لیزر مشیننگ اور کٹنگ اور ایل بی ایم

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)، ایک لیزر ذریعہ آپٹیکل توانائی کو ورک پیس کی سطح پر مرکوز کرتا ہے۔ لیزر کٹنگ ایک ہائی پاور لیزر کی انتہائی توجہ مرکوز اور اعلی کثافت والے آؤٹ پٹ کو کمپیوٹر کے ذریعے کاٹنے والے مواد پر بھیجتی ہے۔ اس کے بعد نشانہ بنایا گیا مواد یا تو پگھل جاتا ہے، جل جاتا ہے، بخارات بن جاتا ہے، یا گیس کے ایک جیٹ کے ذریعے اڑا دیا جاتا ہے، کنٹرول انداز میں ایک کنارے کو اعلی معیار کی سطح پر ختم کر دیتا ہے۔ ہمارے صنعتی لیزر کٹر فلیٹ شیٹ کے مواد کے ساتھ ساتھ ساختی اور پائپنگ مواد، دھاتی اور غیر دھاتی ورک پیس کو کاٹنے کے لیے موزوں ہیں۔ عام طور پر لیزر بیم مشینی اور کاٹنے کے عمل میں ویکیوم کی ضرورت نہیں ہوتی ہے۔ لیزر کاٹنے اور مینوفیکچرنگ میں استعمال ہونے والے لیزرز کی کئی اقسام ہیں۔ نبض شدہ یا مسلسل لہر CO2 LASER  کاٹنے، بورنگ اور کندہ کاری کے لیے موزوں ہے۔ The NEODYMIUM (Nd) and neodymium yttrium-aluminum-garnet (Nd-YAG) LASERS are identical انداز میں اور صرف اطلاق میں مختلف۔ نیوڈیمیم این ڈی بورنگ کے لیے استعمال ہوتا ہے اور جہاں زیادہ توانائی لیکن کم تکرار کی ضرورت ہوتی ہے۔ دوسری طرف Nd-YAG لیزر استعمال کیا جاتا ہے جہاں بہت زیادہ طاقت کی ضرورت ہوتی ہے اور بورنگ اور کندہ کاری کے لیے۔ CO2 اور Nd/ Nd-YAG لیزر دونوں کو LASER ویلڈنگ کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ دیگر لیزر جو ہم مینوفیکچرنگ میں استعمال کرتے ہیں ان میں شامل ہیں Nd:GLASS, RUBY اور EXCIMER۔ لیزر بیم مشیننگ (LBM) میں، درج ذیل پیرامیٹرز اہم ہیں: ورک پیس کی سطح کی عکاسی اور تھرمل چالکتا اور اس کی مخصوص حرارت اور پگھلنے اور بخارات کی اویکت حرارت۔ لیزر بیم مشیننگ (LBM) کے عمل کی کارکردگی ان پیرامیٹرز میں کمی کے ساتھ بڑھ جاتی ہے۔ کاٹنے کی گہرائی کا اظہار اس طرح کیا جا سکتا ہے:

 

t ~ P / (vxd)

 

اس کا مطلب ہے، کاٹنے کی گہرائی "t" پاور ان پٹ P کے متناسب ہے اور کٹنگ اسپیڈ v اور لیزر بیم اسپاٹ قطر d کے الٹا متناسب ہے۔ LBM کے ساتھ پیدا ہونے والی سطح عام طور پر کھردری ہوتی ہے اور اس کا گرمی سے متاثرہ زون ہوتا ہے۔

 

 

 

