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विनिर्माण में लेजर प्रसंस्करण का परिचय
लेजर प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी ने तेजी से विकास का अनुभव किया है और इसका व्यापक रूप से विभिन्न क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है, जैसे कि एयरोस्पेस, ऑटोमोटिव, इलेक्ट्रॉनिक्स, और बहुत कुछ। यह उत्पाद की गुणवत्ता, श्रम उत्पादकता और स्वचालन को बेहतर बनाने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, जबकि प्रदूषण और सामग्री की खपत को कम करता है (गोंग, 2012)।
धातु और अधातु सामग्री में लेज़र प्रसंस्करण
पिछले दशक में लेजर प्रसंस्करण का प्राथमिक अनुप्रयोग धातु सामग्री में रहा है, जिसमें कटिंग, वेल्डिंग और क्लैडिंग शामिल है। हालाँकि, यह क्षेत्र कपड़ा, कांच, प्लास्टिक, पॉलिमर और सिरेमिक जैसी गैर-धातु सामग्री में फैल रहा है। इनमें से प्रत्येक सामग्री विभिन्न उद्योगों में अवसर खोलती है, हालाँकि उनके पास पहले से ही स्थापित प्रसंस्करण तकनीकें हैं (युमोटो एट अल।, 2017)।
कांच के लेजर प्रसंस्करण में चुनौतियां और नवाचार
ऑटोमोटिव, निर्माण और इलेक्ट्रॉनिक्स जैसे उद्योगों में अपने व्यापक अनुप्रयोगों के साथ, ग्लास लेजर प्रसंस्करण के लिए एक महत्वपूर्ण क्षेत्र का प्रतिनिधित्व करता है। पारंपरिक ग्लास कटिंग विधियाँ, जिनमें कठोर मिश्र धातु या हीरे के उपकरण शामिल होते हैं, कम दक्षता और खुरदरे किनारों द्वारा सीमित होती हैं। इसके विपरीत, लेजर कटिंग एक अधिक कुशल और सटीक विकल्प प्रदान करता है। यह विशेष रूप से स्मार्टफोन निर्माण जैसे उद्योगों में स्पष्ट है, जहाँ कैमरा लेंस कवर और बड़ी डिस्प्ले स्क्रीन के लिए लेजर कटिंग का उपयोग किया जाता है (डिंग एट अल।, 2019)।
उच्च मूल्य वाले ग्लास प्रकारों का लेजर प्रसंस्करण
ऑप्टिकल ग्लास, क्वार्ट्ज ग्लास और सैफायर ग्लास जैसे विभिन्न प्रकार के ग्लास अपनी भंगुर प्रकृति के कारण अनूठी चुनौतियाँ पेश करते हैं। हालाँकि, फेमटोसेकंड लेजर एचिंग जैसी उन्नत लेजर तकनीकों ने इन सामग्रियों की सटीक प्रोसेसिंग को सक्षम किया है (सन एंड फ्लोरेस, 2010)।
लेजर तकनीकी प्रक्रियाओं पर तरंगदैर्घ्य का प्रभाव
लेजर की तरंगदैर्घ्य प्रक्रिया को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करती है, विशेष रूप से संरचनात्मक स्टील जैसी सामग्रियों के लिए। पराबैंगनी, दृश्यमान, निकट और दूर के अवरक्त क्षेत्रों में उत्सर्जित होने वाले लेजर का विश्लेषण पिघलने और वाष्पीकरण के लिए उनके महत्वपूर्ण शक्ति घनत्व के लिए किया गया है (लाज़ोव, एंजेलोव, और तेइरुमनीक्स, 2019)।
तरंगदैर्घ्य पर आधारित विविध अनुप्रयोग
लेजर तरंगदैर्घ्य का चुनाव मनमाना नहीं है, बल्कि यह सामग्री के गुणों और वांछित परिणाम पर अत्यधिक निर्भर है। उदाहरण के लिए, UV लेजर (छोटी तरंगदैर्घ्य के साथ) सटीक उत्कीर्णन और माइक्रोमशीनिंग के लिए उत्कृष्ट हैं, क्योंकि वे बारीक विवरण उत्पन्न कर सकते हैं। यह उन्हें अर्धचालक और माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स उद्योगों के लिए आदर्श बनाता है। इसके विपरीत, इन्फ्रारेड लेजर अपनी गहरी पैठ क्षमताओं के कारण मोटी सामग्री प्रसंस्करण के लिए अधिक कुशल हैं, जो उन्हें भारी औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है। (मजूमदार