सटीक लेजर सफाई मशीनें: औद्योगिक सफाई में व्यवधान पैदा करने वाली मशीनें

उच्च-स्तरीय विनिर्माण और ऊर्जा संरक्षण तथा उत्सर्जन में कमी के लिए उन्नत प्रक्रियाओं की आवश्यकता बढ़ती जा रही है। औद्योगिक सतह उपचार के संदर्भ में, प्रौद्योगिकी और प्रक्रियाओं के व्यापक उन्नयन की तत्काल आवश्यकता है। पारंपरिक औद्योगिक सफाई प्रक्रियाएं, जैसे कि यांत्रिक घर्षण सफाई, रासायनिक संक्षारण सफाई, मजबूत प्रभाव सफाई, उच्च आवृत्ति अल्ट्रासोनिक सफाई, न केवल लंबे सफाई चक्र हैं, बल्कि स्वचालित करना मुश्किल है, पर्यावरण पर हानिकारक प्रभाव पड़ता है, और वांछित सफाई प्रभाव प्राप्त करने में विफल रहता है। यह ठीक प्रसंस्करण की जरूरतों को अच्छी तरह से पूरा नहीं कर सकता है।

हालांकि, पर्यावरण संरक्षण, उच्च दक्षता और उच्च परिशुद्धता के बीच तेजी से प्रमुख विरोधाभासों के साथ, पारंपरिक औद्योगिक सफाई के तरीकों को बहुत चुनौती दी गई है। इसी समय, विभिन्न सफाई प्रौद्योगिकियां जो पर्यावरण संरक्षण के लिए अनुकूल हैं और अल्ट्रा-फिनिशिंग के क्षेत्र में भागों के लिए उपयुक्त हैं, उभरी हैं और लेजर सफाई तकनीक उनमें से एक है।

लेजर सफाई अवधारणा

लेजर सफाई एक ऐसी तकनीक है जो किसी सामग्री की सतह पर कार्य करने के लिए एक केंद्रित लेजर का उपयोग करती है ताकि सतह पर मौजूद दूषित पदार्थों को तेजी से वाष्पीकृत या छील दिया जा सके, ताकि सामग्री की सतह को साफ किया जा सके। विभिन्न पारंपरिक भौतिक या रासायनिक सफाई विधियों की तुलना में, लेजर सफाई में कोई संपर्क नहीं, कोई उपभोग्य वस्तु नहीं, कोई प्रदूषण नहीं, उच्च परिशुद्धता, कोई क्षति या छोटी क्षति नहीं होने की विशेषताएं हैं, और यह औद्योगिक सफाई प्रौद्योगिकी की नई पीढ़ी के लिए एक आदर्श विकल्प है।

लेजर सफाई मशीन कार्य सिद्धांत

का सिद्धांत लेजर सफाई मशीन अधिक जटिल है, और इसमें भौतिक और रासायनिक दोनों प्रक्रियाएँ शामिल हो सकती हैं। कई मामलों में, भौतिक प्रक्रियाएँ मुख्य प्रक्रिया होती हैं, जिसके साथ कुछ रासायनिक प्रतिक्रियाएँ भी होती हैं। मुख्य प्रक्रियाओं को 3 श्रेणियों में वर्गीकृत किया जा सकता है, जिसमें गैसीकरण प्रक्रिया, शॉक प्रक्रिया और दोलन प्रक्रिया शामिल हैं।

