लेझर मशीनिंग आणि कटिंग आणि एलबीएम

LASER CUTTING is a HIGH-ENERGY-BEAM MANUFACTURING technology that uses a laser to cut materials, and is typically used for industrial manufacturing applications. In LASER BEAM MACHINING (LBM), लेसर स्रोत वर्कपीसच्या पृष्ठभागावर ऑप्टिकल ऊर्जा केंद्रित करतो. लेसर कटिंग उच्च-पॉवर लेसरचे अत्यंत केंद्रित आणि उच्च-घनता आउटपुट, संगणकाद्वारे, कापल्या जाणार्‍या सामग्रीवर निर्देशित करते. लक्ष्यित सामग्री नंतर एकतर वितळते, जळते, वाफ होते किंवा वायूच्या जेटने उडून जाते, नियंत्रित पद्धतीने उच्च-गुणवत्तेच्या पृष्ठभागाच्या फिनिशसह एक किनार सोडून जाते. आमचे औद्योगिक लेझर कटर फ्लॅट-शीट सामग्री तसेच स्ट्रक्चरल आणि पाइपिंग सामग्री, धातू आणि नॉनमेटॅलिक वर्कपीस कापण्यासाठी योग्य आहेत. लेसर बीम मशीनिंग आणि कटिंग प्रक्रियेमध्ये सामान्यतः व्हॅक्यूमची आवश्यकता नसते. लेसर कटिंग आणि मॅन्युफॅक्चरिंगमध्ये अनेक प्रकारचे लेसर वापरले जातात. स्पंदित किंवा सतत लहरी CO2 LASER  कटिंग, कंटाळवाणा आणि खोदकामासाठी उपयुक्त आहे. The NEODYMIUM (Nd) and neodymium yttrium-aluminum-garnet (Nd-YAG) LASERS are identical शैलीमध्ये आणि केवळ अनुप्रयोगात भिन्न. निओडीमियम एनडीचा वापर कंटाळवाण्यांसाठी केला जातो आणि जेथे उच्च ऊर्जा परंतु कमी पुनरावृत्ती आवश्यक असते. दुसरीकडे Nd-YAG लेसर वापरला जातो जेथे खूप उच्च शक्ती आवश्यक असते आणि कंटाळवाणे आणि खोदकामासाठी. CO2 आणि Nd/ Nd-YAG दोन्ही लेसर LASER वेल्डिंगसाठी वापरले जाऊ शकतात. आम्ही उत्पादनात वापरत असलेल्या इतर लेझरमध्ये Nd:GLASS, RUBY आणि EXCIMER यांचा समावेश होतो. लेझर बीम मशीनिंग (LBM) मध्ये, खालील पॅरामीटर्स महत्वाचे आहेत: वर्कपीस पृष्ठभागाची परावर्तकता आणि थर्मल चालकता आणि त्याची विशिष्ट उष्णता आणि वितळण्याची आणि बाष्पीभवनाची सुप्त उष्णता. लेझर बीम मशिनिंग (LBM) प्रक्रियेची कार्यक्षमता या पॅरामीटर्सच्या कमी झाल्यामुळे वाढते. कटिंग खोली खालीलप्रमाणे व्यक्त केली जाऊ शकते:

 

t ~ P / (vxd)

 

याचा अर्थ, कटिंग डेप्थ "t" पॉवर इनपुट P च्या प्रमाणात आहे आणि कटिंग स्पीड v आणि लेसर-बीम स्पॉट व्यास d च्या व्यस्त प्रमाणात आहे. LBM सह उत्पादित पृष्ठभाग सामान्यतः खडबडीत असतो आणि उष्णता-प्रभावित क्षेत्र असतो.