और मन्ना, 2013)। इसी तरह, ग्रीन लेजर, जो आमतौर पर 532 एनएम की तरंगदैर्घ्य पर काम करते हैं, न्यूनतम तापीय प्रभाव के साथ उच्च परिशुद्धता की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों में अपना स्थान पाते हैं। वे माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स में सर्किट पैटर्निंग जैसे कार्यों के लिए, फोटोकोएग्यूलेशन जैसी प्रक्रियाओं के लिए चिकित्सा अनुप्रयोगों में और सौर सेल निर्माण के लिए नवीकरणीय ऊर्जा क्षेत्र में विशेष रूप से प्रभावी हैं। ग्रीन लेजर की अनूठी तरंगदैर्घ्य उन्हें प्लास्टिक और धातुओं सहित विविध सामग्रियों को चिह्नित करने और उत्कीर्ण करने के लिए भी उपयुक्त बनाती है, जहां उच्च कंट्रास्ट और न्यूनतम सतह क्षति वांछित होती है। हरित लेज़रों की यह अनुकूलनशीलता, लेज़र प्रौद्योगिकी में तरंगदैर्घ्य चयन के महत्व को रेखांकित करती है, तथा विशिष्ट सामग्रियों और अनुप्रयोगों के लिए इष्टतम परिणाम सुनिश्चित करती है।
525nm ग्रीन लेजरयह एक विशिष्ट प्रकार की लेजर तकनीक है जिसकी विशेषता 525 नैनोमीटर की तरंगदैर्घ्य पर इसके विशिष्ट हरे प्रकाश उत्सर्जन से है। इस तरंगदैर्घ्य पर हरे रंग के लेजर रेटिना फोटोकोएग्यूलेशन में उपयोग किए जाते हैं, जहां उनकी उच्च शक्ति और परिशुद्धता फायदेमंद होती है। वे सामग्री प्रसंस्करण में भी संभावित रूप से उपयोगी हैं, विशेष रूप से उन क्षेत्रों में जहां सटीक और न्यूनतम थर्मल प्रभाव प्रसंस्करण की आवश्यकता होती है.सी-प्लेन GaN सब्सट्रेट पर 524-532 एनएम पर लंबी तरंगदैर्ध्य की ओर हरे रंग के लेजर डायोड का विकास लेजर प्रौद्योगिकी में एक महत्वपूर्ण प्रगति को दर्शाता है। यह विकास विशिष्ट तरंगदैर्ध्य विशेषताओं की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है
सतत तरंग और मोडेलॉक्ड लेजर स्रोत
लेजर डोपिंग चयनात्मक उत्सर्जक सौर कोशिकाओं के लिए 1064 एनएम पर निकट-अवरक्त (एनआईआर), 532 एनएम पर हरा, और 355 एनएम पर पराबैंगनी (यूवी) जैसे विभिन्न तरंग दैर्ध्य पर निरंतर तरंग (सीडब्ल्यू) और मॉडलॉक्ड अर्ध-सीडब्ल्यू लेजर स्रोतों पर विचार किया जाता है। विभिन्न तरंग दैर्ध्य का विनिर्माण अनुकूलनशीलता और दक्षता पर प्रभाव पड़ता है (पटेल एट अल., 2011)।
वाइड बैंड गैप सामग्रियों के लिए एक्साइमर लेजर
यूवी तरंगदैर्ध्य पर संचालित एक्साइमर लेजर, ग्लास और कार्बन फाइबर-प्रबलित बहुलक (सीएफआरपी) जैसी वाइड-बैंडगैप सामग्रियों के प्रसंस्करण के लिए उपयुक्त हैं, जो उच्च परिशुद्धता और न्यूनतम थर्मल प्रभाव प्रदान करते हैं (कोबायाशी एट अल., 2017)।
औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए एनडी:वाईएजी लेजर
एनडी: वाईएजी लेजर, तरंगदैर्ध्य ट्यूनिंग के मामले में अपनी अनुकूलन क्षमता के साथ, अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला में उपयोग किए जाते हैं। 1064 एनएम और 532 एनएम दोनों पर काम करने की उनकी क्षमता विभिन्न सामग्रियों को संसाधित करने में लचीलापन प्रदान करती है। उदाहरण के लिए, 1064 एनएम तरंगदैर्ध्य धातुओं पर गहरी नक्काशी के लिए आदर्श है, जबकि 532 एनएम तरंगदैर्ध्य प्लास्टिक और लेपित धातुओं पर उच्च गुणवत्ता वाली सतह नक्काशी प्रदान करता है। (मून एट अल., 1999)।
→संबंधित उत्पाद：1064nm तरंगदैर्घ्य के साथ CW डायोड-पंप ठोस-अवस्था लेजर
