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लेजर कटिंग के दौरान लेजर कटिंग का सिद्धांत, एक उच्च-ऊर्जा घनत्व लेजर बीम को सामग्री पर निर्देशित किया जाता है, जिससे तीव्र स्थानीय तापन हो रहा है. तीव्र गर्मी के कारण पदार्थ अपने गलनांक तक पहुँच जाता है, वाष्पीकरण तापमान, या इग्निशन प्वाइंट.
लेजर कटिंग का सिद्धांत[लेजर कटिंग क्या है] लेजर कटिंग के दौरान, एक उच्च-ऊर्जा घनत्व लेजर बीम को सामग्री पर निर्देशित किया जाता है, जिससे तीव्र स्थानीय तापन हो रहा है. तीव्र गर्मी के कारण पदार्थ अपने गलनांक तक पहुँच जाता है, वाष्पीकरण तापमान, या इग्निशन प्वाइंट.
इसके साथ ही, पिघली हुई सामग्री को बाहर निकालने या दहन प्रक्रिया में सहायता करने के लिए समाक्षीय गैस का एक जेट लगाया जाता है. यह विधि पतली या मोटी सामग्री को बड़ी सटीकता और स्थिरता के साथ काटने में सक्षम है.
लेजर कटिंग
जब लेजर बीम का ऊर्जा घनत्व काफी अधिक होता है, सामग्री को तुरंत उसके क्वथनांक से ऊपर गर्म किया जाता है और सीधे वाष्प में बदल जाता है और उड़ जाता है, इस प्रकार एक कट बनता है.
इस विधि का उपयोग अक्सर कुछ कम गलनांक वाली और आसानी से वाष्पीकृत होने वाली सामग्रियों को काटने के लिए किया जाता है, जैसे लकड़ी, कागज़, वगैरह.
लेज़र किरण सामग्री को उसके गलनांक तक गर्म करती है, जिससे सामग्री पिघल जाए, और फिर पिघले हुए पदार्थ को एक सहायक गैस द्वारा कट से उड़ा दिया जाता है (जैसे ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, वगैरह।), काटने को प्राप्त करना. इसका उपयोग अक्सर धातु सामग्री को काटने के लिए किया जाता है, जैसे स्टेनलेस स्टील, कार्बन स्टील, वगैरह.
पिघलना काटना
धातुओं को काटते समय, ऑक्सीजन का उपयोग सहायक गैस के रूप में किया जाता है. उच्च तापमान पर ऑक्सीजन धातु के साथ प्रतिक्रिया करती है, अधिक गर्मी छोड़ना, इस प्रकार काटने की प्रक्रिया में तेजी आती है. इस विधि में काटने की गति अपेक्षाकृत अधिक है, लेकिन काटने की सतह पर ऑक्सीकरण की मात्रा अपेक्षाकृत अधिक होती है.
माइक्रोक्रैक बनाने के लिए उच्च-ऊर्जा लेजर बीम को भंगुर सामग्रियों पर स्कैन किया जाता है, जिसे बाद में सामग्री को अलग करने के लिए नियंत्रित परिस्थितियों में विस्तारित किया जाता है.
लेज़र-कटिंग मशीनों में उपयोग किए जाने वाले लेज़रों के मुख्य प्रकार निम्नलिखित हैं:
यह एक प्रकार का गैस लेजर है जो कार्बन डाइऑक्साइड अणुओं के कंपन और घूर्णी ऊर्जा स्तरों के बीच संक्रमण के माध्यम से लेजर प्रकाश उत्पन्न करता है.
CO₂ लेजर लकड़ी जैसी गैर-धातु सामग्री को काटने के लिए उपयुक्त हैं, प्लास्टिक, और रबर, और इसका उपयोग कार्बन स्टील और एल्यूमीनियम मिश्र धातु जैसी कुछ धातु सामग्री को काटने के लिए भी किया जा सकता है. CO₂ लेजर की तरंग दैर्ध्य है 10.6 माइक्रोमीटर, जो अपेक्षाकृत उच्च काटने की गति और अच्छी काटने की गुणवत्ता को सक्षम बनाता है .