 

 

 

कार्बोंडिओऑक्साइड (CO2) लेसर कटिंग आणि मशीनिंग: DC-उत्तेजित CO2 लेसर गॅस मिश्रणातून विद्युतप्रवाह देऊन पंप करतात तर RF-उत्तेजित CO2 लेसर उत्तेजनासाठी रेडिओ फ्रिक्वेन्सी ऊर्जा वापरतात. आरएफ पद्धत तुलनेने नवीन आहे आणि अधिक लोकप्रिय झाली आहे. डीसी डिझाईन्सना पोकळीच्या आत इलेक्ट्रोडची आवश्यकता असते, आणि म्हणून त्यांना ऑप्टिक्सवर इलेक्ट्रोड इरोशन आणि इलेक्ट्रोड सामग्रीचे प्लेटिंग असू शकते. याउलट, आरएफ रेझोनेटर्समध्ये बाह्य इलेक्ट्रोड असतात आणि म्हणून ते त्या समस्यांना बळी पडत नाहीत. आम्ही सौम्य स्टील, अॅल्युमिनियम, स्टेनलेस स्टील, टायटॅनियम आणि प्लास्टिक यांसारख्या अनेक सामग्रीच्या औद्योगिक कटिंगमध्ये CO2 लेसर वापरतो.

 

 

 

YAG LASER CUTTING and MACHINING: आम्ही धातू कापण्यासाठी आणि स्क्रिब्रॅम करण्यासाठी YAG लेसर वापरतो. लेसर जनरेटर आणि बाह्य ऑप्टिक्सला थंड करणे आवश्यक आहे. कचऱ्याची उष्णता शीतलक किंवा थेट हवेत निर्माण आणि हस्तांतरित केली जाते. पाणी हे एक सामान्य शीतलक आहे, जे सहसा चिलर किंवा उष्णता हस्तांतरण प्रणालीद्वारे प्रसारित केले जाते.

 

 

 

एक्सायमर लेसर कटिंग आणि मशिनिंग: एक्सायमर लेसर हा अल्ट्राव्हायोलेट प्रदेशात तरंगलांबी असलेला एक प्रकारचा लेसर आहे. अचूक तरंगलांबी वापरलेल्या रेणूंवर अवलंबून असते. उदाहरणार्थ खालील तरंगलांबी पॅराँथेसिसमध्ये दर्शविलेल्या रेणूंशी संबंधित आहेत: 193 nm (ArF), 248 nm (KrF), 308 nm (XeCl), 353 nm (XeF). काही एक्सायमर लेसर ट्यून करण्यायोग्य असतात. एक्सायमर लेसरमध्ये आकर्षक गुणधर्म आहे की ते पृष्ठभागावरील सामग्रीचे अगदी बारीक थर काढू शकतात, जवळजवळ गरम न करता किंवा उर्वरित सामग्रीमध्ये बदल करू शकतात. म्हणून एक्सायमर लेसर काही पॉलिमर आणि प्लास्टिक सारख्या सेंद्रिय पदार्थांच्या सूक्ष्म मशीनिंगसाठी योग्य आहेत.

 

 

 

गॅस-असिस्टेड लेसर कटिंग: काहीवेळा आम्ही पातळ शीट सामग्री कापण्यासाठी ऑक्सिजन, नायट्रोजन किंवा आर्गॉन सारख्या गॅस प्रवाहाच्या संयोगाने लेसर बीम वापरतो. हे a LASER-BEAM TORCH वापरून केले जाते. स्टेनलेस स्टील आणि अॅल्युमिनियमसाठी आम्ही नायट्रोजन वापरून उच्च-दाब इनर्ट-गॅस-असिस्टेड लेसर कटिंग वापरतो. यामुळे वेल्डेबिलिटी सुधारण्यासाठी ऑक्साईड-मुक्त किनारे मिळतात. हे वायू प्रवाह वर्कपीसच्या पृष्ठभागावरील वितळलेले आणि बाष्पयुक्त पदार्थ देखील उडवून देतात.