गैसीकरण प्रक्रिया

जब उच्च ऊर्जा वाले लेजर को सामग्री की सतह पर विकिरणित किया जाता है, तो सतह लेजर ऊर्जा को अवशोषित करती है और इसे आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तित करती है, जिससे सतह का तापमान तेजी से बढ़ता है और सामग्री के वाष्पीकरण तापमान से ऊपर पहुंच जाता है, जिससे प्रदूषक भाप के रूप में सामग्री की सतह से अलग हो जाते हैं। चयनात्मक वाष्पीकरण आमतौर पर तब होता है जब सतह के प्रदूषकों द्वारा लेजर प्रकाश की अवशोषण दर सब्सट्रेट की तुलना में काफी अधिक होती है। एक विशिष्ट अनुप्रयोग मामला पत्थर की सतहों पर गंदगी की सफाई है। जैसा कि नीचे दिए गए आंकड़े में दिखाया गया है, पत्थर की सतह पर प्रदूषकों में लेजर का एक मजबूत अवशोषण होता है और जल्दी से वाष्पीकृत हो जाते हैं। जब प्रदूषकों को हटा दिया जाता है और लेजर को पत्थर की सतह पर विकिरणित किया जाता है, तो अवशोषण कमजोर होता है, अधिक लेजर ऊर्जा पत्थर की सतह से बिखर जाती है

एक विशिष्ट रासायनिक-आधारित प्रक्रिया तब होती है जब पराबैंगनी बैंड में एक लेजर का उपयोग कार्बनिक संदूषकों को साफ करने के लिए किया जाता है, जिसे लेजर एब्लेशन कहा जाता है। पराबैंगनी लेजर में कम तरंग दैर्ध्य और उच्च फोटॉन ऊर्जा होती है। उदाहरण के लिए, KrF एक्साइमर लेजर की तरंग दैर्ध्य 248 एनएम और फोटॉन ऊर्जा 5 eV जितनी अधिक होती है, जो कि 40 गुना अधिक है। CO2 लेजर फोटॉन ऊर्जा (0.12 eV)। इतनी अधिक फोटॉन ऊर्जा कार्बनिक पदार्थों के आणविक बंधनों को नष्ट करने के लिए पर्याप्त है, जिससे कार्बनिक प्रदूषकों में CC, CH, CO, आदि लेजर की फोटॉन ऊर्जा को अवशोषित करने के बाद टूट जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप पायरोलिसिस गैसीकरण होता है और सतह से हटा दिया जाता है।

शॉक प्रक्रिया

शॉक प्रक्रिया प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला है जो लेजर और सामग्री के बीच बातचीत के दौरान होती है, और फिर सामग्री की सतह पर एक शॉक वेव बनती है। शॉक वेव की क्रिया के तहत, सतह के प्रदूषक टूट जाते हैं और सतह से छिलकर धूल या मलबा बन जाते हैं। कई तंत्र हैं जो शॉक वेव का कारण बनते हैं, जिसमें प्लाज्मा, भाप और तेज़ तापीय विस्तार और संकुचन शामिल हैं। एक उदाहरण के रूप में प्लाज्मा शॉक वेव का उपयोग करके, यह संक्षेप में समझना संभव है कि लेजर सफाई में शॉक प्रक्रिया सतह के प्रदूषकों को कैसे हटाती है। अल्ट्रा-शॉर्ट पल्स चौड़ाई (ns) और अल्ट्रा-हाई पीक पावर (107-1010 W/cm2) लेजर के अनुप्रयोग के साथ, सतह का तापमान तब भी तेजी से बढ़ेगा, भले ही सतह लेजर को हल्के से अवशोषित करे, तुरंत वाष्पीकरण तापमान तक पहुँच जाए। ऊपर, सामग्री की सतह के ऊपर वाष्प का निर्माण हुआ, जैसा कि निम्नलिखित चित्र में (a) में दिखाया गया है। वाष्प का तापमान 104 - 105 K तक पहुँच सकता है, जो प्लाज्मा बनाने के लिए वाष्प को या आसपास की हवा को आयनित कर सकता है। प्लाज्मा लेजर को सामग्री की सतह तक पहुँचने से रोक देगा, और सामग्री की सतह का वाष्पीकरण रुक सकता है, लेकिन प्लाज्मा लेजर ऊर्जा को अवशोषित करना जारी रखेगा, और तापमान बढ़ना जारी रहेगा, जिससे अल्ट्रा-उच्च तापमान और उच्च दबाव की एक स्थानीय स्थिति बनेगी, जो सामग्री की सतह पर तात्कालिक 1-100 kbar का उत्पादन करती है। प्रभाव धीरे-धीरे सामग्री के अंदर स्थानांतरित हो जाता है, जैसा कि नीचे चित्र (बी) और (सी) में दिखाया गया है। शॉक वेव की क्रिया के तहत, सतह के प्रदूषक छोटे धूल, कणों या टुकड़ों में टूट जाते हैं। जब लेजर को विकिरण स्थिति से दूर ले जाया जाता है, तो प्लाज्मा गायब हो जाता है और स्थानीय रूप से एक नकारात्मक दबाव उत्पन्न होता है, और दूषित पदार्थों के कण या मलबे सतह से हटा दिए जाते हैं, जैसा कि नीचे चित्र (डी) में दिखाया गया है।