کاربنڈی آکسائیڈ (CO2) لیزر کٹنگ اور مشیننگ: DC- پرجوش CO2 لیزرز گیس مکس سے کرنٹ گزر کر پمپ کرتے ہیں جبکہ RF- پرجوش CO2 لیزر جوش کے لیے ریڈیو فریکوئنسی توانائی کا استعمال کرتے ہیں۔ RF طریقہ نسبتاً نیا ہے اور زیادہ مقبول ہو گیا ہے۔ ڈی سی ڈیزائن کو گہا کے اندر الیکٹروڈ کی ضرورت ہوتی ہے، اور اس وجہ سے ان میں الیکٹروڈ کٹاؤ اور آپٹکس پر الیکٹروڈ مواد کی چڑھانا ہو سکتی ہے۔ اس کے برعکس، آر ایف ریزونیٹرز میں بیرونی الیکٹروڈ ہوتے ہیں اور اس لیے وہ ان مسائل کا شکار نہیں ہوتے۔ ہم CO2 لیزرز کو بہت سے مواد جیسے ہلکے سٹیل، ایلومینیم، سٹینلیس سٹیل، ٹائٹینیم اور پلاسٹک کی صنعتی کٹنگ میں استعمال کرتے ہیں۔

 

 

 

YAG LASER CUTTING and MACHINING: ہم YAG لیزرز کا استعمال دھاتوں کو کاٹنے اور اسکرائب کرنے کے لیے کرتے ہیں۔ لیزر جنریٹر اور بیرونی آپٹکس کو ٹھنڈک کی ضرورت ہوتی ہے۔ فضلہ حرارت پیدا ہوتی ہے اور کولنٹ کے ذریعے یا براہ راست ہوا میں منتقل ہوتی ہے۔ پانی ایک عام کولنٹ ہے، جو عام طور پر چلر یا حرارت کی منتقلی کے نظام کے ذریعے گردش کرتا ہے۔

 

 

 

ایکسائمر لیزر کٹنگ اور مشیننگ: ایک ایکسائمر لیزر الٹرا وائلٹ ریجن میں طول موج کے ساتھ ایک قسم کا لیزر ہے۔ عین طول موج کا انحصار استعمال شدہ مالیکیولز پر ہوتا ہے۔ مثال کے طور پر درج ذیل طول موج پیرانتھیز میں دکھائے گئے مالیکیولز سے وابستہ ہیں: 193 nm (ArF)، 248 nm (KrF)، 308 nm (XeCl)، 353 nm (XeF)۔ کچھ excimer لیزرز ٹیون ایبل ہیں۔ Excimer lasers میں یہ پرکشش خاصیت ہوتی ہے کہ وہ سطحی مواد کی انتہائی باریک تہوں کو ہٹا سکتے ہیں جس میں تقریباً کوئی حرارت یا تبدیلی نہیں ہوتی ہے۔ لہذا excimer lasers کچھ پولیمر اور پلاسٹک جیسے نامیاتی مواد کی درست مائیکرو مشیننگ کے لیے موزوں ہیں۔

 

 

 

گیس کی مدد سے لیزر کٹنگ: بعض اوقات ہم گیس کی ندی کے ساتھ مل کر لیزر بیم استعمال کرتے ہیں، جیسے آکسیجن، نائٹروجن یا آرگن پتلی شیٹ کے مواد کو کاٹنے کے لیے۔ یہ a LASER-BEAM TORCH کا استعمال کرتے ہوئے کیا جاتا ہے۔ سٹینلیس سٹیل اور ایلومینیم کے لیے ہم نائٹروجن کا استعمال کرتے ہوئے ہائی پریشر انرٹ گیس اسسٹڈ لیزر کٹنگ کا استعمال کرتے ہیں۔ اس کے نتیجے میں ویلڈ ایبلٹی کو بہتر بنانے کے لیے آکسائیڈ سے پاک کناروں کا سامنا کرنا پڑتا ہے۔ یہ گیس کی ندیاں ورک پیس کی سطحوں سے پگھلے ہوئے اور بخارات والے مواد کو بھی اڑا دیتی ہیں۔

 

 

 

a LASER MICROJET CUTTING میں ہمارے پاس واٹر جیٹ گائیڈڈ لیزر ہے جس میں ایک جوڑے کو پانی میں کم کیا جاتا ہے۔ آپٹیکل فائبر کی طرح لیزر بیم کی رہنمائی کے لیے واٹر جیٹ کا استعمال کرتے ہوئے ہم اسے لیزر کٹنگ کرنے کے لیے استعمال کرتے ہیں۔ لیزر مائیکرو جیٹ کے فوائد یہ ہیں کہ پانی ملبے کو بھی ہٹاتا ہے اور مواد کو ٹھنڈا کرتا ہے، یہ روایتی ''خشک'' لیزر کٹنگ سے زیادہ تیز رفتار ہے جس میں ڈائسنگ کی رفتار، متوازی کرف اور ہمہ جہتی کاٹنے کی صلاحیت ہے۔

