लेजर प्रसंस्करण के बुनियादी सिद्धांत
लेजर उत्कीर्णन लेजर सिस्टम के लिए सबसे आम अनुप्रयोग है। लेजर बीम और सामग्री के बीच बातचीत के तंत्र के अनुसार, लेजर प्रसंस्करण को मोटे तौर पर लेजर थर्मल प्रसंस्करण और फोटोकैमिकल प्रतिक्रिया प्रसंस्करण में विभाजित किया जा सकता है।
लेजर थर्मल प्रोसेसिंग, लेजर वेल्डिंग, लेजर उत्कीर्णन और काटने, सतह संशोधन, लेजर लेजर अंकन, लेजर ड्रिलिंग और micromachining सहित प्रसंस्करण प्रक्रिया को पूरा करने के लिए सामग्री की सतह पर उत्पन्न लेजर बीम द्वारा उत्पन्न थर्मल प्रभाव के उपयोग को संदर्भित करता है। आदि।; फोटोकैमिकल रिएक्शन प्रोसेसिंग से तात्पर्य है लेजर बीम को ऑब्जेक्ट के लिए विकिरणित किया जाता है, और उच्च घनत्व वाले लेजर हाई-एनर्जी फोटॉन को फोटोकैमिकल प्रतिक्रिया की प्रक्रिया को आरंभ करने या नियंत्रित करने के लिए उपयोग किया जाता है। जिसमें फोटोकैमिकल डिपोजिशन, स्टीरियोलिथोग्राफी, लेजर एनग्रेविंग और इचिंग आदि शामिल हैं।
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सिद्धांत
लेजर प्रसंस्करण प्रकाश की ऊर्जा का उपयोग करने के लिए लेंस पर ध्यान केंद्रित करने के लिए फोकल बिंदु पर एक उच्च ऊर्जा घनत्व प्राप्त करने और फोटोथर्मल प्रभाव द्वारा प्रक्रिया है। लेजर प्रसंस्करण के लिए उपकरणों की आवश्यकता नहीं होती है, प्रसंस्करण की गति तेज होती है, सतह विरूपण छोटा होता है, और विभिन्न सामग्रियों को संसाधित किया जा सकता है। लेज़र बीम का उपयोग विभिन्न सामग्रियों, जैसे ड्रिलिंग, कटिंग, डिसिंग, वेल्डिंग और हीट ट्रीटमेंट को संसाधित करने के लिए किया जाता है। मेटास्टेबल ऊर्जा के स्तर वाले कुछ पदार्थ बाहरी फोटॉन की उत्तेजना के तहत प्रकाश ऊर्जा को अवशोषित करेंगे, ताकि उच्च ऊर्जा स्तर में परमाणुओं की संख्या कम ऊर्जा स्तर में परमाणुओं की संख्या से अधिक हो जाए-कणों की संख्या उलट हो जाती है। यदि प्रकाश की किरण को विकिरणित किया जाता है, तो फोटॉन की ऊर्जा इन दो ऊर्जाओं के बीच अंतर के बराबर है। इस समय, उत्तेजित विकिरण उत्पन्न होता है और बड़ी मात्रा में प्रकाश ऊर्जा का उत्पादन होता है।
पारंपरिक प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी की तुलना में, लेजर प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी में कम भौतिक अपशिष्ट, बड़े पैमाने पर उत्पादन में स्पष्ट लागत प्रभाव और प्रसंस्करण वस्तुओं के लिए मजबूत अनुकूलन क्षमता के फायदे हैं। यूरोप में, लेजर तकनीक का उपयोग मूल रूप से उच्च अंत कार के गोले और ठिकानों, विमान के पंखों और अंतरिक्ष यान घाटियों जैसी विशेष सामग्रियों को वेल्ड करने के लिए किया जाता है।
1. लेजर ऊर्जा घनत्व बड़ा है, वर्कपीस का तापमान लेजर को अवशोषित करने के बाद तेजी से बढ़ेगा, और यह पिघल जाएगा या वाष्पीकरण करेगा। यहां तक कि उच्च पिघलने बिंदु, उच्च कठोरता और भंगुर गुणवत्ता (जैसे मिट्टी के पात्र और हीरे) के साथ सामग्री भी लेजर द्वारा संसाधित की जा सकती है;
2. लेजर सिर वर्कपीस के संपर्क में नहीं है, और प्रसंस्करण उपकरण के पहनने की कोई समस्या नहीं है;
3. वर्कपीस तनाव के अधीन नहीं है और आसानी से दूषित नहीं है;
4. यह चलती वर्कपीस या ग्लास शेल में सील की गई सामग्री को संसाधित कर सकता है;
5. लेजर बीम का विचलन कोण 1 मिली-आर्क से कम हो सकता है, स्पॉट व्यास माइक्रोन जितना छोटा हो सकता है, एक्शन समय नैनोसैकेड और पिकोसेकंड जितना कम हो सकता है, और उच्च शक्ति वाले लेजर की निरंतर उत्पादन शक्ति भी हो सकती है किलोवाट से दस किलोवाट तक पहुंच सकता है। क्लास, इसलिए लेजर सटीक सूक्ष्म-मशीनिंग और बड़े पैमाने पर सामग्री प्रसंस्करण दोनों के लिए उपयुक्त है;
6. लेजर बीम को नियंत्रित करना आसान है, और प्रसंस्करण में उच्च स्तर की स्वचालन और एक उच्च प्रसंस्करण सटीकता प्राप्त करने के लिए सटीक मशीनरी, सटीक माप प्रौद्योगिकी और इलेक्ट्रॉनिक कंप्यूटर के साथ संयोजन करना आसान है;
7. कठोर वातावरण या दूसरों के लिए उपयोग करने के लिए मुश्किल स्थानों में, लेजर प्रसंस्करण रोबोट के साथ किया जा सकता है।
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लेजर प्रसंस्करण गैर-संपर्क प्रसंस्करण है, और उच्च-ऊर्जा लेजर बीम की ऊर्जा और चलती गति समायोज्य है, इसलिए यह विभिन्न प्रसंस्करण उद्देश्यों को प्राप्त कर सकता है। यह विभिन्न प्रकार के धातुओं और गैर-धातुओं को संसाधित कर सकता है, विशेष रूप से उच्च कठोरता, उच्च भंगुरता और उच्च पिघलने बिंदु के साथ सामग्री। लेजर प्रसंस्करण लचीलापन मुख्य रूप से काटने, सतह के उपचार, वेल्डिंग, अंकन और ड्रिलिंग के लिए उपयोग किया जाता है। लेज़र सरफेस ट्रीटमेंट में लेज़र फेज़ हार्डनिंग, लेज़र क्लैडिंग, लेज़र सरफेस अलॉयनिंग और लेज़र सरफेस फ्यूजन शामिल हैं।