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विनिर्माण में लेज़र प्रसंस्करण का परिचय
लेज़र प्रोसेसिंग तकनीक का तेज़ी से विकास हुआ है और इसका व्यापक रूप से एयरोस्पेस, ऑटोमोटिव, इलेक्ट्रॉनिक्स आदि जैसे विभिन्न क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है। यह उत्पाद की गुणवत्ता, श्रम उत्पादकता और स्वचालन में सुधार लाने के साथ-साथ प्रदूषण और सामग्री की खपत को कम करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है (गोंग, 2012)।
धातु और अधातु सामग्री में लेज़र प्रसंस्करण
पिछले दशक में लेज़र प्रसंस्करण का मुख्य अनुप्रयोग धातु सामग्री में रहा है, जिसमें कटिंग, वेल्डिंग और क्लैडिंग शामिल हैं। हालाँकि, यह क्षेत्र कपड़ा, काँच, प्लास्टिक, पॉलिमर और सिरेमिक जैसी अधात्विक सामग्रियों में भी विस्तार कर रहा है। हालाँकि इनमें से प्रत्येक सामग्री विभिन्न उद्योगों में अवसर खोलती है, हालाँकि इनकी प्रसंस्करण तकनीकें पहले से ही स्थापित हैं (युमोटो एट अल., 2017)।
कांच के लेजर प्रसंस्करण में चुनौतियाँ और नवाचार
ऑटोमोटिव, निर्माण और इलेक्ट्रॉनिक्स जैसे उद्योगों में अपने व्यापक अनुप्रयोगों के साथ, काँच, लेज़र प्रसंस्करण के लिए एक महत्वपूर्ण क्षेत्र का प्रतिनिधित्व करता है। पारंपरिक काँच काटने की विधियाँ, जिनमें कठोर मिश्र धातु या हीरे के औज़ारों का उपयोग होता है, कम दक्षता और खुरदुरे किनारों के कारण सीमित होती हैं। इसके विपरीत, लेज़र कटिंग एक अधिक कुशल और सटीक विकल्प प्रदान करती है। यह विशेष रूप से स्मार्टफ़ोन निर्माण जैसे उद्योगों में स्पष्ट है, जहाँ कैमरा लेंस कवर और बड़ी डिस्प्ले स्क्रीन के लिए लेज़र कटिंग का उपयोग किया जाता है (डिंग एट अल., 2019)।
उच्च-मूल्य वाले कांच के प्रकारों का लेजर प्रसंस्करण
विभिन्न प्रकार के काँच, जैसे ऑप्टिकल काँच, क्वार्ट्ज़ काँच और नीलम काँच, अपनी भंगुर प्रकृति के कारण अनूठी चुनौतियाँ प्रस्तुत करते हैं। हालाँकि, फेम्टोसेकंड लेज़र एचिंग जैसी उन्नत लेज़र तकनीकों ने इन सामग्रियों के सटीक प्रसंस्करण को संभव बनाया है (सन और फ्लोरेस, 2010)।
लेजर तकनीकी प्रक्रियाओं पर तरंगदैर्ध्य का प्रभाव
लेज़र की तरंगदैर्घ्य इस प्रक्रिया को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करती है, विशेष रूप से संरचनात्मक स्टील जैसी सामग्रियों के लिए। पराबैंगनी, दृश्यमान, निकट और दूरस्थ अवरक्त क्षेत्रों में उत्सर्जित लेज़रों का उनके पिघलने और वाष्पीकरण के लिए महत्वपूर्ण शक्ति घनत्व के लिए विश्लेषण किया गया है (लाज़ोव, एंजेलोव, और तेइरुमनीक्स, 2019)।
तरंगदैर्ध्य पर आधारित विविध अनुप्रयोग
लेज़र तरंगदैर्घ्य का चुनाव मनमाना नहीं है, बल्कि यह पदार्थ के गुणों और वांछित परिणाम पर अत्यधिक निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, यूवी लेज़र (कम तरंगदैर्घ्य वाले) सटीक उत्कीर्णन और सूक्ष्म मशीनिंग के लिए उत्कृष्ट होते हैं, क्योंकि ये बारीक विवरण उत्पन्न कर सकते हैं। यह उन्हें अर्धचालक और सूक्ष्म-इलेक्ट्रॉनिक उद्योगों के लिए आदर्श बनाता है। इसके विपरीत, अवरक्त लेज़र अपनी गहरी प्रवेश क्षमता के कारण मोटी सामग्री के प्रसंस्करण के लिए अधिक कुशल होते हैं, जिससे ये भारी औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त होते हैं। (मजूमदार और मन्ना, 2013)। इसी प्रकार, हरित लेज़र, जो आमतौर पर 532 नैनोमीटर तरंगदैर्घ्य पर कार्य करते हैं, न्यूनतम तापीय प्रभाव के साथ उच्च परिशुद्धता की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों में अपना स्थान पाते हैं। ये माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स में सर्किट पैटर्निंग जैसे कार्यों के लिए, चिकित्सा अनुप्रयोगों में फोटोकोएग्यूलेशन जैसी प्रक्रियाओं के लिए, और नवीकरणीय ऊर्जा क्षेत्र में सौर सेल निर्माण के लिए विशेष रूप से प्रभावी हैं। हरित लेज़रों की अनूठी तरंगदैर्घ्य उन्हें प्लास्टिक और धातुओं सहित विभिन्न सामग्रियों पर अंकन और उत्कीर्णन के लिए भी उपयुक्त बनाती है, जहाँ उच्च कंट्रास्ट और न्यूनतम सतह क्षति वांछित होती है। हरित लेज़रों की यह अनुकूलनशीलता, लेज़र प्रौद्योगिकी में तरंगदैर्ध्य चयन के महत्व को रेखांकित करती है, तथा विशिष्ट सामग्रियों और अनुप्रयोगों के लिए इष्टतम परिणाम सुनिश्चित करती है।
