लेजर मशीनिंग और कटिंग और एलबीएम

LASER CUTTING is a HIGH-ENERGY-BEAM MANUFACTURING_cc781905-5cde-3194-bb3b-136bad5cf58d को काटने के लिए सामग्री, और आमतौर पर औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए लेजर का उपयोग करता है। In LASER BEAM MACHINING (LBM), एक लेज़र स्रोत, वर्कपीस की सतह पर ऑप्टिकल ऊर्जा केंद्रित करता है। लेज़र कटिंग कंप्यूटर द्वारा, काटे जाने वाली सामग्री पर उच्च-शक्ति वाले लेज़र के अत्यधिक केंद्रित और उच्च-घनत्व आउटपुट को निर्देशित करता है। लक्षित सामग्री तब या तो पिघलती है, जलती है, वाष्पीकृत हो जाती है, या गैस के एक जेट द्वारा उड़ा दी जाती है, एक नियंत्रित तरीके से एक उच्च गुणवत्ता वाली सतह खत्म के साथ एक किनारे को छोड़कर। हमारे औद्योगिक लेजर कटर फ्लैट-शीट सामग्री के साथ-साथ संरचनात्मक और पाइपिंग सामग्री, धातु और अधातु वर्कपीस को काटने के लिए उपयुक्त हैं। आम तौर पर लेजर बीम मशीनिंग और काटने की प्रक्रियाओं में किसी वैक्यूम की आवश्यकता नहीं होती है। लेज़र कटिंग और निर्माण में कई प्रकार के लेज़रों का उपयोग किया जाता है। स्पंदित या निरंतर तरंग CO2 LASER  काटने, उबाऊ और उत्कीर्णन के लिए उपयुक्त है। Thefd NEODYMIUM (Nd) और नियोडिमियम yttrium-एल्यूमीनियम-गार्नेट_cc781905-5cde-3194-bb3b_(136794-Gf3) एल डीई शैली में और केवल आवेदन में भिन्न। नियोडिमियम एनडी का उपयोग बोरिंग के लिए किया जाता है और जहां उच्च ऊर्जा लेकिन कम पुनरावृत्ति की आवश्यकता होती है। दूसरी ओर एनडी-वाईएजी लेजर का उपयोग किया जाता है जहां बहुत अधिक शक्ति की आवश्यकता होती है और उबाऊ और उत्कीर्णन के लिए। CO2 और Nd/Nd-YAG दोनों लेज़रों का उपयोग LASER WELDING के लिए किया जा सकता है। निर्माण में हमारे द्वारा उपयोग किए जाने वाले अन्य लेज़रों में शामिल हैं Nd: GLASS, RUBY और EXCIMER। लेजर बीम मशीनिंग (एलबीएम) में, निम्नलिखित पैरामीटर महत्वपूर्ण हैं: वर्कपीस सतह की परावर्तकता और थर्मल चालकता और इसकी विशिष्ट गर्मी और पिघलने और वाष्पीकरण की गुप्त गर्मी। इन मापदंडों के घटने के साथ लेजर बीम मशीनिंग (एलबीएम) प्रक्रिया की दक्षता बढ़ जाती है। काटने की गहराई के रूप में व्यक्त किया जा सकता है:

 

टी ~ पी / (वीएक्सडी)

 

इसका मतलब है, काटने की गहराई "टी" पावर इनपुट पी के लिए आनुपातिक है और गति वी और लेजर-बीम स्पॉट व्यास डी काटने के विपरीत आनुपातिक है। एलबीएम के साथ उत्पादित सतह आमतौर पर खुरदरी होती है और इसमें गर्मी से प्रभावित क्षेत्र होता है।

 

 

 

कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) लेजर कटिंग और मशीनिंग: DC-उत्तेजित CO2 लेजर गैस मिश्रण के माध्यम से एक करंट पास करके पंप हो जाते हैं जबकि RF-उत्तेजित CO2 लेजर उत्तेजना के लिए रेडियो फ्रीक्वेंसी ऊर्जा का उपयोग करते हैं। आरएफ पद्धति अपेक्षाकृत नई है और अधिक लोकप्रिय हो गई है। डीसी डिजाइनों को गुहा के अंदर इलेक्ट्रोड की आवश्यकता होती है, और इसलिए उनके पास प्रकाशिकी पर इलेक्ट्रोड सामग्री का इलेक्ट्रोड क्षरण और चढ़ाना हो सकता है। इसके विपरीत, RF रेज़ोनेटर में बाहरी इलेक्ट्रोड होते हैं और इसलिए वे उन समस्याओं से ग्रस्त नहीं होते हैं। हम हल्के स्टील, एल्यूमीनियम, स्टेनलेस स्टील, टाइटेनियम और प्लास्टिक जैसी कई सामग्रियों की औद्योगिक कटाई में CO2 लेजर का उपयोग करते हैं।