 

 

 

a LASER MICROJET CUTTING आमच्याकडे वॉटर-जेट मार्गदर्शित लेसर आहे ज्यामध्ये पाणी कमी दाबाने जोडलेले आहे. ऑप्टिकल फायबरप्रमाणे लेसर बीमला मार्गदर्शन करण्यासाठी वॉटर जेट वापरताना आम्ही लेसर कटिंग करण्यासाठी त्याचा वापर करतो. लेसर मायक्रोजेटचे फायदे असे आहेत की पाणी देखील मोडतोड काढून टाकते आणि सामग्री थंड करते, ते पारंपारिक ''ड्राय'' लेसर कटिंगपेक्षा जास्त वेगवान आहे, समांतर कर्फ आणि सर्व दिशात्मक कटिंग क्षमता.

 

 

 

आम्ही लेसर वापरून कटिंगसाठी वेगवेगळ्या पद्धती वापरतो. बाष्पीभवन, मेल्ट अँड ब्लो, मेल्ट ब्लो अँड बर्न, थर्मल स्ट्रेस क्रॅकिंग, स्क्राइबिंग, कोल्ड कटिंग आणि बर्निंग, स्टॅबिलाइज्ड लेझर कटिंग या काही पद्धती आहेत.

 

- बाष्पीभवन कटिंग: फोकस केलेले बीम सामग्रीची पृष्ठभाग त्याच्या उकळत्या बिंदूपर्यंत गरम करते आणि छिद्र तयार करते. छिद्रामुळे शोषकतेत अचानक वाढ होते आणि छिद्र लवकर खोल होते. जसजसे भोक खोलवर जाते आणि सामग्री उकळते, तसतसे तयार होणारी वाफ वितळलेल्या भिंतींना नष्ट करते ज्यामुळे सामग्री बाहेर पडते आणि छिद्र आणखी मोठे होते. लाकूड, कार्बन आणि थर्मोसेट प्लॅस्टिक यांसारखे न वितळणारे साहित्य सहसा या पद्धतीने कापले जाते.

 

- मेल्ट अँड ब्लो कटिंग: आम्ही कटिंग एरियामधून वितळलेले पदार्थ उडवण्यासाठी उच्च-दाब वायू वापरतो, ज्यामुळे आवश्यक शक्ती कमी होते. सामग्री त्याच्या वितळण्याच्या बिंदूपर्यंत गरम केली जाते आणि नंतर गॅस जेट वितळलेली सामग्री कर्फमधून बाहेर काढते. यामुळे सामग्रीचे तापमान आणखी वाढवण्याची गरज नाहीशी होते. आम्ही या तंत्राने धातू कापतो.

 

- थर्मल स्ट्रेस क्रॅकिंग: ठिसूळ पदार्थ थर्मल फ्रॅक्चरसाठी संवेदनशील असतात. एक बीम पृष्ठभागावर केंद्रित आहे ज्यामुळे स्थानिक गरम आणि थर्मल विस्तार होतो. याचा परिणाम क्रॅकमध्ये होतो ज्याला नंतर बीम हलवून मार्गदर्शन केले जाऊ शकते. आम्ही काच कापण्यासाठी हे तंत्र वापरतो.

 

- सिलिकॉन वेफर्सचे स्टेल्थ डायसिंग: सिलिकॉन वेफर्सपासून मायक्रोइलेक्ट्रॉनिक चिप्सचे पृथक्करण स्टेल्थ डायसिंग प्रक्रियेद्वारे केले जाते, स्पंदित Nd:YAG लेसर वापरून, 1064 nm ची तरंगलांबी सिलिकॉनच्या इलेक्ट्रॉनिक बँड गॅपला (1.111) चांगल्या प्रकारे स्वीकारली जाते. 1117 एनएम). सेमीकंडक्टर डिव्हाइस फॅब्रिकेशनमध्ये हे लोकप्रिय आहे.

 

- प्रतिक्रियात्मक कटिंग: याला फ्लेम कटिंग देखील म्हणतात, हे तंत्र ऑक्सिजन टॉर्च कटिंगसारखे असू शकते परंतु इग्निशन स्त्रोत म्हणून लेसर बीमसह. आम्ही याचा वापर कार्बन स्टीलला 1 मिमीपेक्षा जास्त जाडीमध्ये आणि अगदी कमी लेसर पॉवर असलेल्या अत्यंत जाड स्टील प्लेट्समध्ये कापण्यासाठी करतो.

