 듀얼 스테이션 레이저 용접 장비

장비 소개
UW Laser의 자체 개발 블루 하이브리드 레이저와 UW 듀얼 파장 워블 레이저 처리 헤드가 장착된 이 시스템은 구리에 대한 청색광의 높은 흡수율과 적외선광의 높은 출력 밀도를 결합합니다. 구리와 같은 고반사 재료의 용접 스패터, 기공 및 냉간 접합 문제를 해결하며 구리 콜드 플레이트의 유동 채널에 대한 장거리 씰링 용접에 사용됩니다.

장점
고반사 재료에 탁월
구리는 근적외선 레이저 에너지를 거의 흡수하지 않아 용접이 어렵습니다. 이 기계는 UW의 자체 개발 450nm 블루 하이브리드 레이저 또는 링 빔 파이버 레이저를 지원하여 스패터 및 기공을 억제합니다.
효율적인 듀얼 스테이션 병렬 워크플로우
듀얼 스테이션 설계로 로딩/언로딩과 용접을 동시에 수행할 수 있어 장비 가동 시간과 대량 생산 효율성을 높입니다.
낮은 누출률의 높은 씰링 성능
최적화된 용접 공정은 최대 10⁻⁹ Pa·m³/s의 누출률을 제공하여 액체 냉각 시스템의 안정적인 장기 작동을 보장합니다.
낮은 열 변형
고도로 집중된 레이저 열 입력과 UW의 지능형 온도 제어 및 공정 라이브러리가 결합되어 열 변형을 제한하고 플레이트 평탄도를 유지합니다.
고품질 용접 비드
독점적인 링 빔 기술은 안정적이고 일관되며 매끄러운 용접을 보장하여 용접 후 연삭을 줄입니다.

(02) 워터 매니폴드용 레이저 용접 장비

소개
UW Laser의 자체 개발 단일 모드/준단일 모드 파이버 레이저와 D30 워블 처리 헤드가 장착되어 매니폴드 파이프와 노즐 베이스 사이의 원주 및 씰링 이음매를 용접합니다. 알루미늄 및 스테인리스 스틸 매니폴드에 적합하며 독립형 6축 갠트리 스테이션 및 6축 로봇 용접 스테이션을 지원합니다.

장점
복잡한 3D 경로 용접
매니폴드는 복잡한 공간 구조를 특징으로 합니다. 로봇 셀 또는 고정밀 3D 모션 플랫폼과 결합된 이 기계는 복잡한 공간 곡선에 대한 정밀 용접을 제공합니다.
이종 재료 호환성
매니폴드는 종종 알루미늄, 구리, 스테인리스 스틸 및 기타 금속을 접합합니다. UW의 다중 파장 동축 하이브리드 용접은 두 레이저의 장점을 결합하고 이종 금속 용접에서 취약한 금속간 화합물을 억제합니다.
높은 용접 정확도
고정밀 고정구 및 위치 지정 시스템은 분기 파이프 및 포트의 정확한 용접을 보장합니다. 반복 위치 지정 정확도: ±0.03 mm / 300 mm.
균형 잡힌 침투 및 속도
매니폴드 벽 두께에 최적화된 매개변수는 높은 속도(알루미늄 합금의 경우 최대 200mm/s)에서 조인트 강도를 위한 충분한 침투를 보장합니다.
높은 자동화
이 턴키 시스템은 자동 로딩/언로딩, 이음매 추적 및 인라인 검사를 통합하여 수동 작업을 줄이고 배치 일관성을 안정화할 수 있습니다.

(03) 내부 매니폴드 레이저 용접 장비

장비 소개
이 장비는 UW Laser의 자체 개발 단일 모드 연속 레이저와 D30 진동 레이저 출력 헤드를 갖추고 있습니다. 중앙 빔은 침투 깊이를 제공하고 환형 빔은 용융 풀을 안정화하여 스패터 및 기공을 억제합니다. 내부 워터 매니폴드의 복잡한 유동 채널 구조 및 고요구 사항의 밀봉 용접 응용 분야에 적합합니다.

장비 장점
내부 깊고 좁은 슬릿에 대한 용접 접근
내부 매니폴드용으로 특별히 설계된 용접 토치 또는 레이저 헤드는 조립품 내부로 침투하여 기존 방법으로는 접근하기 어려운 용접 이음매에 비접촉 용접을 수행할 수 있습니다.
고정밀 위치 지정 및 미세 용접
내부 매니폴드의 복잡한 구조를 위해 제작된 이 시스템은 초미세(마이크론 수준) 레이저 스폿으로 초점을 맞춰 인접한 정밀 부품을 손상시키지 않고 고정밀 스폿 용접 또는 이음매 용접을 수행할 수 있습니다.
실시간 폐쇄 루프 제어
UW 금형 내 용접 및 실시간 제어 기술을 채택하여 용접 공정 전반에 걸쳐 폐쇄 루프 피드백 제어를 구현하여 모든 조인트의 일관되고 신뢰할 수 있는 용접 품질을 보장합니다.
고청정 용접
레이저 용접은 기계적 응력이 없는 비접촉 공정입니다. 용접 공정은 깨끗하고 잔해물이 없어 내부 유동 채널의 오염을 방지합니다.
다중 용접 구성 지원
다양한 설계 요구 사항을 충족하기 위해 내부 매니폴드 내에서 맞대기 용접, 겹치기 용접, 필렛 용접 및 기타 조인트 유형을 유연하게 지원합니다.