दोलन प्रक्रिया

लघु स्पंदों की क्रिया के तहत, सामग्री की हीटिंग और कूलिंग प्रक्रिया बहुत तेज़ होती है। क्योंकि विभिन्न सामग्रियों में अलग-अलग थर्मल विस्तार गुणांक होते हैं, लघु-पल्स लेजर के विकिरण के तहत, सतह के संदूषक और सब्सट्रेट विभिन्न डिग्री के उच्च आवृत्ति थर्मल विस्तार और संकुचन से गुजरेंगे, जिसके परिणामस्वरूप दोलन होगा, जिससे संदूषक सामग्री की सतह से छील जाएंगे। इस छूटने की प्रक्रिया के दौरान, सामग्री का वाष्पीकरण नहीं हो सकता है, और प्लाज्मा उत्पन्न नहीं हो सकता है। इसके बजाय, दोलन की क्रिया के तहत संदूषक और सब्सट्रेट के इंटरफेस पर गठित कतरनी बल संदूषक और सब्सट्रेट के बीच के बंधन को नष्ट कर देता है। अध्ययनों से पता चला है कि जब लेजर का घटना कोण थोड़ा बढ़ा दिया जाता है, तो लेजर और कण संदूषण और सब्सट्रेट इंटरफेस के बीच संपर्क बढ़ाया जा सकता है, लेजर सफाई की सीमा को कम किया जा सकता है, दोलन प्रभाव अधिक स्पष्ट होता है, और सफाई दक्षता अधिक होती है। हालांकि, घटना कोण बहुत बड़ा नहीं होना चाहिए। बहुत बड़ा आपतन कोण सामग्री की सतह पर कार्यरत ऊर्जा घनत्व को कम कर देगा और लेजर की सफाई क्षमता को कमजोर कर देगा।

लेजर क्लीनर के उद्योग अनुप्रयोग

ढालना उद्योग

लेजर क्लीनर मोल्ड की गैर-संपर्क सफाई का एहसास कर सकता है, जो मोल्ड की सतह के लिए बहुत सुरक्षित है, इसकी सटीकता सुनिश्चित कर सकता है, और उप-माइक्रोन गंदगी कणों को साफ कर सकता है जिन्हें पारंपरिक सफाई विधियों द्वारा हटाया नहीं जा सकता है, ताकि वास्तव में प्रदूषण मुक्त, कुशल और उच्च गुणवत्ता वाली सफाई प्राप्त हो सके।

सटीक उपकरण उद्योग

सटीक मशीनरी उद्योग को अक्सर भागों से स्नेहन और संक्षारण प्रतिरोध के लिए उपयोग किए जाने वाले एस्टर और खनिज तेलों को हटाने की आवश्यकता होती है, आमतौर पर रासायनिक रूप से, और रासायनिक सफाई अक्सर अवशेषों को छोड़ देती है। लेजर डीस्टरीफिकेशन भागों की सतह को नुकसान पहुँचाए बिना एस्टर और खनिज तेलों को पूरी तरह से हटा सकता है। लेजर भाग की सतह पर पतली ऑक्साइड परत के विस्फोटक गैसीकरण को बढ़ावा देता है जिससे एक शॉक वेव बनती है, जिसके परिणामस्वरूप यांत्रिक संपर्क के बजाय दूषित पदार्थों को हटा दिया जाता है।