 

 

 

YAG LASER CUTTING and MACHINING: हम धातुओं और सिरेमिक को काटने और लिखने के लिए YAG लेजर का उपयोग करते हैं। लेजर जनरेटर और बाहरी प्रकाशिकी को ठंडा करने की आवश्यकता होती है। अपशिष्ट ऊष्मा उत्पन्न होती है और शीतलक द्वारा या सीधे हवा में स्थानांतरित की जाती है। पानी एक सामान्य शीतलक है, जो आमतौर पर एक चिलर या गर्मी हस्तांतरण प्रणाली के माध्यम से परिचालित होता है।

 

 

 

एक्सीमर लेजर कटिंग और मशीनिंग: एक एक्सीमर लेजर एक प्रकार का लेजर होता है जिसकी तरंग दैर्ध्य पराबैंगनी क्षेत्र में होती है। सटीक तरंग दैर्ध्य प्रयुक्त अणुओं पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए निम्नलिखित तरंगदैर्घ्य पैरांथेस में दिखाए गए अणुओं से जुड़े हैं: 193 एनएम (ArF), 248 एनएम (KrF), 308 एनएम (XeCl), 353 एनएम (XeF)। कुछ एक्साइमर लेज़र ट्यून करने योग्य होते हैं। एक्साइमर लेज़रों में आकर्षक गुण होते हैं कि वे सतह सामग्री की बहुत महीन परतों को लगभग बिना किसी ताप के हटा सकते हैं या शेष सामग्री में परिवर्तन कर सकते हैं। इसलिए एक्साइमर लेज़र कुछ पॉलिमर और प्लास्टिक जैसे कार्बनिक पदार्थों की सूक्ष्म सूक्ष्म मशीनिंग के लिए अच्छी तरह से अनुकूल हैं।

 

 

 

गैस-असिस्टेड लेजर कटिंग: कभी-कभी हम पतली शीट सामग्री को काटने के लिए ऑक्सीजन, नाइट्रोजन या आर्गन जैसे गैस स्ट्रीम के संयोजन में लेजर बीम का उपयोग करते हैं। यह a LASER-BEAM TORCH का उपयोग करके किया जाता है। स्टेनलेस स्टील और एल्यूमीनियम के लिए हम नाइट्रोजन का उपयोग करके उच्च दबाव वाली अक्रिय-गैस-सहायता प्राप्त लेजर कटिंग का उपयोग करते हैं। इसके परिणामस्वरूप वेल्डेबिलिटी में सुधार करने के लिए ऑक्साइड मुक्त किनारों का परिणाम होता है। ये गैस धाराएं वर्कपीस सतहों से पिघली हुई और वाष्पीकृत सामग्री को भी उड़ा देती हैं।

 

 

 

a LASER MICROJET CUTTING  में एक वॉटर-जेट गाइडेड लेजर है जिसमें स्पंदित लेजर बीम को कम दबाव वाले वॉटर जेट में जोड़ा जाता है। ऑप्टिकल फाइबर के समान, लेजर बीम को निर्देशित करने के लिए वाटर जेट का उपयोग करते समय हम इसका उपयोग लेजर कटिंग करने के लिए करते हैं। लेजर माइक्रोजेट के फायदे यह हैं कि पानी मलबे को भी हटाता है और सामग्री को ठंडा करता है, यह पारंपरिक ''सूखी'' लेजर कटिंग से तेज है जिसमें उच्च डाइसिंग गति, समानांतर केर्फ और सर्वदिशात्मक काटने की क्षमता है।

 

 

 

हम लेजर का उपयोग करके काटने में विभिन्न तरीकों को तैनात करते हैं। कुछ विधियाँ हैं वाष्पीकरण, पिघलना और फूंकना, पिघलना और जलाना, थर्मल स्ट्रेस क्रैकिंग, स्क्रिबिंग, कोल्ड कटिंग और बर्निंग, स्थिर लेजर कटिंग।

 

