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विनिर्माण में लेजर प्रसंस्करण का परिचय
लेजर प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी ने तीव्र विकास का अनुभव किया है और इसका व्यापक रूप से एयरोस्पेस, ऑटोमोटिव, इलेक्ट्रॉनिक्स आदि विभिन्न क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है। यह उत्पाद की गुणवत्ता, श्रम उत्पादकता और स्वचालन में सुधार करने के साथ-साथ प्रदूषण और सामग्री की खपत को कम करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है (गोंग, 2012)।
धातु और अधात्विक पदार्थों में लेजर प्रसंस्करण
पिछले दशक में लेजर प्रसंस्करण का प्राथमिक अनुप्रयोग धातु सामग्री में रहा है, जिसमें कटिंग, वेल्डिंग और क्लैडिंग शामिल हैं। हालांकि, यह क्षेत्र अब गैर-धातु सामग्री जैसे वस्त्र, कांच, प्लास्टिक, पॉलिमर और सिरेमिक तक विस्तारित हो रहा है। इनमें से प्रत्येक सामग्री विभिन्न उद्योगों में अवसर प्रदान करती है, हालांकि इनमें पहले से ही स्थापित प्रसंस्करण तकनीकें मौजूद हैं (युमोटो एट अल., 2017)।
कांच के लेजर प्रसंस्करण में चुनौतियाँ और नवाचार
कांच, ऑटोमोटिव, निर्माण और इलेक्ट्रॉनिक्स जैसे उद्योगों में अपने व्यापक अनुप्रयोगों के साथ, लेजर प्रसंस्करण के लिए एक महत्वपूर्ण क्षेत्र का प्रतिनिधित्व करता है। कांच काटने की पारंपरिक विधियाँ, जिनमें कठोर मिश्र धातु या हीरे के औजारों का उपयोग होता है, कम दक्षता और खुरदुरे किनारों से सीमित हैं। इसके विपरीत, लेजर कटिंग एक अधिक कुशल और सटीक विकल्प प्रदान करती है। यह विशेष रूप से स्मार्टफोन निर्माण जैसे उद्योगों में स्पष्ट है, जहाँ लेजर कटिंग का उपयोग कैमरा लेंस कवर और बड़ी डिस्प्ले स्क्रीन के लिए किया जाता है (डिंग एट अल., 2019)।
उच्च मूल्य वाले कांच के प्रकारों का लेजर प्रसंस्करण
ऑप्टिकल ग्लास, क्वार्ट्ज ग्लास और नीलम ग्लास जैसे विभिन्न प्रकार के कांच अपनी भंगुर प्रकृति के कारण अनूठी चुनौतियां पेश करते हैं। हालांकि, फेमटोसेकंड लेजर एचिंग जैसी उन्नत लेजर तकनीकों ने इन सामग्रियों के सटीक प्रसंस्करण को संभव बनाया है (सन और फ्लोरेस, 2010)।
लेजर तकनीकी प्रक्रियाओं पर तरंगदैर्ध्य का प्रभाव
लेजर की तरंगदैर्ध्य इस प्रक्रिया को काफी हद तक प्रभावित करती है, खासकर संरचनात्मक इस्पात जैसी सामग्रियों के लिए। पराबैंगनी, दृश्य, निकट और दूर अवरक्त क्षेत्रों में उत्सर्जित होने वाले लेजरों की पिघलने और वाष्पीकरण के लिए उनकी महत्वपूर्ण शक्ति घनत्व का विश्लेषण किया गया है (लाज़ोव, एंजेलोव और तेइरुम्निक्स, 2019)।
तरंगदैर्ध्य पर आधारित विविध अनुप्रयोग
