लेजर कटिंग का कुछ बुनियादी ज्ञान

1970 के दशक की शुरुआत में, काटने के लिए लेजर का पहली बार उपयोग किया गया था। आधुनिक औद्योगिक उत्पादन में, शीट धातु, प्लास्टिक, कांच, चीनी मिट्टी की चीज़ें, अर्धचालक, कपड़ा, लकड़ी और कागज सामग्री प्रसंस्करण में लेजर कटिंग का अधिक व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

लेजर कटिंग

जब केंद्रित लेजर किरण वर्कपीस पर चमकती है, तो प्रकाशित क्षेत्र सामग्री को पिघलाने या वाष्पीकृत करने के लिए तेजी से गर्म हो जाएगा। एक बार जब लेजर बीम वर्कपीस में प्रवेश करती है, तो काटने की प्रक्रिया शुरू हो जाती है: सामग्री को पिघलाते समय लेजर बीम आकृति के साथ चलती है। एक जेट स्ट्रीम का उपयोग आम तौर पर कट से पिघल को दूर करने के लिए किया जाता है, जिससे कटे हुए भाग और फ्रेम के बीच लगभग केंद्रित लेजर बीम जितना चौड़ा एक संकीर्ण अंतर रह जाता है।

लौ से काटना

फ्लेम कटिंग कम कार्बन स्टील को काटने के लिए एक मानक प्रक्रिया है, जिसमें काटने वाली गैस के रूप में ऑक्सीजन का उपयोग किया जाता है। ऑक्सीजन को 6bar तक दबाव डाला जाता है और चीरे में प्रवाहित किया जाता है। वहां, गर्म धातु ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करती है: यह जलना और ऑक्सीकरण करना शुरू कर देती है। लेजर बीम को काटने में सहायता के लिए रासायनिक प्रतिक्रिया से बड़ी मात्रा में ऊर्जा (लेजर की ऊर्जा से पांच गुना तक) निकलती है।

संलयन काटना

पिघलना काटना एक अन्य मानक प्रक्रिया है जिसका उपयोग धातु काटते समय किया जाता है। इसका उपयोग सिरेमिक जैसी अन्य फ़्यूज़िबल सामग्रियों को काटने के लिए भी किया जा सकता है।

नाइट्रोजन या आर्गन गैस का उपयोग काटने वाली गैस के रूप में किया जाता है, और 2 से 20 बार का गैस दबाव चीरे के माध्यम से उड़ाया जाता है। आर्गन और नाइट्रोजन अक्रिय गैसें हैं, जिसका अर्थ है कि वे कट में पिघली हुई धातु के साथ प्रतिक्रिया नहीं करते हैं, बस इसे नीचे की ओर उड़ा देते हैं। साथ ही, अक्रिय गैस कटिंग एज को वायु ऑक्सीकरण से बचा सकती है।

संपीड़ित वायु काटना

संपीड़ित हवा का उपयोग शीट धातु को काटने के लिए भी किया जा सकता है। 5 से 6बार तक हवा का दबाव चीरे में पिघली हुई धातु को उड़ाने के लिए पर्याप्त है। चूँकि लगभग 80% हवा नाइट्रोजन है, संपीड़ित हवा काटना मूल रूप से पिघलने वाला काटना है।

प्लाज्मा ने काटने में सहायता की

यदि मापदंडों को ठीक से चुना गया है, तो प्लाज्मा बादल प्लाज्मा-सहायता पिघलने वाले काटने वाले चीरे में दिखाई देंगे। प्लाज्मा बादल में आयनित धातु वाष्प और आयनीकृत काटने वाली गैस होती है। प्लाज्मा क्लाउड CO2 लेजर की ऊर्जा को अवशोषित करता है और इसे वर्कपीस में परिवर्तित करता है, जिससे वर्कपीस में अधिक ऊर्जा मिलती है, और सामग्री तेजी से पिघलती है, जिसके परिणामस्वरूप तेजी से कटाई होती है। इसलिए, इस काटने की प्रक्रिया को हाई-स्पीड प्लाज्मा कटिंग भी कहा जाता है।

प्लाज़्मा बादल वास्तव में ठोस लेज़रों की तुलना में पारदर्शी होते हैं, इसलिए प्लाज़्मा-सहायता पिघलने की कटाई केवल CO2 लेज़रों के साथ ही की जा सकती है।

गैसीकरण काटना

गैसीकरण काटने से सामग्री वाष्पीकृत हो जाती है और आसपास की सामग्री पर थर्मल प्रभाव कम हो जाता है। इसे कम गर्मी वाष्पीकरण और उच्च अवशोषण वाली सामग्रियों, जैसे पतली प्लास्टिक की फिल्मों और लकड़ी, कागज और फोम जैसी गैर-पिघलने वाली सामग्रियों को संसाधित करने के लिए निरंतर CO2 लेजर का उपयोग करके प्राप्त किया जा सकता है।

अल्ट्राशॉर्ट स्पंदित लेजर तकनीक को अन्य सामग्रियों पर लागू करने की अनुमति देते हैं। धातु में मुक्त इलेक्ट्रॉन लेजर को अवशोषित करते हैं और हिंसक रूप से गर्म होते हैं। लेज़र पल्स पिघले हुए कणों और प्लाज्मा के साथ प्रतिक्रिया नहीं करते हैं, और सामग्री सीधे ऊर्ध्वपातित हो जाती है, जिससे आसपास की सामग्री में गर्मी के रूप में ऊर्जा स्थानांतरित करने का कोई समय नहीं बचता है। जब पिकोसेकंड पल्स सामग्री को पृथक करता है तो कोई स्पष्ट थर्मल प्रभाव नहीं होता है, कोई पिघलने और गड़गड़ाहट का गठन नहीं होता है।