- वाष्पीकरण काटने: केंद्रित बीम सामग्री की सतह को उसके क्वथनांक तक गर्म करता है और एक छेद बनाता है। छेद से अवशोषण में अचानक वृद्धि होती है और छेद को जल्दी से गहरा कर देता है। जैसे ही छेद गहरा होता है और सामग्री उबलती है, उत्पन्न वाष्प पिघली हुई दीवारों को नष्ट कर देता है जिससे सामग्री बाहर निकल जाती है और छेद को और बड़ा कर देती है। गैर पिघलने वाली सामग्री जैसे लकड़ी, कार्बन और थर्मोसेट प्लास्टिक को आमतौर पर इस विधि से काटा जाता है।

 

- मेल्ट एंड ब्लो कटिंग: हम कटिंग क्षेत्र से पिघले हुए पदार्थ को उड़ाने के लिए उच्च दबाव वाली गैस का उपयोग करते हैं, जिससे आवश्यक शक्ति कम हो जाती है। सामग्री को उसके गलनांक तक गर्म किया जाता है और फिर एक गैस जेट पिघले हुए पदार्थ को केर्फ़ से बाहर निकालता है। यह सामग्री के तापमान को और अधिक बढ़ाने की आवश्यकता को समाप्त करता है। हम इस तकनीक से धातुओं को काटते हैं।

 

- थर्मल स्ट्रेस क्रैकिंग: भंगुर पदार्थ थर्मल फ्रैक्चर के प्रति संवेदनशील होते हैं। एक बीम सतह पर केंद्रित होता है जिससे स्थानीयकृत ताप और थर्मल विस्तार होता है। इसका परिणाम एक दरार में होता है जिसे बाद में बीम को स्थानांतरित करके निर्देशित किया जा सकता है। हम इस तकनीक का उपयोग कांच काटने में करते हैं।

 

- सिलिकॉन वेफर्स की स्टील्थ डाइसिंग: सिलिकॉन वेफर्स से माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक चिप्स का पृथक्करण स्टील्थ डाइसिंग प्रक्रिया द्वारा किया जाता है, स्पंदित एनडी: वाईएजी लेजर का उपयोग करके, 1064 एनएम की तरंग दैर्ध्य सिलिकॉन के इलेक्ट्रॉनिक बैंड गैप (1.11 ईवी या) के लिए अच्छी तरह से अपनाया जाता है। 1117 एनएम)। यह अर्धचालक उपकरण निर्माण में लोकप्रिय है।

 

- रिएक्टिव कटिंग: इसे फ्लेम कटिंग भी कहा जाता है, इस तकनीक को ऑक्सीजन टार्च कटिंग के समान किया जा सकता है लेकिन इग्निशन स्रोत के रूप में लेजर बीम के साथ। हम इसका उपयोग कार्बन स्टील को 1 मिमी से अधिक मोटाई में काटने के लिए करते हैं और यहां तक कि बहुत मोटी स्टील प्लेटों को कम लेजर शक्ति के साथ काटने के लिए।

 

 

 

PULSED LASERS  हमें कम अवधि के लिए ऊर्जा का एक उच्च-शक्ति विस्फोट प्रदान करते हैं और कुछ लेजर काटने की प्रक्रियाओं में बहुत प्रभावी होते हैं, जैसे भेदी, या जब बहुत छोटे छेद या बहुत कम काटने की गति की आवश्यकता होती है। यदि इसके बजाय एक निरंतर लेजर बीम का उपयोग किया जाता है, तो गर्मी पूरे टुकड़े को पिघलाने के बिंदु तक पहुंच सकती है। हमारे लेज़रों में NC (संख्यात्मक नियंत्रण) प्रोग्राम नियंत्रण के तहत CW (कंटीन्यूअस वेव) को पल्स या काटने की क्षमता होती है। हम सामग्री हटाने की दर और छेद की गुणवत्ता में सुधार के लिए पल्स जोड़े की एक श्रृंखला को उत्सर्जित करने के लिए DOUBLE PULSE LASERS emitting का उपयोग करते हैं। पहली पल्स सतह से सामग्री को हटाती है और दूसरी पल्स निकाले गए पदार्थ को छेद या कट के किनारे पर पढ़ने से रोकती है।

 

 

 