 

 

 

ہم لیزرز کا استعمال کرتے ہوئے کاٹنے میں مختلف طریقے استعمال کرتے ہیں۔ کچھ طریقے ہیں بخارات، پگھلنا اور پھونکنا، پگھلنا اور جلنا، تھرمل اسٹریس کریکنگ، سکرائبنگ، کولڈ کٹنگ اینڈ برننگ، اسٹیبلائزڈ لیزر کٹنگ۔

 

- بخارات کی کٹائی: فوکس شدہ بیم مواد کی سطح کو اس کے ابلتے ہوئے نقطہ پر گرم کرتی ہے اور ایک سوراخ بناتی ہے۔ سوراخ جذب میں اچانک اضافے کا باعث بنتا ہے اور تیزی سے سوراخ کو گہرا کرتا ہے۔ جیسے جیسے سوراخ گہرا ہوتا ہے اور مواد ابلتا ہے، پیدا ہونے والا بخارات پگھلی ہوئی دیواروں کو ختم کر دیتا ہے جو مواد کو اڑا دیتا ہے اور سوراخ کو مزید بڑا کرتا ہے۔ غیر پگھلنے والے مواد جیسے لکڑی، کاربن اور تھرموسیٹ پلاسٹک کو عام طور پر اس طریقے سے کاٹا جاتا ہے۔

 

- پگھلنا اور اڑا دینا: ہم کاٹنے والی جگہ سے پگھلے ہوئے مواد کو اڑانے کے لیے ہائی پریشر گیس کا استعمال کرتے ہیں، جس سے مطلوبہ طاقت کم ہوتی ہے۔ مواد کو اس کے پگھلنے کے مقام پر گرم کیا جاتا ہے اور پھر ایک گیس جیٹ پگھلے ہوئے مواد کو کیرف سے باہر اڑا دیتا ہے۔ یہ مواد کے درجہ حرارت کو مزید بڑھانے کی ضرورت کو ختم کرتا ہے۔ ہم اس تکنیک کے ساتھ دھاتیں کاٹتے ہیں۔

 

- تھرمل اسٹریس کریکنگ: ٹوٹنے والے مواد تھرمل فریکچر کے لیے حساس ہوتے ہیں۔ ایک شہتیر سطح پر مرکوز ہے جس کی وجہ سے مقامی حرارتی اور تھرمل توسیع ہوتی ہے۔ اس کے نتیجے میں ایک شگاف پیدا ہوتا ہے جس کے بعد بیم کو حرکت دے کر رہنمائی کی جاسکتی ہے۔ ہم گلاس کاٹنے میں اس تکنیک کا استعمال کرتے ہیں۔

 

- سلیکون ویفرز کی اسٹیلتھ ڈائسنگ: سلیکون ویفرز سے مائیکرو الیکٹرانک چپس کی علیحدگی اسٹیلتھ ڈائسنگ کے عمل کے ذریعے انجام دی جاتی ہے، ایک پلسڈ Nd:YAG لیزر کا استعمال کرتے ہوئے، 1064 nm کی طول موج کو سلیکون کے الیکٹرانک بینڈ گیپ (1.111) کے لیے اچھی طرح سے اپنایا جاتا ہے۔ 1117 این ایم)۔ یہ سیمی کنڈکٹر ڈیوائس فیبریکیشن میں مقبول ہے۔

 