लेजर तरंगदैर्ध्य का चुनाव मनमाना नहीं होता, बल्कि यह पदार्थ के गुणों और वांछित परिणाम पर अत्यधिक निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, यूवी लेजर (कम तरंगदैर्ध्य वाले) सटीक उत्कीर्णन और सूक्ष्म यंत्र निर्माण के लिए उत्कृष्ट होते हैं, क्योंकि वे बारीक विवरण उत्पन्न कर सकते हैं। यह उन्हें अर्धचालक और सूक्ष्मइलेक्ट्रॉनिक्स उद्योगों के लिए आदर्श बनाता है। इसके विपरीत, अवरक्त लेजर अपनी अधिक गहराई तक प्रवेश करने की क्षमता के कारण मोटे पदार्थों के प्रसंस्करण के लिए अधिक कुशल होते हैं, जिससे वे भारी औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त होते हैं। (मजूमदार और मन्ना, 2013)। इसी प्रकार, हरे लेजर, जो आमतौर पर 532 एनएम की तरंगदैर्ध्य पर काम करते हैं, न्यूनतम तापीय प्रभाव के साथ उच्च परिशुद्धता की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों में अपनी विशिष्ट भूमिका निभाते हैं। वे विशेष रूप से सूक्ष्मइलेक्ट्रॉनिक्स में सर्किट पैटर्न बनाने जैसे कार्यों के लिए, चिकित्सा अनुप्रयोगों में फोटोकोएगुलेशन जैसी प्रक्रियाओं के लिए, और नवीकरणीय ऊर्जा क्षेत्र में सौर सेल निर्माण के लिए प्रभावी होते हैं। हरे लेजर की अद्वितीय तरंगदैर्ध्य उन्हें प्लास्टिक और धातुओं सहित विभिन्न पदार्थों पर अंकन और उत्कीर्णन के लिए भी उपयुक्त बनाती है, जहाँ उच्च कंट्रास्ट और न्यूनतम सतह क्षति वांछित होती है। हरे लेजरों की यह अनुकूलन क्षमता लेजर प्रौद्योगिकी में तरंगदैर्ध्य चयन के महत्व को रेखांकित करती है, जिससे विशिष्ट सामग्रियों और अनुप्रयोगों के लिए सर्वोत्तम परिणाम सुनिश्चित होते हैं।
525 एनएम हरा लेजरयह एक विशिष्ट प्रकार की लेजर तकनीक है जिसकी विशेषता 525 नैनोमीटर की तरंगदैर्ध्य पर विशिष्ट हरे प्रकाश का उत्सर्जन है। इस तरंगदैर्ध्य पर हरे लेजर रेटिना फोटोकोएगुलेशन में उपयोग किए जाते हैं, जहां इनकी उच्च शक्ति और सटीकता लाभकारी होती है। ये सामग्री प्रसंस्करण में भी संभावित रूप से उपयोगी हैं, विशेष रूप से उन क्षेत्रों में जहां सटीक और न्यूनतम तापीय प्रभाव वाले प्रसंस्करण की आवश्यकता होती है।.सी-प्लेन GaN सबस्ट्रेट पर 524–532 एनएम की उच्च तरंगदैर्ध्य वाले हरे लेजर डायोड का विकास लेजर प्रौद्योगिकी में एक महत्वपूर्ण प्रगति का प्रतीक है। यह विकास विशिष्ट तरंगदैर्ध्य विशेषताओं की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है।
सतत तरंग और मॉडलॉक्ड लेजर स्रोत
लेजर डोपिंग सेलेक्टिव एमिटर सोलर सेलों के लिए विभिन्न तरंग दैर्ध्य जैसे निकट-अवरक्त (एनआईआर) 1064 एनएम, हरित (ग्रीन) 532 एनएम और पराबैंगनी (यूवी) 355 एनएम पर सतत तरंग (सीडब्ल्यू) और मॉडलॉकड क्वासी-सीडब्ल्यू लेजर स्रोतों पर विचार किया गया है। विभिन्न तरंग दैर्ध्य विनिर्माण अनुकूलता और दक्षता को प्रभावित करते हैं (पटेल एट अल., 2011)।
वाइड बैंड गैप सामग्रियों के लिए एक्साइमर लेजर
यूवी तरंगदैर्ध्य पर संचालित होने वाले एक्साइमर लेजर, कांच और कार्बन फाइबर-प्रबलित पॉलिमर (सीएफआरपी) जैसी विस्तृत बैंडगैप सामग्री के प्रसंस्करण के लिए उपयुक्त हैं, जो उच्च परिशुद्धता और न्यूनतम थर्मल प्रभाव प्रदान करते हैं (कोबायाशी एट अल., 2017)।
औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए Nd:YAG लेजर
