शुरुआती लोगों के लिए लेजर कटिंग की मूल बातें जानने के लिए एक गाइड

परिभाषा

लेजर द्वारा काटना यह एक थर्मल कटिंग विधि है जो काटे जाने वाले पदार्थ को विकिरणित करने के लिए एक केंद्रित उच्च-शक्ति घनत्व लेजर बीम का उपयोग करती है, जिससे पदार्थ जल्दी से गर्म हो जाता है और प्रज्वलन बिंदु तक पहुंच जाता है, और फिर पिघल जाता है, अलग हो जाता है, वाष्पित हो जाता है और छेद बनाने के लिए वाष्पित हो जाता है। जैसे-जैसे बीम पदार्थ पर चलती है, छेद संकरी दरारों में बढ़ते हैं, और साथ ही, पिघली हुई सामग्री को उच्च दबाव वाली कार्यशील गैस द्वारा उड़ा दिया जाता है ताकि एक चिकनी और साफ कट पूरा हो सके।

सिद्धांत

लेजर पदार्थ उत्तेजना का उपयोग करके किरण उत्पन्न करता है। इस किरण का तापमान बहुत अधिक होता है। सामग्री से संपर्क करने पर, यह सामग्री की सतह पर जल्दी से पिघल सकता है और एक छेद बना सकता है। पंजीकरण बिंदु की गति के अनुसार, कटिंग का निर्माण होता है। पारंपरिक कटिंग विधि की तुलना में, कटिंग विधि में एक छोटा अंतर होता है और अधिकांश सामग्री को बचाया जा सकता है। हालांकि, विश्लेषण को कटिंग प्रभाव के अनुसार परिभाषित किया जाता है। लेजर के अनुसार काटी गई सामग्री में संतोषजनक कटिंग प्रभाव और उच्च सटीकता होती है। यह विरासत में मिला है लेजर के फायदों के अलावा, यह साधारण कटिंग विधियों से भी बेजोड़ है।

प्रकार

लेजर कटिंग 4 श्रेणियों में आती है: वाष्पीकरण कटिंग, पिघलने कटिंग, ऑक्सीजन कटिंग, स्क्राइबिंग और नियंत्रित फ्रैक्चर।

1. लेजर वाष्पीकरण काटना

वर्कपीस को गर्म करने के लिए उच्च-ऊर्जा घनत्व वाले लेजर बीम का उपयोग करने से तापमान तेजी से बढ़ता है, बहुत कम समय में सामग्री के क्वथनांक तक पहुँच जाता है, और सामग्री भाप बनने के लिए वाष्पीकृत होने लगती है। इन वाष्पों की निष्कासन गति बहुत बड़ी है, और साथ ही जैसे ही वाष्पों को बाहर निकाला जाता है, सामग्री में एक कट बन जाता है। सामग्रियों के वाष्पीकरण की ऊष्मा आम तौर पर बहुत बड़ी होती है, इसलिए लेजर वाष्पीकरण और काटने के लिए बहुत अधिक शक्ति और शक्ति घनत्व की आवश्यकता होती है।

वाष्पीकरण कटिंग का उपयोग ज्यादातर अत्यंत पतली धातु सामग्री और गैर-धातु सामग्री (जैसे कागज, कपड़ा, लकड़ी, प्लास्टिक और रबर आदि) के लिए किया जाता है।

2. लेजर पिघलने काटने

पिघलने वाली कटिंग में, धातु सामग्री को लेजर हीटिंग द्वारा पिघलाया जाता है, और फिर गैर-ऑक्सीकरण गैस (Ar, He, N, आदि) को बीम के साथ नोजल के माध्यम से छिड़का जाता है, और तरल धातु को गैस के मजबूत दबाव से डिस्चार्ज किया जाता है ताकि कट बन सके। लेजर पिघलने वाली कटिंग में धातु को पूरी तरह से वाष्पीकृत करने की आवश्यकता नहीं होती है, और आवश्यक ऊर्जा वाष्पीकरण कटिंग का केवल 1/10 हिस्सा होती है।

मेल्टिंग कटिंग का उपयोग ज्यादातर उन सामग्रियों के लिए किया जाता है जो आसानी से ऑक्सीकृत नहीं होती हैं या सक्रिय धातुएं होती हैं, जैसे स्टेनलेस स्टील, टाइटेनियम, एल्यूमीनियम और उनकी मिश्र धातुएं।