रेल उद्योग

वर्तमान में, रेल की सभी प्री-वेल्डिंग सफाई पीसने वाले पहिये और घर्षण बेल्ट पीसने वाले प्रकार की सफाई को अपनाती है, जो सब्सट्रेट और गंभीर अवशिष्ट तनाव को गंभीर नुकसान पहुंचाती है, और हर साल बहुत सारे पीसने वाले पहिये के उपभोग्य सामग्रियों का उपभोग करती है, जो महंगा है और पर्यावरण के लिए गंभीर धूल प्रदूषण का कारण बनता है। लेजर सफाई मेरे देश के हाई-स्पीड रेलवे ट्रैक बिछाने के उत्पादन के लिए उच्च गुणवत्ता और कुशल ग्रीन क्लीनिंग तकनीक प्रदान कर सकती है, उपरोक्त समस्याओं को हल कर सकती है, सीमलेस रेल छेद और ग्रे स्पॉट जैसे वेल्डिंग दोषों को खत्म कर सकती है और मेरे देश के हाई-स्पीड रेलवे ऑपरेशन की स्थिरता और सुरक्षा में सुधार कर सकती है।

उड्डयन उद्योग

विमान की सतह को एक निश्चित अवधि के बाद फिर से रंगने की आवश्यकता होती है, लेकिन पेंटिंग से पहले मूल पुराने पेंट को पूरी तरह से हटाने की आवश्यकता होती है। रासायनिक भिगोना/पोंछना विमानन क्षेत्र में मुख्य पेंट स्ट्रिपिंग विधि है। इस विधि के परिणामस्वरूप बड़ी मात्रा में रासायनिक सहायक अपशिष्ट उत्पन्न होता है, और स्थानीय रखरखाव और पेंट स्ट्रिपिंग को प्राप्त करना असंभव है। यह प्रक्रिया भारी कार्यभार वाली और स्वास्थ्य के लिए हानिकारक है। लेजर सफाई विमान की त्वचा की सतहों पर पेंट को उच्च गुणवत्ता वाले हटाने में सक्षम बनाती है और उत्पादन के लिए आसानी से स्वचालित होती है। वर्तमान में, लेजर सफाई तकनीक को कुछ उच्च-अंत मॉडल के रखरखाव के लिए लागू किया गया है।

जहाज उद्योग

वर्तमान में, जहाजों की प्री-प्रोडक्शन सफाई मुख्य रूप से रेत विस्फोट विधि को अपनाती है। रेत विस्फोट विधि ने आसपास के वातावरण में गंभीर धूल प्रदूषण का कारण बना है और इसे धीरे-धीरे प्रतिबंधित कर दिया गया है, जिसके परिणामस्वरूप जहाज निर्माताओं द्वारा उत्पादन में कमी या यहां तक ​​कि निलंबन भी किया गया है। लेजर सफाई तकनीक जहाज की सतहों पर जंग-रोधी छिड़काव के लिए एक हरित और प्रदूषण मुक्त सफाई समाधान प्रदान करेगी।