 

 

 

PULSED LASERS आम्हाला अल्प कालावधीसाठी उच्च-शक्तीची उर्जा प्रदान करते आणि काही लेसर कटिंग प्रक्रियांमध्ये, जसे की छेदन, किंवा जेव्हा खूप लहान छिद्रे किंवा खूप कमी कटिंग गती आवश्यक असते तेव्हा खूप प्रभावी असतात. त्याऐवजी स्थिर लेसर बीम वापरल्यास, संपूर्ण मशीन वितळण्यापर्यंत उष्णता पोहोचू शकते. आमच्या लेसरमध्ये NC (संख्यात्मक नियंत्रण) प्रोग्राम नियंत्रण अंतर्गत CW (सतत लहर) पल्स किंवा कट करण्याची क्षमता आहे. आम्ही वापरतो DOUBLE PULSE LASERS उत्सर्जक पल्स जोड्यांची मालिका आणि सामग्री काढण्याची गुणवत्ता सुधारण्यासाठी. पहिली नाडी पृष्ठभागावरील सामग्री काढून टाकते आणि दुसरी नाडी बाहेर काढलेल्या सामग्रीला छिद्र किंवा कटच्या बाजूला वाचण्यापासून प्रतिबंधित करते.

 

 

 

लेझर कटिंग आणि मशीनिंगमध्ये सहिष्णुता आणि पृष्ठभाग समाप्त उत्कृष्ट आहेत. आमच्या आधुनिक लेसर कटरमध्ये 10 मायक्रोमीटरच्या शेजारच्या स्थितीत अचूकता आणि 5 मायक्रोमीटरची पुनरावृत्ती क्षमता आहे. मानक खडबडीत Rz शीटच्या जाडीसह वाढते, परंतु लेसर पॉवर आणि कटिंग गतीसह कमी होते. लेझर कटिंग आणि मशिनिंग प्रक्रिया जवळच्या सहिष्णुता प्राप्त करण्यास सक्षम आहेत, बहुतेक वेळा 0.001 इंच (0.025 मिमी) भाग भूमिती आणि आमच्या मशीनची यांत्रिक वैशिष्ट्ये सर्वोत्तम सहनशीलता क्षमता प्राप्त करण्यासाठी ऑप्टिमाइझ केली जातात. लेसर बीम कटिंगमधून आपण मिळवू शकणारी पृष्ठभागाची समाप्ती 0.003 मिमी ते 0.006 मिमी दरम्यान असू शकते. साधारणपणे आम्ही 0.025 मिमी व्यासासह छिद्रे सहज साध्य करतो, आणि 0.005 मिमी इतके लहान छिद्र आणि 50 ते 1 च्या खोलीपासून व्यासाचे गुणोत्तर विविध सामग्रीमध्ये तयार केले जातात. आमचे सर्वात सोपे आणि सर्वात मानक लेझर कटर कार्बन स्टील धातू 0.020-0.5 इंच (0.51-13 मिमी) जाडीमध्ये कापतील आणि ते मानक करवतीच्या तुलनेत तीस पट वेगाने सहज असू शकतात.

 

 

 