(04) 벨로우즈 용접 장비

장비 소개
이 장비는 UW Laser의 자체 개발 다중 모드 파이버 레이저와 D30 진동 레이저 출력 헤드를 갖추고 있습니다. 얇은 벽의 벨로우즈와 이종 금속의 맞대기 용접용으로 설계되었으며, 벨로우즈와 피팅 사이의 원주 이음매 용접에 적합합니다. 용접 연성과 씰링 신뢰성의 균형을 맞추고 컴퓨팅 전력 및 에너지 저장 시스템의 파이프라인 부품에 적용됩니다.

장비 장점
변형되기 쉬운 얇은 벽 재료 용접
벨로우즈는 벽이 매우 얇고 변형 및 연소에 매우 취약합니다. 레이저 용접은 정밀하게 제어 가능한 에너지와 최소한의 열 입력을 특징으로 하여 얇은 벽 벨로우즈 용접에 이상적인 공정입니다.
높은 용접 속도 및 생산성
초고속 용접 속도로 벨로우즈, 커넥터 및 플랜지 사이의 원주 용접을 효율적으로 완료할 수 있어 대량 생산에 적합합니다.
우수한 용접 연성
레이저 용접은 미세 결정립 용접 미세 구조를 형성하여 균열 저항성이 우수합니다. 서비스 중 벨로우즈가 반복적인 팽창, 수축 및 굽힘을 겪을 때 용접 실패를 방지합니다.
비접촉 용접 공정
얇은 벨로우즈 구조에 기계적 압축이나 손상이 가해지지 않아 벨로우즈의 원래 기하학적 정확도와 탄성을 유지합니다.
자동 원주 용접
일반적으로 회전 테이블 또는 포지셔너와 함께 장착되는 이 시스템은 벨로우즈 원주 이음매의 자동, 전 위치 정밀 용접을 지원하고 전체 용접 원 둘레에 걸쳐 일관된 품질을 보장합니다.

(05) 다기능 스폿 용접 장비

장비 소개
이 장비는 UW Laser의 자체 개발 YAG 레이저와 6kW 파이버 레이저 출력 헤드를 갖추고 있습니다. 액체 냉각 어셈블리의 나사 좌석, 조인트 및 커넥터의 위치 스폿 용접, 사전 고정 및 국부 융착 용접에 사용됩니다. 빠른 스폿 용접을 가능하게 하며 용접 전 사전 위치 지정을 위해 다양한 용접 워크스테이션에 통합될 수 있습니다.

장비 장점
유연한 전환이 가능한 다목적 기계
스폿 용접 및 다기능 용접 기능을 모두 갖춘 이 장비는 소프트웨어 및 하드웨어 구성을 통해 신속한 전환을 지원하여 다양한 제품 및 위치의 용접 요구 사항을 충족합니다.
정밀하게 제어 가능한 스폿 크기
레이저 펄스 전력, 펄스 폭 및 스폿 크기를 조정하여 용접 스폿의 직경과 침투 깊이를 정확하게 제어할 수 있어 정밀 접합에 적합합니다.
얇은 시트 및 특수 형상 부품에 적합
히트 싱크 및 액체 냉각 플레이트의 얇은 벽 커넥터 및 작은 프로파일 부품의 경우 스폿 용접은 최소한의 열 입력으로 견고한 조인트를 제공하고 전체 부품의 열 변형을 방지합니다.
높은 위치 지정 정확도
고정밀 모션 시스템 또는 갈바노미터 스캐닝 시스템과 결합하여 정확한 스폿 배치를 통해 고속, 고정밀 점별 용접을 가능하게 합니다.
내화성 및 이종 재료 용접 가능
고피크 전력 펄스 레이저를 사용하여 구리 및 알루미늄과 같은 고반사 재료뿐만 아니라 이종 재료에 대한 효과적인 스폿 용접을 수행합니다.

·끝·

20년 이상의 정밀 레이저 용접 경험을 바탕으로 UW Laser는 "레이저 소스-광학-모션-툴링-공정-자동화"의 전체 폐쇄 루프를 포괄하는 턴키 액체 냉각 용접 솔루션을 제공합니다. 자체 개발한 레이저 포트폴리오에는 YAG, 다이오드, 파이버, 하이브리드 및 링 빔 레이저(수십 와트에서 10kW, 블루에서 1μm NIR)가 포함됩니다.

독점적인 진동 및 스폿 용접 헤드와 결합하여 5가지 유형의 액체 냉각 부품에 대한 다양한 공정 요구 사항을 충족합니다.
비전 정렬, 공정 중 OCT 모니터링, 공정 시뮬레이션 및 전체 데이터 로깅을 갖춘 당사의 용접은 모재에 가까운 용접 강도, 0.2-0.5mm HAZ 및 ≤0.05mm 변형을 달성하여 솔더 부식 및 채널 막힘 위험을 완화합니다. 당사는 독립형 워크스테이션, 로봇 셀 및 완전 자동 라인과 같은 유연한 제공을 통해 지능형 컴퓨팅 하드웨어 및 AI 액체 냉각 분야의 고객에게 서비스를 제공합니다. 중국 전역의 무료 샘플 테스트, 기존 라인 개조 및 현장 지원이 가능합니다.

액체 냉각 시장은 강력한 성장을 보이고 있습니다. UW Laser는 AI 액체 냉각 용접을 발전시키기 위해 업계 플레이어와 협력할 준비가 되어 있습니다. 샘플 테스트 또는 솔루션 상담: marketing@uwlaser.com