- ری ایکٹیو کٹنگ: اسے شعلہ کٹنگ بھی کہا جاتا ہے، اس تکنیک کو آکسیجن ٹارچ کٹنگ سے مشابہ کیا جا سکتا ہے لیکن اگنیشن سورس کے طور پر لیزر بیم کے ساتھ۔ ہم اسے 1 ملی میٹر سے زیادہ موٹائی میں کاربن اسٹیل کو کاٹنے کے لیے استعمال کرتے ہیں اور یہاں تک کہ بہت موٹی اسٹیل پلیٹوں میں تھوڑی سی لیزر طاقت ہے۔

 

 

 

PULSED LASERS ہمیں مختصر مدت کے لیے توانائی کا ایک اعلیٰ طاقت فراہم کرتا ہے اور کچھ لیزر کاٹنے کے عمل، جیسے چھیدنے، یا جب بہت چھوٹے سوراخ یا بہت کم کاٹنے کی رفتار درکار ہوتی ہے، میں بہت موثر ہیں۔ اگر اس کے بجائے ایک مستقل لیزر بیم استعمال کیا جاتا تو، گرمی مشینی ہونے والے پورے ٹکڑے کو پگھلنے کے مقام تک پہنچ سکتی ہے۔ ہمارے لیزرز میں NC (عددی کنٹرول) پروگرام کنٹرول کے تحت CW (Continuous Wave) کو نبض یا کاٹنے کی صلاحیت ہے۔ ہم استعمال کرتے ہیں DOUBLE PULSE LASERS Emitting نبض کے جوڑوں کی ایک سیریز اور مواد کو ہٹانے کے معیار کو بہتر بنانے کے لیے۔ پہلی نبض سطح سے مواد کو ہٹاتی ہے اور دوسری نبض خارج ہونے والے مواد کو سوراخ یا کٹ کے کنارے تک پڑھنے سے روکتی ہے۔

 

 

 

لیزر کٹنگ اور مشیننگ میں رواداری اور سطح کی تکمیل شاندار ہے۔ ہمارے جدید لیزر کٹر میں 10 مائیکرو میٹر کے پڑوس میں پوزیشننگ کی درستگی اور 5 مائیکرو میٹر کی ریپیٹ ایبلٹی ہے۔ معیاری کھردری Rz شیٹ کی موٹائی کے ساتھ بڑھتی ہے، لیکن لیزر پاور اور کاٹنے کی رفتار کے ساتھ کم ہوتی ہے۔ لیزر کٹنگ اور مشینی عمل قریبی رواداری حاصل کرنے کی صلاحیت رکھتے ہیں، اکثر 0.001 انچ (0.025 ملی میٹر) پارٹ جیومیٹری کے اندر اور ہماری مشینوں کی مکینیکل خصوصیات بہترین رواداری کی صلاحیتوں کو حاصل کرنے کے لیے موزوں ہیں۔ سطح کی تکمیل جو ہم لیزر بیم کٹنگ سے حاصل کر سکتے ہیں وہ 0.003 ملی میٹر سے 0.006 ملی میٹر کے درمیان ہو سکتی ہے۔ عام طور پر ہم آسانی سے 0.025 ملی میٹر قطر کے ساتھ سوراخ حاصل کر لیتے ہیں، اور مختلف مواد میں 0.005 ملی میٹر تک چھوٹے سوراخ اور 50 سے 1 کے سوراخ کی گہرائی سے قطر کا تناسب تیار کیا گیا ہے۔ ہمارے سب سے آسان اور معیاری لیزر کٹر کاربن اسٹیل میٹل کو 0.020–0.5 انچ (0.51–13 ملی میٹر) موٹائی میں کاٹ دیں گے اور معیاری آرینگ سے تیس گنا زیادہ تیز ہو سکتے ہیں۔

 

 

 