पैरामीटर: प्रक्रिया को समायोजित करें

कई पैरामीटर लेजर कटिंग प्रक्रिया को प्रभावित करते हैं, जिनमें से कुछ लेजर और मशीन टूल के तकनीकी प्रदर्शन पर निर्भर करते हैं, जबकि अन्य परिवर्तनशील होते हैं।

ध्रुवीकरण की डिग्री

ध्रुवीकरण की डिग्री इंगित करती है कि लेजर प्रकाश का कितना प्रतिशत परिवर्तित किया गया है। ध्रुवीकरण की सामान्य डिग्री लगभग 90% है। यह उच्च गुणवत्ता वाले कट के लिए पर्याप्त है।

फोकल व्यास

फोकल व्यास चीरे की चौड़ाई को प्रभावित करता है और फोकसिंग दर्पण की फोकल लंबाई को बदलकर इसे बदला जा सकता है। छोटे फोकल व्यास का मतलब संकीर्ण चीरा है।

फोकस स्थिति

फोकस स्थिति वर्कपीस की सतह पर बीम व्यास और शक्ति घनत्व के साथ-साथ चीरे के आकार को निर्धारित करती है।

लेजर शक्ति

लेजर शक्ति को प्रसंस्करण के प्रकार, सामग्री के प्रकार और मोटाई से मेल खाना चाहिए। शक्ति इतनी अधिक होनी चाहिए कि वर्कपीस पर शक्ति घनत्व मशीनिंग सीमा से अधिक हो।

कार्य पद्धति

निरंतर मोड का उपयोग मुख्य रूप से मशीनीकृत सामग्रियों के मानक प्रोफाइल को मिलीमीटर से सेंटीमीटर आकार में काटने के लिए किया जाता है। छिद्र को पिघलाने या एक सटीक प्रोफ़ाइल तैयार करने के लिए, कम आवृत्ति वाले स्पंदित लेजर का उपयोग किया जाता है।

काटने की गति

लेज़र की शक्ति और काटने की गति एक दूसरे से मेल खानी चाहिए। बहुत तेजी से या बहुत धीमी गति से काटने से खुरदरापन और गड़गड़ाहट बढ़ जाएगी।

नोजल व्यास

नोजल का व्यास नोजल से निकलने वाली गैस की प्रवाह दर और आकार निर्धारित करता है। सामग्री जितनी मोटी होगी, गैस जेट का व्यास उतना ही बड़ा होगा, और तदनुसार, नोजल खोलने का व्यास भी बढ़ाया जाना चाहिए।

गैस की शुद्धता और दबाव

ऑक्सीजन और नाइट्रोजन का उपयोग अक्सर काटने वाली गैसों के रूप में किया जाता है। गैस की शुद्धता और दबाव काटने के प्रभाव को प्रभावित करते हैं।

जब ऑक्सीजन फ्लेम कटिंग का उपयोग किया जाता है, तो गैस की शुद्धता 99.95% तक पहुंचनी चाहिए। स्टील प्लेट जितनी मोटी होगी, गैस का दबाव उतना ही कम होगा।

नाइट्रोजन पिघल काटने का उपयोग करते समय, गैस की शुद्धता 99.995% (आदर्श रूप से 99.999%) तक पहुंचने की आवश्यकता होती है, और मोटी स्टील प्लेटों को पिघलाने और काटने के लिए उच्च वायु दबाव की आवश्यकता होती है।

तकनीकी पैरामीटर सूची

लेजर कटिंग के प्रारंभिक चरण में, उपयोगकर्ताओं को परीक्षण रन के माध्यम से प्रसंस्करण मापदंडों की सेटिंग स्वयं निर्धारित करनी होगी। परिपक्व मशीनिंग पैरामीटर अब कटिंग सिस्टम की नियंत्रण इकाई में संग्रहीत हैं। प्रत्येक सामग्री प्रकार और मोटाई के लिए, संबंधित डेटा हैं। तकनीकी डेटा शीट उन लोगों के लिए भी लेजर कटिंग उपकरण को सुचारू रूप से संचालित करना संभव बनाती है जो इस तकनीक से परिचित नहीं हैं।

लेजर कटिंग गुणवत्ता मूल्यांकन कारक

लेजर कट किनारों की गुणवत्ता निर्धारित करने के लिए कई मानदंड हैं। गड़गड़ाहट के रूप, अवसाद, दाने जैसे मानदंडों को नग्न आंखों से आंका जा सकता है; लंबवतता, खुरदरापन और चीरा की चौड़ाई विशेष उपकरणों द्वारा मापी जाती है। लेजर कटिंग की गुणवत्ता को मापने में सामग्री का जमाव, संक्षारण, गर्मी प्रभावित क्षेत्र और विरूपण भी महत्वपूर्ण कारक हैं।

व्यापक संभावना

अधिकांश अन्य प्रसंस्करण विधियों के साथ लेजर कटिंग की निरंतर सफलता प्राप्त करना कठिन है। यह चलन आज भी जारी है. भविष्य में, लेजर कटिंग की अनुप्रयोग संभावना अधिक से अधिक व्यापक होगी।