लेज़र कटिंग में प्रयुक्त लेज़रों के प्रकार
इसमें एनडी जैसे क्रिस्टल लेजर शामिल हैं:YAG (नियोडिमियम - डोप्ड येट्रियम एल्यूमीनियम गार्नेट) और एन.डी:YVO₄ (नियोडिमियम - डोप्ड येट्रियम ऑर्थोवनाडेट). ये लेजर आमतौर पर उच्च-शक्ति काटने के लिए उपयोग किए जाते हैं और धातु और गैर-धातु दोनों सामग्रियों को संसाधित कर सकते हैं.
सॉलिड-स्टेट लेज़रों की तरंगदैर्घ्य अपेक्षाकृत कम होती है, आम तौर पर आसपास 1.064 माइक्रोमीटर, जो सटीक मशीनिंग के लिए उपयुक्त है .
यह एक विशेष प्रकार का सॉलिड-स्टेट लेजर है, जिसमें फाइबर-ऑप्टिक ट्रांसमिशन के माध्यम से लेजर प्रकाश उत्पन्न करने और बढ़ाने के लिए येटरबियम को एक एक्टिवेटर के रूप में डोप किया जाता है।.
फ़ाइबर लेज़र अपनी उच्च इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल रूपांतरण दक्षता के लिए जाने जाते हैं, अच्छी बीम गुणवत्ता, सघन संरचना, और कम रखरखाव लागत. वे धातु काटने जैसे कई औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हैं, वेल्डिंग, और अंकन .
फाइबर लेजर
इसे लेजर डायोड के रूप में भी जाना जाता है, वे गैलियम नाइट्राइड जैसे अर्धचालक पदार्थों का उपयोग करते हैं (गण मन), गैलियम आर्सेनाइड (GaAs), और इंडियम फॉस्फाइड (इनपी) कार्यशील पदार्थ के रूप में.
सेमीकंडक्टर लेजर आकार में छोटे होते हैं, अत्यधिक कुशल, और लागत प्रभावी, और ऑप्टिकल संचार में अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हैं, प्रक्षेपण प्रदर्शन, चिकित्सा उपचार, और मशीन दृष्टि. लेजर कटिंग के संदर्भ में, सेमीकंडक्टर लेजर का उपयोग आमतौर पर विशिष्ट सतह-उपचार अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है .
लेजर कटर बहुमुखी उपकरण हैं जिनका उपयोग विभिन्न उद्योगों में न्यूनतम सामग्री अपशिष्ट के साथ सटीक कटौती प्रदान करने की क्षमता के कारण किया जाता है. लेजर कटर के कुछ सामान्य उपयोगों में शामिल हैं:
Laser cutters are employed in the metal industry for cutting and engraving metals such as stainless steel, कार्बन स्टील, अल्युमीनियम, टाइटेनियम, ताँबा, and gold. They are ideal for creating intricate designs and patterns on metal surfaces.
In automotive manufacturing, laser cutters are used for precision cutting of car parts, including body panels, frames, and interior components. They offer advantages such as smooth edges, reduced need for secondary finishing processes, and the ability to handle complex geometries.
The aerospace sector utilizes laser cutters for cutting lightweight materials like aluminum and titium, which are essential for aircraft construction. Laser cutting allows for micro-level precision and minimizes heat-affected zones, crucial for maintaining the integrity of aerospace components.
लेजर कटर का उपयोग इलेक्ट्रॉनिक्स में मुद्रित सर्किट बोर्डों को काटने जैसे कार्यों के लिए किया जाता है (पीसीबी), प्रवाहकीय फिल्मों को उकेरना, और छोटे या नाजुक इलेक्ट्रॉनिक घटकों को आकार देना. वे उच्च परिशुद्धता वाले कार्य को सक्षम बनाते हैं जिसकी अक्सर परिष्कृत इलेक्ट्रॉनिक्स के उत्पादन में आवश्यकता होती है.
