लेजर काटने और उत्कीर्णन का प्रदर्शन विश्लेषण
उद्योग विनिर्माण, कलात्मक निर्माण और इलेक्ट्रॉनिक्स में उच्च सटीकता, दक्षता और गैर-संपर्क प्रसंस्करण क्षमताओं के कारण लेजर कटिंग और एनग्रेविंग तकनीकों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। यह दस्तावेज़ लेजर कटिंग और एनग्रेविंग के सिद्धांतों, प्रदर्शन मापदंडों, प्रभावित करने वाले कारकों, अनुप्रयोगों और भविष्य के रुझानों का विस्तृत विश्लेषण प्रदान करता है।
मौलिक सिद्धांत
1. लेज़र कटिंग
लेजर कटिंग में उच्च ऊर्जा घनत्व वाली लेजर बीम का उपयोग सामग्री को पिघलाने, वाष्पित करने या प्रज्वलित करने के लिए किया जाता है, जबकि सहायक गैस (उदाहरण के लिए, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन) पिघले हुए अवशेषों को उड़ा देती है, जिससे सटीक सामग्री अलगाव संभव होता है।
2. लेजर एनग्रेविंग
लेजर एनग्रेविंग में किसी सामग्री की सतह पर स्थानीयकृत एब्लेशन या रासायनिक प्रतिक्रियाओं का उपयोग स्थायी निशान या पैटर्न बनाने के लिए किया जाता है। कटिंग के विपरीत, एनग्रेविंग आमतौर पर सामग्री में प्रवेश नहीं करता है लेकिन इसकी सतह के टेक्सचर या रंग को संशोधित करता है।
प्रदर्शन माप
1. परिशुद्धता
अभिविन्यास सटीकता: आमतौर पर ±0.01 मिमी, उच्च-स्तरीय प्रणालियां ±0.005 मिमी प्राप्त कर सकती हैं।
दोहराव संभवता: लगातार बैच प्रसंस्करण के लिए आमतौर पर ±0.02 मिमी के भीतर।
न्यूनतम लाइन चौड़ाई: लेजर स्पॉट आकार (10–100 µm) पर निर्भर करता है; अल्ट्राफास्ट लेजर माइक्रोन-स्तरीय एनग्रेविंग की अनुमति देते हैं।
2. प्रसंस्करण गति
कटिंग गति: सामग्री की मोटाई और लेजर शक्ति पर निर्भर करता है (उदाहरण के लिए, CO₂ लेजर 20 मीटर/मिनट पर 1 मिमी स्टेनलेस स्टील काटता है)।
एनग्रेविंग गति: वेक्टर एनग्रेविंग 1000 मिमी/सेकंड तक पहुंच सकता है, जबकि रास्टर एनग्रेविंग धीमा होता है क्योंकि स्कैनिंग विधियों के कारण।
सामग्री की संगति
| सामग्री | लेज़र प्रकार | प्रदर्शन |
| धातुएं (स्टेनलेस स्टील, Al, Cu) | फाइबर लेजर, उच्च-शक्ति CO₂ | उच्च-सटीक कट्स, ऑक्सीकरण-सहायता वाली एनग्रेविंग |
| अधातु (लकड़ी, एक्रिलिक, चमड़ा) | CO₂ लेज़र (10.6 µm) | स्मूथ कट्स, विस्तृत एनग्रेविंग |
| कॉम्पोजिट्स (पीसीबी, कार्बन फाइबर) | यूवी लेज़र (355 nm) | न्यूनतम ऊष्मा प्रभावित क्षेत्र (HAZ), उच्च-रिज़ॉल्यूशन एनग्रेविंग |
4. सतह की गुणवत्ता
कट एज की खुरदरापन: आमतौर पर Ra < 10 µm (फाइबर लेज़र धातुओं के लिए Ra < 5 µm प्राप्त करते हैं)।
एनग्रेविंग गहराई नियंत्रण: शक्ति और पास के माध्यम से समायोज्य (±0.01 mm सटीकता)।
प्रमुख प्रभावित करने वाले कारक
1. लेजर पैरामीटर
तरंग दैर्ध्य: फाइन इंग्रेविंग के लिए UV (355 nm); गैर-धातुओं के लिए CO₂ (10.6 µm)
शक्ति: उच्च शक्ति से गति बढ़ती है लेकिन थर्मल विकृति हो सकती है।
पल्स आवृत्ति (पल्स लेज़र): दक्षता और HAZ पर प्रभाव डालता है।
2. ऑप्टिकल सिस्टम
फोकस लेंस: फोकल लंबाई स्पॉट आकार और दृष्टि की गहराई निर्धारित करती है (छोटी फोकल लंबाई सटीकता बढ़ाती है)।
बीम की गुणवत्ता (M²): निकट-विवर्तन सीमित बीम (M² ≈ 1) सुचारु कटौती देते हैं।
3. प्रक्रिया अनुकूलन
सहायक गैस: ऑक्सीजन गति बढ़ाता है (लेकिन किनारों का ऑक्सीकरण करता है); नाइट्रोजन साफ कटौती सुनिश्चित करता है।
स्कैनिंग रणनीति: बड़े क्षेत्र की इंग्रेविंग के लिए रास्टर; रूपरेखा के लिए वेक्टर।
अनुप्रयोग
1. औद्योगिक निर्माण
शीट मेटल फैब्रिकेशन: ऑटोमोटिव/एयरोस्पेस घटक काटना।
इलेक्ट्रॉनिक्स: एफपीसी (फ्लेक्सिबल पीसीबी) काटना, पीसीबी माइक्रो-ड्रिलिंग।
2. रचनात्मक एवं अनुकूलन
कला कृति: लकड़ी/एक्रेलिक अंकन, चमड़ा ब्रांडिंग।
3डी राहत: गहराई प्रभावों के लिए ग्रेस्केल अंकन।
3. चिकित्सा एवं अनुसंधान
शल्य उपकरण: सटीक कटिंग वाले स्टेनलेस स्टील उपकरण।
सूक्ष्म प्रसंस्करण: सूक्ष्म संरचनाओं के लिए अल्ट्राफास्ट (फेम्टोसेकंड/पिकोसेकंड) लेजर।
भविष्य के रुझान
1. उच्च शक्ति एवं दक्षता: बढ़ी हुई उत्पादकता के लिए बहु-बीम प्रसंस्करण।
2. स्मार्ट स्वचालन: एआई-चालित पैरामीटर अनुकूलन।
3. ग्रीन लेजर: ऊर्जा-कुशल फाइबर लेजर।
4. अल्ट्राफास्ट लेजर अपनाना: चिकित्सा और अर्धचालक क्षेत्रों में विस्तार।
निष्कर्ष
लेजर काटने और उभरा हुआ डिज़ाइन बनाने में अद्वितीय सटीकता और बहुमुखी प्रतिभा होती है, जो आधुनिक विनिर्माण में इन्हें अनिवार्य बनाती है। लेजर स्रोत, स्वचालन और प्रक्रिया नियंत्रण में तकनीकी प्रगति इनकी क्षमताओं और अनुप्रयोगों को और बढ़ाएगी।