उच्च शक्ति फाइबर लेजर वेल्डिंग
1000 एनएम के करीब तरंगदैर्घ्य वाले लेजर, जिनमें अच्छी बीम गुणवत्ता और उच्च शक्ति होती है, का उपयोग धातुओं के लिए कीहोल लेजर वेल्डिंग में किया जाता है। ये लेजर कुशलतापूर्वक वाष्पीकरण करते हैं और सामग्रियों को पिघलाते हैं, जिससे उच्च गुणवत्ता वाले वेल्ड बनते हैं (सलमिनेन, पिइली, और पुरटोनन, 2010)।
अन्य प्रौद्योगिकियों के साथ लेज़र प्रसंस्करण का एकीकरण
लेज़र प्रोसेसिंग को क्लैडिंग और मिलिंग जैसी अन्य विनिर्माण तकनीकों के साथ एकीकृत करने से अधिक कुशल और बहुमुखी उत्पादन प्रणालियाँ विकसित हुई हैं। यह एकीकरण विशेष रूप से टूल और डाई विनिर्माण और इंजन मरम्मत जैसे उद्योगों में लाभकारी है (नोवोटनी एट अल., 2010)।
उभरते क्षेत्रों में लेज़र प्रसंस्करण
लेजर प्रौद्योगिकी का अनुप्रयोग सेमीकंडक्टर, डिस्प्ले और पतली फिल्म उद्योगों जैसे उभरते क्षेत्रों तक फैला हुआ है, जो नई क्षमताओं की पेशकश करता है और सामग्री गुणों, उत्पाद परिशुद्धता और डिवाइस के प्रदर्शन में सुधार करता है (ह्वांग एट अल., 2022)।
लेज़र प्रसंस्करण में भविष्य के रुझान
लेजर प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी में भविष्य के विकास नवीन निर्माण तकनीकों, उत्पाद की गुणवत्ता में सुधार, एकीकृत बहु-सामग्री घटकों की इंजीनियरिंग और आर्थिक और प्रक्रियात्मक लाभों को बढ़ाने पर केंद्रित हैं। इसमें नियंत्रित छिद्रता, हाइब्रिड वेल्डिंग और धातु शीट की लेजर प्रोफाइल कटिंग के साथ संरचनाओं का लेजर रैपिड निर्माण शामिल है (कुकरेजा एट अल., 2013)।
लेजर प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी, अपने विविध अनुप्रयोगों और निरंतर नवाचारों के साथ, विनिर्माण और सामग्री प्रसंस्करण के भविष्य को आकार दे रही है। इसकी बहुमुखी प्रतिभा और सटीकता इसे विभिन्न उद्योगों में एक अपरिहार्य उपकरण बनाती है, जो पारंपरिक विनिर्माण विधियों की सीमाओं को आगे बढ़ाती है।
लाज़ोव, एल., एंजेलोव, एन., और तेइरुम्निक्स, ई. (2019)। लेज़र तकनीकी प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण शक्ति घनत्व के प्रारंभिक आकलन के लिए विधि।पर्यावरण. प्रौद्योगिकी. संसाधन. अंतर्राष्ट्रीय वैज्ञानिक और व्यावहारिक सम्मेलन की कार्यवाही. जोड़ना
पटेल, आर., वेनहम, एस., तजाहजोनो, बी., हॉलम, बी., सुगिआंतो, ए., और बोवत्सेक, जे. (2011)। 532nm सतत तरंग (CW) और मोडेलॉक्ड क्वासी-CW लेजर स्रोतों का उपयोग करके लेजर डोपिंग चयनात्मक एमिटर सौर कोशिकाओं का उच्च गति निर्माण।जोड़ना
कोबायाशी, एम., काकिज़ाकी, के., ओइज़ुमी, एच., मिमुरा, टी., फुजीमोटो, जे., और मिज़ोगुची, एच. (2017)। ग्लास और सीएफआरपी के लिए डीयूवी उच्च शक्ति लेजर प्रसंस्करण।जोड़ना
मून, एच., यी, जे., री, वाई., चा, बी., ली, जे., और किम, के.-एस. (1999). केटीपी क्रिस्टल का उपयोग करके एक विसरित परावर्तक-प्रकार डायोड साइड-पंप एनडी: वाईएजी लेजर से कुशल इंट्राकेविटी आवृत्ति दोगुनी करना।जोड़ना
सालमिनेन, ए., पिइली, एच., और पुरटोनेन, टी. (2010)। उच्च शक्ति फाइबर लेजर वेल्डिंग की विशेषताएं।मैकेनिकल इंजीनियर्स संस्थान की कार्यवाही, भाग सी: मैकेनिकल इंजीनियरिंग विज्ञान जर्नल, 224, 1019-1029.जोड़ना
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पोस्ट करने का समय: जनवरी-18-2024