विज्ञापन उद्योग में, कस्टम संकेत बनाने के लिए लेजर कटर का उपयोग किया जाता है, प्रदर्शित करता है, और विभिन्न सामग्रियों से बने सजावटी तत्व, ऐक्रेलिक सहित, लकड़ी, और प्लास्टिक.
वास्तुशिल्प मॉडल और भवन के अग्रभाग लेजर कटर द्वारा प्रदान किए गए विस्तृत और सटीक कट से लाभ उठा सकते हैं. वे आर्किटेक्ट और बिल्डरों को अपने डिजाइनों को अधिक विस्तार और जटिलता के साथ जीवंत बनाने की अनुमति देते हैं.
आभूषण उद्योग में, विस्तृत उत्कीर्णन के लिए लेजर कटर का उपयोग किया जाता है, काटना, और कीमती धातुओं और पत्थरों को आकार देना. छोटे टुकड़ों के साथ काम करते समय या जटिल डिज़ाइन बनाते समय उनकी सटीकता विशेष रूप से मूल्यवान होती है.
कपड़ा उद्योग उच्च सटीकता के साथ कपड़े काटने के लिए लेजर कटर का उपयोग करता है, जिससे सामग्री की बर्बादी कम होती है और उत्पादन क्षमता बढ़ती है. इसके अतिरिक्त, लेजर कटर कपड़ों और सहायक उपकरणों पर विस्तृत पैटर्न और डिज़ाइन बना सकते हैं.
लेजर कटर सर्जिकल उपकरणों का उत्पादन करके चिकित्सा क्षेत्र में भूमिका निभाते हैं, प्रत्यारोपण, और अन्य चिकित्सा उपकरण जिनके लिए सटीक आयाम और साफ़ कटौती की आवश्यकता होती है.
उच्चा परिशुद्धि: यह बहुत सटीक कटिंग प्राप्त कर सकता है, और काटने की त्रुटि को बहुत छोटी सीमा के भीतर नियंत्रित किया जा सकता है, जो कुछ सटीक भागों के निर्माण के लिए बहुत महत्वपूर्ण है.
उच्च गति: पारंपरिक काटने के तरीकों की तुलना में, लेज़र काटने की गति अपेक्षाकृत तेज़ है, जो उत्पादन क्षमता में सुधार कर सकता है.
अच्छी कटिंग क्वालिटी: काटने की सतह चिकनी और सपाट होती है, गर्मी से प्रभावित क्षेत्र छोटा है, और काटने के बाद सामग्री का विरूपण छोटा है.
एसमजबूत लचीलापन: यह सांचों को बदले बिना प्रोग्रामिंग के माध्यम से विभिन्न जटिल ग्राफिक्स को काटने का एहसास कर सकता है, जो छोटे-बैच और विविध उत्पादन आवश्यकताओं के लिए उपयुक्त है.
गैर-संपर्क काटना: लेजर कटिंग प्रक्रिया के दौरान, लेज़र किरण सामग्री की सतह से गैर-संपर्क होती है, जिससे सामग्री को यांत्रिक क्षति नहीं होगी और काटने का उपकरण खराब नहीं होगा.
उच्च उपकरण लागत: लेजर कटर ही, साथ ही संबंधित लेजर-उत्पादक उपकरण और नियंत्रण प्रणालियाँ, महंगे हैं, बड़े प्रारंभिक निवेश की आवश्यकता है.
उच्च रखरखाव लागत: लेजर उपकरण के रखरखाव के लिए पेशेवर तकनीशियनों की आवश्यकता होती है, और लेजर जनरेटर जैसे प्रमुख घटकों का सेवा जीवन सीमित है, और प्रतिस्थापन लागत अधिक है.
कुछ भौतिक सीमाएँ: हालाँकि यह विभिन्न प्रकार की सामग्रियों को काट सकता है, उच्च परावर्तनशीलता वाली कुछ सामग्रियों के लिए (जैसे तांबा, अल्युमीनियम, वगैरह।), काटने की क्षमता प्रभावित हो सकती है और विशेष उपचार विधियों की आवश्यकता होती है.