525nm हरा लेजरयह एक विशिष्ट प्रकार की लेज़र तकनीक है जिसकी विशेषता 525 नैनोमीटर तरंगदैर्ध्य पर विशिष्ट हरे प्रकाश उत्सर्जन है। इस तरंगदैर्ध्य पर हरे लेज़रों का उपयोग रेटिना फोटोकोएग्यूलेशन में किया जाता है, जहाँ उनकी उच्च शक्ति और परिशुद्धता लाभकारी होती है। ये पदार्थ प्रसंस्करण में भी संभावित रूप से उपयोगी हैं, विशेष रूप से उन क्षेत्रों में जहाँ सटीक और न्यूनतम तापीय प्रभाव प्रसंस्करण की आवश्यकता होती है।.सी-प्लेन GaN सब्सट्रेट पर 524-532 नैनोमीटर पर लंबी तरंगदैर्ध्य की ओर हरित लेज़र डायोड का विकास, लेज़र तकनीक में एक महत्वपूर्ण प्रगति का प्रतीक है। यह विकास उन अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है जिनमें विशिष्ट तरंगदैर्ध्य विशेषताओं की आवश्यकता होती है।
सतत तरंग और मॉडलॉक्ड लेजर स्रोत
लेज़र डोपिंग चयनात्मक उत्सर्जक सौर कोशिकाओं के लिए, विभिन्न तरंगदैर्ध्यों, जैसे 1064 एनएम पर निकट-अवरक्त (एनआईआर), 532 एनएम पर हरा, और 355 एनएम पर पराबैंगनी (यूवी) पर सतत तरंग (सीडब्ल्यू) और मॉडलॉक्ड अर्ध-सीडब्ल्यू लेज़र स्रोतों पर विचार किया जाता है। विभिन्न तरंगदैर्ध्यों का विनिर्माण अनुकूलनशीलता और दक्षता पर प्रभाव पड़ता है (पटेल एट अल., 2011)।
वाइड बैंड गैप सामग्रियों के लिए एक्साइमर लेज़र
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 लेज़र
एनडी:वाईएजी लेज़र, तरंगदैर्ध्य ट्यूनिंग के संदर्भ में अपनी अनुकूलन क्षमता के कारण, विभिन्न अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाते हैं। 1064 एनएम और 532 एनएम दोनों पर काम करने की उनकी क्षमता विभिन्न सामग्रियों के प्रसंस्करण 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 करती है। (मून एट अल., 1999)।
→संबंधित उत्पाद：1064nm तरंगदैर्ध्य के साथ CW डायोड-पंप ठोस-अवस्था लेज़र
उच्च शक्ति फाइबर लेजर वेल्डिंग
धातुओं के लिए कीहोल लेज़र वेल्डिंग में, लगभग 1000 नैनोमीटर तरंगदैर्घ्य वाले, अच्छी बीम गुणवत्ता और उच्च शक्ति वाले लेज़रों का उपयोग किया जाता है। ये लेज़र पदार्थों को कुशलतापूर्वक वाष्पीकृत और पिघलाकर उच्च-गुणवत्ता वाले वेल्ड बनाते हैं (सालमिनेन, पिइली, और पुरटोनन, 2010)।
अन्य प्रौद्योगिकियों के साथ लेज़र प्रसंस्करण का एकीकरण
लेज़र प्रसंस्करण 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 उपकरण और डाई निर्माण तथा इंजन मरम्मत जैसे उद्योगों में लाभदायक है (नोवोटनी एट अल., 2010)।
उभरते क्षेत्रों में लेज़र प्रसंस्करण
लेजर प्रौद्योगिकी का अनुप्रयोग अर्धचालक, 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 प्रदर्शन में सुधार करता है (ह्वांग एट अल., 2022)।
लेज़र प्रसंस्करण में भविष्य के रुझान
लेज़र प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी में भविष्य के विकास नवीन निर्माण तकनीकों, उत्पाद की गुणवत्ता में सुधार, एकीकृत बहु-सामग्री घटकों की इंजीनियरिंग और आर्थिक एवं प्रक्रियात्मक लाभों को बढ़ाने पर केंद्रित हैं। इसमें नियंत्रित सरंध्रता वाली संरचनाओं का लेज़र द्वारा त्वरित निर्माण, हाइब्रिड वेल्डिंग, और धातु शीटों की लेज़र प्रोफ़ाइल कटिंग शामिल हैं (कुकरेजा एट अल., 2013)।
अपने विविध अनुप्रयोगों और निरंतर नवाचारों के साथ, लेज़र प्रसंस्करण तकनीक विनिर्माण और सामग्री प्रसंस्करण के भविष्य को आकार दे रही है। इसकी बहुमुखी प्रतिभा और सटीकता इसे विभिन्न उद्योगों में एक अनिवार्य उपकरण बनाती है, जो पारंपरिक विनिर्माण विधियों की सीमाओं को आगे बढ़ाती है।
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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
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पोस्ट करने का समय: 18 जनवरी 2024