लेझर-बीम मशिनिंगचा वापर मोठ्या प्रमाणावर धातू, नॉनमेटल्स आणि मिश्रित पदार्थांच्या ड्रिलिंग आणि कटिंगसाठी केला जातो. यांत्रिक कटिंगवर लेझर कटिंगच्या फायद्यांमध्ये वर्कपीसची सुलभ वर्कहोल्डिंग, स्वच्छता आणि कमी होणारी दूषितता यांचा समावेश होतो (पारंपारिक मिलिंग किंवा टर्निंग प्रमाणे कोणतीही कटिंग एज नाही ज्यामुळे सामग्री दूषित होऊ शकते किंवा सामग्री दूषित होऊ शकते, म्हणजे ब्यू बिल्ड-अप). मिश्रित पदार्थांच्या अपघर्षक स्वरूपामुळे ते पारंपारिक पद्धतींनी मशिन करणे कठीण होऊ शकते परंतु लेसर मशीनिंगद्वारे सोपे आहे. प्रक्रियेदरम्यान लेसर बीम परिधान करत नसल्यामुळे, प्राप्त केलेली अचूकता अधिक चांगली असू शकते. लेसर सिस्टीममध्ये लहान उष्णता-प्रभावित क्षेत्र असल्यामुळे, कापल्या जाणार्‍या सामग्रीला विकृत होण्याची शक्यता कमी असते. काही सामग्रीसाठी लेसर कटिंग हा एकमेव पर्याय असू शकतो. लेझर-बीम कटिंग प्रक्रिया लवचिक आहेत आणि फायबर ऑप्टिक बीम डिलिव्हरी, साधे फिक्स्चरिंग, लहान सेटअप वेळा, त्रिमितीय CNC प्रणालीची उपलब्धता यामुळे लेसर कटिंग आणि मशीनिंगला पंचिंगसारख्या इतर शीट मेटल फॅब्रिकेशन प्रक्रियेशी यशस्वीपणे स्पर्धा करणे शक्य होते. असे म्हटले जात आहे की, लेझर तंत्रज्ञान कधीकधी सुधारित एकूण कार्यक्षमतेसाठी यांत्रिक फॅब्रिकेशन तंत्रज्ञानासह एकत्र केले जाऊ शकते.

 

 

 

शीट मेटलच्या लेझर कटिंगचे प्लाझ्मा कटिंगपेक्षा अधिक अचूक आणि कमी ऊर्जा वापरण्याचे फायदे आहेत, तथापि, बहुतेक औद्योगिक लेसर प्लाझ्मा करू शकतील त्यापेक्षा जास्त धातूची जाडी कापू शकत नाहीत. 6000 वॅट्स सारख्या उच्च शक्तींवर कार्य करणारे लेझर जाड पदार्थ कापून काढण्याच्या क्षमतेनुसार प्लाझ्मा मशीनकडे येत आहेत. तथापि, या 6000 वॅटच्या लेझर कटरची भांडवली किंमत स्टील प्लेटसारख्या जाड सामग्री कापण्यास सक्षम असलेल्या प्लाझ्मा कटिंग मशीनच्या तुलनेत खूप जास्त आहे.

 

 

 

लेझर कटिंग आणि मशीनिंगचे तोटे देखील आहेत. लेझर कटिंगमध्ये उच्च उर्जेचा वापर होतो. औद्योगिक लेसर कार्यक्षमता 5% ते 15% पर्यंत असू शकते. आउटपुट पॉवर आणि ऑपरेटिंग पॅरामीटर्सवर अवलंबून कोणत्याही विशिष्ट लेसरचा वीज वापर आणि कार्यक्षमता बदलू शकते. हे लेसरच्या प्रकारावर आणि लेसर हातातील कामाशी किती चांगले जुळते यावर अवलंबून असेल. विशिष्ट कार्यासाठी आवश्यक लेसर कटिंग पॉवरची रक्कम सामग्री प्रकार, जाडी, प्रक्रिया (प्रतिक्रियाशील/जड) आणि इच्छित कटिंग दर यावर अवलंबून असते. लेसर कटिंग आणि मशीनिंगमधील कमाल उत्पादन दर लेसर पॉवर, प्रक्रियेचा प्रकार (प्रतिक्रियाशील किंवा जड असो), भौतिक गुणधर्म आणि जाडी यासह अनेक घटकांद्वारे मर्यादित आहे.