3. लेजर ऑक्सीजन कटिंग

लेजर ऑक्सीजन कटिंग का सिद्धांत ऑक्सीएसिटिलीन कटिंग के समान है। इसमें प्रीहीटिंग हीट सोर्स के रूप में लेजर बीम और कटिंग गैस के रूप में ऑक्सीजन जैसी सक्रिय गैस का उपयोग किया जाता है। एक ओर, उड़ाई गई गैस कटिंग धातु के साथ संपर्क करके ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया का कारण बनती है और ऑक्सीकरण की बड़ी मात्रा में गर्मी उत्सर्जित करती है; दूसरी ओर, पिघले हुए ऑक्साइड और पिघले हुए पदार्थ को प्रतिक्रिया क्षेत्र से बाहर उड़ा दिया जाता है जिससे धातु में कट बन जाता है। क्योंकि कटिंग प्रक्रिया में ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया बहुत अधिक गर्मी उत्पन्न करती है, लेजर ऑक्सीजन कटिंग के लिए आवश्यक ऊर्जा केवल 1/2 पिघलने वाली कटिंग की, और कटिंग की गति वाष्पीकरण कटिंग और पिघलने वाली कटिंग की तुलना में बहुत तेज है। लेजर ऑक्सीजन कटिंग का उपयोग ज्यादातर आसानी से ऑक्सीकृत होने वाली धातु सामग्री जैसे कार्बन स्टील, टाइटेनियम स्टील और हीट-ट्रीटेड स्टील के लिए किया जाता है।

4. लेजर स्क्राइबिंग और नियंत्रित फ्रैक्चर

लेजर स्क्राइबिंग में भंगुर पदार्थ की सतह को स्कैन करने के लिए उच्च-ऊर्जा घनत्व वाले लेजर का उपयोग किया जाता है, ताकि सामग्री को एक छोटे खांचे में वाष्पित करने के लिए गर्म किया जाए, और फिर एक निश्चित दबाव लागू किया जाए, भंगुर पदार्थ छोटे खांचे के साथ दरार करेगा। स्क्राइबिंग के लिए लेजर आम तौर पर क्यू-स्विच्ड होते हैं और CO2 पराबैंगनीकिरण।

फ्रैक्चर नियंत्रण, लेजर ग्रूविंग द्वारा उत्पन्न तीव्र तापमान वितरण का उपयोग है, जो भंगुर सामग्री में स्थानीय तापीय तनाव उत्पन्न करता है और सामग्री को छोटे खांचे के साथ तोड़ देता है।

विशेषताएं

अन्य थर्मल कटिंग विधियों की तुलना में, लेजर कटिंग में तेज़ कटिंग गति और उच्च गुणवत्ता की विशेषताएँ हैं। विशेष रूप से निम्नलिखित पहलुओं के रूप में संक्षेपित किया गया है।

1. अच्छी काटने की गुणवत्ता

छोटे कटिंग स्पॉट, उच्च ऊर्जा घनत्व और तेज कटिंग गति के कारण, यह उच्च कटिंग गुणवत्ता प्राप्त कर सकता है।

क. काटने का चीरा संकीर्ण है, भट्ठा के दोनों किनारे सतह के समानांतर और लंबवत हैं, और कटे हुए हिस्सों की आयामी सटीकता ± तक पहुंच सकती है0.05mm.

ख. काटने की सतह चिकनी और साफ है, सतह खुरदरापन केवल दसियों माइक्रोन है, यांत्रिक प्रसंस्करण के बिना, और भागों का सीधे उपयोग किया जा सकता है।

सी. सामग्री लेजर कट होने के बाद, गर्मी प्रभावित क्षेत्र की चौड़ाई बहुत छोटी होती है, स्लिट के पास सामग्री का प्रदर्शन लगभग प्रभावित नहीं होता है, और वर्कपीस विरूपण छोटा होता है, काटने की सटीकता अधिक होती है, स्लिट की ज्यामिति अच्छी होती है, और स्लिट का क्रॉस-अनुभागीय आकार अधिक नियमित आयताकार होता है।

2. उच्च काटने की दक्षता

ट्रांसमिशन की विशेषताओं के कारण, लेजर कटर आम तौर पर कई सीएनसी वर्कटेबल्स से लैस होता है, और पूरी कटिंग प्रक्रिया पूरी तरह से सीएनसी नियंत्रित हो सकती है। ऑपरेशन के दौरान, केवल संख्यात्मक नियंत्रण कार्यक्रम को बदलने की आवश्यकता होती है, इसे विभिन्न आकृतियों के भागों की कटिंग पर लागू किया जा सकता है, दोनों 2-आयामी कटिंग और 3-आयामी कटिंग।

3. तेज काटने की गति

1 शक्ति वाले लेज़र का उपयोग करना200W एक काटने के लिए 2mm मोटी कम कार्बन स्टील प्लेट, काटने की गति 600 सेमी / मिनट तक पहुंच सकती है; काटने 5mm मोटी पॉलीप्रोपाइलीन राल बोर्ड, काटने की गति 1200 सेमी / मिनट तक पहुंच सकती है। सामग्री को काटने के दौरान क्लैंप और फिक्स करने की आवश्यकता नहीं होती है, जो न केवल टूलींग जुड़नार को बचा सकता है, बल्कि लोडिंग और अनलोडिंग के लिए सहायक समय भी बचा सकता है।