तरंगदैर्ध्य को समायोजित करने की क्षमता के कारण Nd:YAG लेज़रों का उपयोग विभिन्न अनुप्रयोगों में किया जाता है। 1064 nm और 532 nm दोनों तरंगदैर्ध्य पर कार्य करने की क्षमता विभिन्न सामग्रियों के प्रसंस्करण में लचीलापन प्रदान करती है। उदाहरण के लिए, 1064 nm तरंगदैर्ध्य धातुओं पर गहरी नक्काशी के लिए आदर्श है, जबकि 532 nm तरंगदैर्ध्य प्लास्टिक और लेपित धातुओं पर उच्च गुणवत्ता वाली सतह नक्काशी प्रदान करती है। (मून एट अल., 1999)
→संबंधित उत्पाद:1064 एनएम तरंगदैर्ध्य वाला सीडब्ल्यू डायोड-पंप सॉलिड-स्टेट लेजर
उच्च शक्ति फाइबर लेजर वेल्डिंग
लगभग 1000 एनएम तरंगदैर्ध्य वाले लेजर, जिनमें अच्छी बीम गुणवत्ता और उच्च शक्ति होती है, का उपयोग धातुओं की कीहोल लेजर वेल्डिंग में किया जाता है। ये लेजर सामग्रियों को कुशलतापूर्वक वाष्पीकृत और पिघलाते हैं, जिससे उच्च गुणवत्ता वाले वेल्ड बनते हैं (सैल्मिनेन, पिल्ली, और पुरटोनेन, 2010)।
लेजर प्रसंस्करण का अन्य प्रौद्योगिकियों के साथ एकीकरण
लेज़र प्रसंस्करण को क्लैडिंग और मिलिंग जैसी अन्य विनिर्माण प्रौद्योगिकियों 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 के लिए लाभदायक है (नोवोटनी एट अल., 2010)।
उभरते क्षेत्रों में लेजर प्रसंस्करण
लेजर प्रौद्योगिकी का अनुप्रयोग सेमीकंडक्टर, डिस्प्ले और थिन फिल्म उद्योगों जैसे उभरते क्षेत्रों तक फैला हुआ है, जो नई क्षमताएं प्रदान करता है और सामग्री गुणों, उत्पाद परिशुद्धता और उपकरण प्रदर्शन में सुधार करता है (ह्वांग एट अल., 2022)।
लेजर प्रोसेसिंग में भविष्य के रुझान
लेजर प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी में भविष्य के विकास का ध्यान नवीन निर्माण तकनीकों, उत्पाद की गुणवत्ता में सुधार, एकीकृत बहु-सामग्री घटकों के निर्माण और आर्थिक एवं प्रक्रियात्मक लाभों को बढ़ाने पर केंद्रित है। इसमें नियंत्रित सरंध्रता वाली संरचनाओं का लेजर द्वारा तीव्र निर्माण, हाइब्रिड वेल्डिंग और धातु की चादरों की लेजर प्रोफाइल कटिंग शामिल है (कुक्रेजा 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 अनिवार्य उपकरण बनाती है, जो पारंपरिक विनिर्माण विधियों की सीमाओं को आगे बढ़ा रही है।
लाज़ोव, एल., एंजेलोव, एन., और तेइरुम्निक्स, ई. (2019)। लेजर तकनीकी प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण शक्ति घनत्व के प्रारंभिक अनुमान के लिए विधि।पर्यावरण. प्रौद्योगिकी. संसाधन. अंतर्राष्ट्रीय वैज्ञानिक एवं व्यावहारिक सम्मेलन की कार्यवाही. जोड़ना
पटेल, आर., वेनहम, एस., त्जाजोनो, बी., हल्लम, बी., सुगियांटो, ए., और बोवात्सेक, जे. (2011)। 532 एनएम निरंतर तरंग (सीडब्ल्यू) और मॉडलॉक्ड क्वासी-सीडब्ल्यू लेजर स्रोतों का उपयोग करके लेजर डोपिंग चयनात्मक उत्सर्जक 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 वाले एनडी: वाईएजी लेजर से कुशल इंट्राकैविटी आवृत्ति दोहरीकरण।जोड़ना
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पोस्ट करने का समय: 18 जनवरी 2024