لیزر بیم مشین کا استعمال بڑے پیمانے پر دھاتوں، نان میٹلز اور مرکب مواد کی سوراخ کرنے اور کاٹنے کے لیے کیا جاتا ہے۔ مکینیکل کٹنگ پر لیزر کٹنگ کے فوائد میں کام کی آسانی، صفائی ستھرائی اور ورک پیس کی آلودگی کو کم کرنا شامل ہے (چونکہ روایتی ملنگ یا موڑ کی طرح کوئی کٹنگ ایج نہیں ہے جو مواد سے آلودہ ہو سکتا ہے یا مواد کو آلودہ کر سکتا ہے، یعنی بیو بلڈ اپ)۔ مرکب مواد کی کھرچنے والی نوعیت انہیں روایتی طریقوں سے مشین بنانا مشکل بنا سکتی ہے لیکن لیزر مشینی کے ذریعے آسان۔ چونکہ عمل کے دوران لیزر بیم نہیں پہنتی، اس لیے حاصل کی گئی درستگی بہتر ہوسکتی ہے۔ چونکہ لیزر سسٹم میں گرمی سے متاثرہ ایک چھوٹا سا زون ہوتا ہے، اس لیے اس مواد کو جو کاٹا جا رہا ہے اس کے وارپنگ کا امکان بھی کم ہوتا ہے۔ کچھ مواد کے لیے لیزر کٹنگ ہی واحد آپشن ہو سکتا ہے۔ لیزر بیم کاٹنے کے عمل لچکدار ہیں، اور فائبر آپٹک بیم کی ترسیل، سادہ فکسچرنگ، مختصر سیٹ اپ ٹائم، تھری ڈائمینشنل CNC سسٹمز کی دستیابی لیزر کٹنگ اور مشینی کے لیے شیٹ میٹل فیبریکیشن کے دیگر عمل جیسے کہ پنچنگ کے ساتھ کامیابی سے مقابلہ کرنا ممکن بناتی ہے۔ یہ کہا جا رہا ہے، لیزر ٹیکنالوجی کو بعض اوقات مکینیکل فیبریکیشن ٹیکنالوجیز کے ساتھ ملا کر مجموعی کارکردگی کو بہتر بنایا جا سکتا ہے۔

 

 

 

شیٹ میٹلز کی لیزر کٹنگ میں پلازما کی کٹنگ پر زیادہ درست ہونے اور کم توانائی استعمال کرنے کے فوائد ہیں، تاہم، زیادہ تر صنعتی لیزر دھات کی زیادہ موٹائی کو نہیں کاٹ سکتے جو پلازما کر سکتا ہے۔ 6000 واٹ جیسی اعلیٰ طاقتوں پر کام کرنے والے لیزرز موٹے مواد کو کاٹنے کی صلاحیت میں پلازما مشینوں تک پہنچ رہے ہیں۔ تاہم ان 6000 واٹ لیزر کٹر کی سرمایہ کاری پلازما کٹنگ مشینوں سے کہیں زیادہ ہے جو سٹیل پلیٹ جیسے موٹے مواد کو کاٹنے کی صلاحیت رکھتی ہے۔

 

 

 

لیزر کٹنگ اور مشیننگ کے نقصانات بھی ہیں۔ لیزر کاٹنے میں زیادہ بجلی کی کھپت شامل ہے۔ صنعتی لیزر کی افادیت 5٪ سے 15٪ تک ہوسکتی ہے۔ کسی خاص لیزر کی بجلی کی کھپت اور کارکردگی آؤٹ پٹ پاور اور آپریٹنگ پیرامیٹرز کے لحاظ سے مختلف ہوگی۔ یہ لیزر کی قسم پر منحصر ہوگا اور لیزر ہاتھ میں کام سے کتنی اچھی طرح میل کھاتا ہے۔ کسی خاص کام کے لیے درکار لیزر کٹنگ پاور کی مقدار کا انحصار مواد کی قسم، موٹائی، استعمال شدہ عمل (رد عمل/غیر فعال) اور مطلوبہ کاٹنے کی شرح پر ہوتا ہے۔ لیزر کٹنگ اور مشیننگ میں زیادہ سے زیادہ پیداواری شرح بہت سے عوامل سے محدود ہوتی ہے جن میں لیزر پاور، پروسیس کی قسم (چاہے ری ایکٹیو یا غیر فعال ہو)، مادی خصوصیات اور موٹائی شامل ہیں۔

 

 

 