 

 

 

In LASER ABLATION आम्ही घन पृष्ठभागावरून लेसर बीमने विकिरण करून सामग्री काढून टाकतो. कमी लेसर फ्लक्समध्ये, सामग्री शोषलेल्या लेसर उर्जेद्वारे गरम होते आणि बाष्पीभवन किंवा उत्तेजित होते. उच्च लेसर फ्लक्सवर, सामग्री सामान्यत: प्लाझ्मामध्ये रूपांतरित होते. हाय पॉवर लेझर एका नाडीने मोठी जागा साफ करतात. लोअर पॉवर लेसर अनेक लहान डाळी वापरतात ज्या संपूर्ण क्षेत्रामध्ये स्कॅन केल्या जाऊ शकतात. लेझर अॅब्लेशनमध्ये लेसरची तीव्रता पुरेशी जास्त असल्यास आम्ही स्पंदित लेसर किंवा सतत वेव्ह लेसर बीमसह सामग्री काढून टाकतो. स्पंदित लेसर अत्यंत कठीण सामग्रीमधून अत्यंत लहान, खोल छिद्रे ड्रिल करू शकतात. अतिशय लहान लेसर डाळी सामग्री इतक्या लवकर काढून टाकतात की आजूबाजूची सामग्री फारच कमी उष्णता शोषून घेते, म्हणून लेसर ड्रिलिंग नाजूक किंवा उष्णता-संवेदनशील सामग्रीवर करता येते. लेसर ऊर्जा निवडकपणे कोटिंग्जद्वारे शोषली जाऊ शकते, म्हणून CO2 आणि Nd:YAG स्पंदित लेसरचा वापर पृष्ठभाग स्वच्छ करण्यासाठी, पेंट आणि कोटिंग काढण्यासाठी किंवा अंतर्गत पृष्ठभागाला हानी न करता पेंटिंगसाठी पृष्ठभाग तयार करण्यासाठी केला जाऊ शकतो.

 

 

 

We use LASER ENGRAVING and LASER MARKING to engrave or mark an object. ही दोन तंत्रे खरं तर सर्वात जास्त वापरली जाणारी अनुप्रयोग आहेत. कोणतीही शाई वापरली जात नाही किंवा त्यात टूल बिट्स समाविष्ट नाहीत जे कोरलेल्या पृष्ठभागाशी संपर्क साधतात आणि जीर्ण होतात जे पारंपारिक यांत्रिक खोदकाम आणि चिन्हांकित पद्धतींच्या बाबतीत आहे. लेसर खोदकाम आणि मार्किंगसाठी खास तयार केलेल्या सामग्रीमध्ये लेसर-संवेदनशील पॉलिमर आणि विशेष नवीन धातू मिश्रधातूंचा समावेश आहे. लेझर मार्किंग आणि खोदकामाची उपकरणे पंच, पिन, स्टायली, एचिंग स्टॅम्प….इत्यादी पर्यायांच्या तुलनेत तुलनेने अधिक महाग असली तरी, त्यांची अचूकता, पुनरुत्पादनक्षमता, लवचिकता, ऑटोमेशनची सुलभता आणि ऑनलाइन अनुप्रयोगामुळे ते अधिक लोकप्रिय झाले आहेत. विविध प्रकारच्या उत्पादन वातावरणात.

 

 

 

शेवटी, आम्ही इतर अनेक उत्पादन ऑपरेशन्ससाठी लेसर बीम वापरतो:

 

- लेसर वेल्डिंग

 

- LASER हीट ट्रीटिंग: धातू आणि सिरेमिक यांच्या पृष्ठभागाच्या यांत्रिक आणि ट्रायबोलॉजिकल गुणधर्मांमध्ये बदल करण्यासाठी त्यांची लहान प्रमाणात उष्णता उपचार.

 

- LASER पृष्ठभाग उपचार / बदल: लेझरचा वापर पृष्ठभाग साफ करण्यासाठी, कार्यात्मक गट सादर करण्यासाठी, पृष्ठभागांमध्ये कोटिंग ठेवण्यापूर्वी किंवा जोडण्याच्या प्रक्रियेमध्ये आसंजन सुधारण्याच्या प्रयत्नात बदल करण्यासाठी केला जातो.