लेजर कटिंग और मशीनिंग में सहनशीलता और सतह खत्म उत्कृष्ट हैं। हमारे आधुनिक लेजर कटर में 10 माइक्रोमीटर के पड़ोस में स्थिति सटीकता और 5 माइक्रोमीटर की दोहराव क्षमता है। मानक खुरदरापन Rz शीट की मोटाई के साथ बढ़ता है, लेकिन लेजर शक्ति और काटने की गति के साथ घटता है। लेजर कटिंग और मशीनिंग प्रक्रियाएं निकट सहिष्णुता प्राप्त करने में सक्षम हैं, अक्सर 0.001 इंच (0.025 मिमी) भाग ज्यामिति के भीतर और हमारी मशीनों की यांत्रिक विशेषताओं को सर्वोत्तम सहिष्णुता क्षमताओं को प्राप्त करने के लिए अनुकूलित किया जाता है। सतह की फिनिश हम लेजर बीम कटिंग से प्राप्त कर सकते हैं जो 0.003 मिमी से 0.006 मिमी के बीच हो सकती है। आम तौर पर हम 0.025 मिमी व्यास के साथ छेद आसानी से प्राप्त करते हैं, और विभिन्न सामग्रियों में 0.005 मिमी के रूप में छोटे छेद और 50 से 1 के छेद गहराई-से-व्यास अनुपात का उत्पादन किया गया है। हमारे सबसे सरल और सबसे मानक लेजर कटर कार्बन स्टील धातु को 0.020–0.5 इंच (0.51-13 मिमी) से मोटाई में काट देंगे और मानक काटने की तुलना में आसानी से तीस गुना तेज हो सकते हैं।

 

 

 

लेजर-बीम मशीनिंग का उपयोग धातुओं, अधातुओं और मिश्रित सामग्रियों की ड्रिलिंग और काटने के लिए व्यापक रूप से किया जाता है। मैकेनिकल कटिंग पर लेजर कटिंग के लाभों में आसान वर्कहोल्डिंग, सफाई और वर्कपीस का कम संदूषण शामिल है (चूंकि पारंपरिक मिलिंग या टर्निंग के रूप में कोई अत्याधुनिक नहीं है जो सामग्री से दूषित हो सकता है या सामग्री को दूषित कर सकता है, अर्थात ब्यू बिल्ड-अप)। मिश्रित सामग्रियों की अपघर्षक प्रकृति उन्हें पारंपरिक तरीकों से मशीन बनाना मुश्किल बना सकती है लेकिन लेजर मशीनिंग द्वारा आसान बना सकती है। चूंकि प्रक्रिया के दौरान लेजर बीम खराब नहीं होती है, इसलिए प्राप्त सटीकता बेहतर हो सकती है। चूंकि लेजर सिस्टम में एक छोटा गर्मी-प्रभावित क्षेत्र होता है, इसलिए कटौती की जा रही सामग्री को विकृत करने की भी कम संभावना होती है। कुछ सामग्रियों के लिए लेजर कटिंग ही एकमात्र विकल्प हो सकता है। लेजर-बीम काटने की प्रक्रिया लचीली होती है, और फाइबर ऑप्टिक बीम डिलीवरी, सरल फिक्स्चर, कम सेट-अप समय, तीन आयामी सीएनसी सिस्टम की उपलब्धता लेजर कटिंग और मशीनिंग के लिए पंचिंग जैसी अन्य शीट मेटल फैब्रिकेशन प्रक्रियाओं के साथ सफलतापूर्वक प्रतिस्पर्धा करना संभव बनाती है। यह कहा जा रहा है, लेजर तकनीक को कभी-कभी बेहतर समग्र दक्षता के लिए यांत्रिक निर्माण प्रौद्योगिकियों के साथ जोड़ा जा सकता है।

 

 

 

शीट धातुओं की लेजर कटिंग में प्लाज्मा कटिंग पर अधिक सटीक होने और कम ऊर्जा का उपयोग करने के फायदे हैं, हालांकि, अधिकांश औद्योगिक लेजर अधिक धातु की मोटाई के माध्यम से नहीं काट सकते हैं जो प्लाज्मा कर सकता है। 6000 वाट जैसी उच्च शक्तियों पर काम करने वाले लेजर मोटी सामग्री के माध्यम से काटने की क्षमता में प्लाज्मा मशीनों के पास आ रहे हैं। हालाँकि इन 6000 वाट के लेजर कटर की पूंजीगत लागत स्टील प्लेट जैसी मोटी सामग्री को काटने में सक्षम प्लाज्मा कटिंग मशीनों की तुलना में बहुत अधिक है।

 

 

 

लेजर कटिंग और मशीनिंग के नुकसान भी हैं। लेजर कटिंग में उच्च बिजली की खपत शामिल है। औद्योगिक लेजर क्षमता 5% से 15% तक हो सकती है। किसी विशेष लेजर की बिजली की खपत और दक्षता आउटपुट पावर और ऑपरेटिंग पैरामीटर के आधार पर अलग-अलग होगी। यह लेजर के प्रकार पर निर्भर करेगा और लेजर हाथ में काम से कितनी अच्छी तरह मेल खाता है। किसी विशेष कार्य के लिए आवश्यक लेजर कटिंग पावर की मात्रा सामग्री के प्रकार, मोटाई, प्रक्रिया (प्रतिक्रियाशील / निष्क्रिय) और वांछित काटने की दर पर निर्भर करती है। लेजर कटिंग और मशीनिंग में अधिकतम उत्पादन दर लेजर पावर, प्रक्रिया प्रकार (चाहे प्रतिक्रियाशील या निष्क्रिय), भौतिक गुणों और मोटाई सहित कई कारकों द्वारा सीमित है।