In LASER ABLATION  ہم کسی ٹھوس سطح سے مواد کو لیزر بیم سے شعاع کر کے ہٹاتے ہیں۔ کم لیزر بہاؤ پر، مواد جذب شدہ لیزر توانائی سے گرم ہوتا ہے اور بخارات بن جاتا ہے اعلی لیزر بہاؤ میں، مواد عام طور پر پلازما میں تبدیل ہوتا ہے. ہائی پاور لیزر ایک پلس سے ایک بڑی جگہ کو صاف کرتے ہیں۔ لوئر پاور لیزرز بہت سی چھوٹی دالیں استعمال کرتے ہیں جنہیں پورے علاقے میں سکین کیا جا سکتا ہے۔ لیزر ایبلیشن میں اگر لیزر کی شدت کافی زیادہ ہو تو ہم پلسڈ لیزر یا مسلسل لہر لیزر بیم کے ساتھ مواد کو ہٹاتے ہیں۔ پلسڈ لیزر انتہائی سخت مواد کے ذریعے انتہائی چھوٹے، گہرے سوراخ کر سکتے ہیں۔ بہت مختصر لیزر دالیں مواد کو اتنی تیزی سے ہٹا دیتی ہیں کہ ارد گرد کا مواد بہت کم گرمی جذب کرتا ہے، اس لیے لیزر ڈرلنگ نازک یا گرمی سے حساس مواد پر کی جا سکتی ہے۔ لیزر توانائی کو کوٹنگز کے ذریعے منتخب طور پر جذب کیا جا سکتا ہے، اس لیے CO2 اور Nd:YAG پلسڈ لیزرز کو سطحوں کو صاف کرنے، پینٹ اور کوٹنگ کو ہٹانے، یا زیریں سطح کو نقصان پہنچائے بغیر پینٹنگ کے لیے سطحوں کو تیار کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔

 

 

 

We use LASER ENGRAVING and LASER MARKING to engrave or mark an object. یہ دو تکنیکیں درحقیقت سب سے زیادہ استعمال ہونے والی ایپلی کیشنز ہیں۔ کوئی سیاہی استعمال نہیں کی جاتی ہے، اور نہ ہی اس میں ٹول بٹس شامل ہیں جو کندہ شدہ سطح سے رابطہ کرتے ہیں اور ختم ہوجاتے ہیں جو روایتی مکینیکل کندہ کاری اور مارکنگ طریقوں کے ساتھ ہوتا ہے۔ لیزر کندہ کاری اور مارکنگ کے لیے خاص طور پر تیار کیے گئے مواد میں لیزر حساس پولیمر اور خصوصی نئے دھاتی مرکب شامل ہیں۔ اگرچہ لیزر مارکنگ اور کندہ کاری کا سامان متبادل کے مقابلے میں نسبتاً زیادہ مہنگا ہے جیسے کہ پنچ، پن، اسٹائل، ایچنگ سٹیمپ وغیرہ، لیکن یہ اپنی درستگی، تولیدی صلاحیت، لچک، آٹومیشن میں آسانی اور آن لائن ایپلی کیشن کی وجہ سے زیادہ مقبول ہو گئے ہیں۔ مینوفیکچرنگ ماحول کی ایک وسیع اقسام میں.

 

 

 

آخر میں، ہم کئی دیگر مینوفیکچرنگ آپریشنز کے لیے لیزر بیم استعمال کرتے ہیں:

 

- لیزر ویلڈنگ

 

- LASER ہیٹ ٹریٹنگ: دھاتوں اور سیرامکس کی سطح کی مکینیکل اور ٹرائبلوجیکل خصوصیات کو تبدیل کرنے کے لیے چھوٹے پیمانے پر ہیٹ ٹریٹنگ۔

 

- LASER سطح کا علاج / ترمیم: لیزر کا استعمال سطحوں کو صاف کرنے، فنکشنل گروپس متعارف کرانے، سطحوں کو کوٹنگ جمع کرنے یا شامل ہونے کے عمل سے پہلے چپکنے والی کو بہتر بنانے کی کوشش میں تبدیل کرنے کے لیے کیا جاتا ہے۔