हथियार

लेजर सफाई तकनीक का इस्तेमाल हथियार रखरखाव में व्यापक रूप से किया गया है। लेजर सफाई प्रणाली जंग हटा दें और संदूषक कुशलतापूर्वक और जल्दी से, और सफाई के स्वचालन को साकार करने के लिए सफाई भाग का चयन कर सकते हैं। लेजर सफाई का उपयोग करते हुए, न केवल सफाई रासायनिक सफाई प्रक्रिया से अधिक है, बल्कि वस्तु की सतह को लगभग कोई नुकसान नहीं है। विभिन्न मापदंडों को सेट करके, लेजर सफाई मशीन सतह की ताकत और संक्षारण प्रतिरोध में सुधार करने के लिए धातु की वस्तुओं की सतह पर एक घने ऑक्साइड सुरक्षात्मक फिल्म या धातु पिघलने वाली परत भी बना सकती है। लेजर द्वारा हटाए गए कचरे से मूल रूप से पर्यावरण प्रदूषित नहीं होता है, और इसे लंबी दूरी पर भी संचालित किया जा सकता है, जो प्रभावी रूप से ऑपरेटर के स्वास्थ्य को होने वाले नुकसान को कम करता है।

भवन निर्माण

अधिक से अधिक गगनचुंबी इमारतें बनाई जा रही हैं, और बाहरी दीवारों की सफाई की समस्या तेजी से प्रमुख हो गई है। लेजर सफाई प्रणाली ऑप्टिकल फाइबर के माध्यम से इमारतों की बाहरी दीवारों को अच्छी तरह से साफ करती है। 70 मीटर की अधिकतम लंबाई वाला घोल विभिन्न पत्थरों, धातुओं और कांच पर विभिन्न प्रदूषकों को प्रभावी ढंग से साफ कर सकता है, और इसकी दक्षता पारंपरिक सफाई की तुलना में बहुत अधिक है। यह इमारतों में विभिन्न पत्थरों से काले धब्बे और दाग भी हटा सकता है। इमारतों और पत्थर के स्मारकों पर लेजर सफाई प्रणाली के सफाई परीक्षण से पता चलता है कि प्राचीन इमारतों की उपस्थिति की रक्षा करने पर लेजर सफाई का अच्छा प्रभाव पड़ता है।

इलैक्ट्रॉनिक्स उद्योग

इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग ऑक्साइड को हटाने के लिए लेजर का उपयोग करता है: इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग को उच्च परिशुद्धता परिशोधन की आवश्यकता होती है, और लेजर डीऑक्सीडेशन विशेष रूप से उपयुक्त है। इष्टतम विद्युत संपर्क सुनिश्चित करने के लिए बोर्ड को सोल्डर करने से पहले घटक पिन को अच्छी तरह से डीऑक्सीडाइज़ किया जाना चाहिए और परिशोधन प्रक्रिया के दौरान पिन को क्षतिग्रस्त नहीं किया जाना चाहिए। लेजर सफाई उपयोग की आवश्यकताओं को पूरा कर सकती है, और दक्षता बहुत अधिक है, और प्रत्येक सुई के लिए केवल एक लेजर विकिरण की आवश्यकता होती है।

परमाणु ऊर्जा संयंत्र

लेजर क्लीनिंग सिस्टम का उपयोग परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में रिएक्टर पाइपों की सफाई में भी किया जाता है। यह एक ऑप्टिकल फाइबर का उपयोग करके रिएक्टर में एक उच्च शक्ति वाली लेजर बीम को सीधे रेडियोधर्मी धूल को हटाने के लिए पेश करता है, और साफ की गई सामग्री को साफ करना आसान होता है। और क्योंकि यह दूर से संचालित होता है, इसलिए कर्मचारियों की सुरक्षा की गारंटी दी जा सकती है।

सारांश

आज का उन्नत विनिर्माण उद्योग अंतर्राष्ट्रीय प्रतिस्पर्धा की सर्वोच्च ऊंचाई बन गया है। लेजर विनिर्माण में एक उन्नत प्रणाली के रूप में, लेजर सफाई मशीन में औद्योगिक विकास में अनुप्रयोग मूल्य के लिए बहुत संभावनाएं हैं। लेजर सफाई तकनीक का जोरदार विकास आर्थिक और सामाजिक विकास के लिए बहुत महत्वपूर्ण रणनीतिक महत्व रखता है।