 

 

 

In LASER ABLATION हम एक ठोस सतह से सामग्री को लेजर बीम से विकिरणित करके निकालते हैं। कम लेज़र फ्लक्स पर, सामग्री को अवशोषित लेज़र ऊर्जा द्वारा गर्म किया जाता है और वाष्पित या उच्चीकृत हो जाता है। उच्च लेजर प्रवाह पर, सामग्री को आम तौर पर प्लाज्मा में परिवर्तित कर दिया जाता है। उच्च शक्ति वाले लेजर एक पल्स के साथ एक बड़े स्थान को साफ करते हैं। कम शक्ति वाले लेजर कई छोटी दालों का उपयोग करते हैं जिन्हें एक क्षेत्र में स्कैन किया जा सकता है। लेज़र एब्लेशन में हम स्पंदित लेज़र या निरंतर तरंग लेज़र बीम के साथ सामग्री को हटाते हैं यदि लेज़र की तीव्रता पर्याप्त रूप से अधिक है। स्पंदित लेजर बहुत कठिन सामग्री के माध्यम से बेहद छोटे, गहरे छेद ड्रिल कर सकते हैं। बहुत कम लेज़र पल्स सामग्री को इतनी तेज़ी से हटाते हैं कि आसपास की सामग्री बहुत कम गर्मी को अवशोषित करती है, इसलिए लेज़र ड्रिलिंग नाजुक या गर्मी-संवेदनशील सामग्री पर की जा सकती है। लेजर ऊर्जा को कोटिंग्स द्वारा चुनिंदा रूप से अवशोषित किया जा सकता है, इसलिए CO2 और Nd: YAG स्पंदित लेजर का उपयोग सतहों को साफ करने, पेंट और कोटिंग को हटाने, या अंतर्निहित सतह को नुकसान पहुंचाए बिना पेंटिंग के लिए सतहों को तैयार करने के लिए किया जा सकता है।

 

 

 

हम उपयोग करते हैं LASER ENGRAVING and_cc781905-5cde-3194-bb3b-136bad5cfbad58d_LASER MARKING_cc3194-bb3b-to engravet. ये दो तकनीकें वास्तव में सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले अनुप्रयोग हैं। कोई स्याही का उपयोग नहीं किया जाता है, न ही इसमें उपकरण बिट्स शामिल होते हैं जो उत्कीर्ण सतह से संपर्क करते हैं और खराब हो जाते हैं जो पारंपरिक यांत्रिक उत्कीर्णन और अंकन विधियों के मामले में होता है। विशेष रूप से लेजर उत्कीर्णन और अंकन के लिए डिज़ाइन की गई सामग्री में लेजर-संवेदनशील पॉलिमर और विशेष नए धातु मिश्र धातु शामिल हैं। हालांकि लेजर मार्किंग और एनग्रेविंग उपकरण पंच, पिन, स्टाइली, नक़्क़ाशी स्टैम्प….आदि जैसे विकल्पों की तुलना में अपेक्षाकृत अधिक महंगे हैं, वे अपनी सटीकता, प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्यता, लचीलेपन, स्वचालन में आसानी और ऑनलाइन आवेदन के कारण अधिक लोकप्रिय हो गए हैं। विनिर्माण वातावरण की एक विस्तृत विविधता में।

 

 

 

अंत में, हम कई अन्य निर्माण कार्यों के लिए लेजर बीम का उपयोग करते हैं:

 

 LASER वेल्डिंग

 

- LASER हीट ट्रीटिंग: धातुओं और सिरेमिक के छोटे पैमाने पर गर्मी उपचार उनकी सतह यांत्रिक और जनजातीय गुणों को संशोधित करने के लिए।

 

- LASER सतह उपचार / संशोधन: लेजर का उपयोग सतहों को साफ करने, कार्यात्मक समूहों को पेश करने, कोटिंग जमा करने या प्रक्रियाओं में शामिल होने से पहले आसंजन में सुधार के प्रयास में सतहों को संशोधित करने के लिए किया जाता है।