लेजर तकनीक का उपयोग विभिन्न धातुओं को काटने और उकेरने के लिए किया जा सकता है, स्टेनलेस स्टील सहित, कार्बन स्टील, अल्युमीनियम, ताँबा, टाइटेनियम और उनके मिश्र. लेजर कटिंग धातु प्रसंस्करण में विशेष रूप से उपयोगी है क्योंकि यह साफ प्रदान कर सकती है, गड़गड़ाहट - मुक्त कटे हुए किनारे .
लेजर कटिंग और उत्कीर्णन के लिए सामग्री के प्रकार
लेजर प्रसंस्करण का उपयोग गैर-धातु सामग्रियों पर भी व्यापक रूप से किया जाता है, जैसे लकड़ी, कागज़, प्लास्टिक (पॉलीकार्बोनेट सहित, POLYETHYLENE, polypropylene, वगैरह।), रबड़, चमड़ा, कपड़ा, एक्रिलिक, चीनी मिट्टी की चीज़ें, काँच, वगैरह. इन सामग्रियों को उत्कीर्ण किया जा सकता है, काटना, drilled, और सतह - लेजर द्वारा उपचारित .
लेजर तकनीक को विशेष सामग्रियों के प्रसंस्करण के लिए भी लागू किया जा सकता है, जैसे मिश्रित सामग्री, अर्धचालक सामग्री, और जैविक सामग्री. फेमटोसेकंड लेजर जैसी उन्नत लेजर प्रौद्योगिकियां इन सामग्रियों पर बारीक सूक्ष्म और नैनो-स्केल प्रसंस्करण कर सकती हैं .
गैर-धातु सामग्री
लेजर कटिंग कठोर सामग्रियों को संभालने में भी सक्षम है, जैसे क्वार्ट्ज, रत्न शामिल हैं, और गर्मी प्रतिरोधी मिश्र धातु, हालाँकि इन सामग्रियों के प्रसंस्करण के लिए विशेष लेजर सिस्टम और अनुकूलित मापदंडों की आवश्यकता हो सकती है .
लेजर तकनीक पतली फिल्म सामग्री को काटने और नक़्क़ाशी करने के लिए भी उपयुक्त है, साथ ही कोटिंग सामग्री को हटाना और सतह का उपचार करना .
लेज़र कटिंग तकनीक अपनी उच्च परिशुद्धता के कारण विनिर्माण प्रगति में सबसे आगे रही है, रफ़्तार, और लचीलापन. जैसा कि हम भविष्य की ओर देखते हैं, कई प्रमुख रुझान लेजर कटिंग के विकास को आकार दे रहे हैं:
वेफर डाइसिंग
विज्ञान और प्रौद्योगिकी की निरंतर प्रगति के साथ, लेजर-कटिंग तकनीक निस्संदेह विकसित होती रहेगी. नए लेजर स्रोत, अधिक सटीक ऑप्टिकल सिस्टम और बुद्धिमान नियंत्रण प्रणालियाँ अनुसंधान और विकास और अन्वेषण की प्रक्रिया में हैं.
भविष्य में, हम उम्मीद कर सकते हैं कि लेजर-कटिंग तकनीक से काटने की गति और बढ़ जाएगी, ऊर्जा की खपत कम करें और काटने की गुणवत्ता बढ़ाएं, जिससे क्वांटम प्रौद्योगिकी और अल्ट्रा-प्रिसिजन चिकित्सा उपकरण निर्माण जैसे अधिक उभरते क्षेत्रों में नए अनुप्रयोग क्षेत्र खुल रहे हैं, और वास्तव में वैश्विक विनिर्माण उद्योग को उच्च परिशुद्धता और उच्च दक्षता की ओर बढ़ने के लिए बढ़ावा देने में एक महत्वपूर्ण शक्ति बन रहा है.
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