4. गैर-संपर्क काटना

कटिंग टॉर्च का वर्कपीस के साथ कोई संपर्क नहीं होता है, और कोई टूल वियर नहीं होता है। विभिन्न आकृतियों के भागों को संसाधित करने के लिए, "टूल" को बदलने की कोई आवश्यकता नहीं है, बस लेजर के आउटपुट मापदंडों को बदलें। काटने की प्रक्रिया में कम शोर, छोटा कंपन और कोई प्रदूषण नहीं होता है।

5. काटने की सामग्री कई प्रकार की होती है

ऑक्सीएसिटिलीन कटिंग और प्लाज़्मा कटिंग की तुलना में, लेजर कटिंग योग्य सामग्री के कई प्रकार हैं, जिनमें धातु, गैर-धातु, धातु-आधारित और गैर-धातु-आधारित मिश्रित सामग्री, चमड़ा, लकड़ी और फाइबर शामिल हैं। लेकिन विभिन्न सामग्रियों के लिए, उनके अलग-अलग थर्मो-भौतिक गुणों और लेजर के लिए अलग-अलग अवशोषण दरों के कारण, वे लेजर कटिंग के लिए अलग-अलग अनुकूलनशीलता दिखाते हैं।

अनुप्रयोगों

अधिकांश लेजर कटर सीएनसी प्रोग्राम द्वारा नियंत्रित होते हैं या कटिंग रोबोट में बनाए जाते हैं। एक सटीक प्रसंस्करण विधि के रूप में, लेजर लगभग सभी सामग्रियों को काट सकता है, जिसमें पतली धातु की प्लेटों की 2-आयामी कटिंग या 3-आयामी कटिंग शामिल है।

ऑटोमोबाइल विनिर्माण के क्षेत्र में, कार की ऊपरी खिड़कियों जैसे स्पेस कर्व्स की कटिंग तकनीक का व्यापक रूप से उपयोग किया गया है। जर्मन वोक्सवैगन कंपनी एक लेजर का उपयोग करती है जिसकी शक्ति 10 ... 500W जटिल आकार की बॉडी शीट और विभिन्न घुमावदार भागों को काटने के लिए। एयरोस्पेस क्षेत्र में, लेजर तकनीक का उपयोग विशेष विमानन सामग्री, जैसे टाइटेनियम मिश्र धातु, एल्यूमीनियम मिश्र धातु, निकल मिश्र धातु, क्रोमियम मिश्र धातु, स्टेनलेस स्टील, बेरिलियम ऑक्साइड, मिश्रित सामग्री, प्लास्टिक, सिरेमिक और क्वार्ट्ज को काटने के लिए किया जाता है। लेजर द्वारा काटे गए एयरोस्पेस भागों में इंजन फ्लेम ट्यूब, टाइटेनियम मिश्र धातु पतली दीवार वाली आवरण, विमान फ्रेम, टाइटेनियम मिश्र धातु त्वचा, विंग ट्रस, टेल विंग पैनल, हेलीकॉप्टर मुख्य रोटर, स्पेस शटल सिरेमिक हीट इंसुलेशन टाइल आदि शामिल हैं।

लेजर कटिंग तकनीक का उपयोग गैर-धातु सामग्री के क्षेत्र में भी किया जाता है। यह न केवल उच्च कठोरता और भंगुरता वाली सामग्रियों को काट सकता है, जैसे कि सिलिकॉन नाइट्राइड, सिरेमिक, क्वार्ट्ज, आदि; बल्कि कपड़े, कागज, प्लास्टिक प्लेट, रबर आदि जैसी लचीली सामग्रियों को भी काट और संसाधित कर सकता है, जैसे कि लेजर से कपड़े काटना, कपड़ों को 10% ~ 12% बचा सकता है, दक्षता में 3 गुना से अधिक सुधार कर सकता है।

रुझान

1. लेजर कटर मशीन युगांतरकारी उत्पाद क्रांति को जारी रखेगी।

लेजर स्रोत कटर का मुख्य घटक है, और यह एक महत्वपूर्ण संकेतक भी है जो लेजर कटर के प्रकार और काटने की क्षमता को निर्धारित करता है। कहने की जरूरत नहीं है कि लेजर कटर में भविष्य में बदलाव लेजर स्रोतों में भी होंगे। जैसा कि ऊपर बताया गया है, लेजर कटर के प्रतिस्थापन CO2 लेजर काटने की मशीन फाइबर लेजर कटर द्वारा लेजर कटर का जन्म 40 वर्षों में सबसे महत्वपूर्ण तकनीकी क्रांति है, जिसने इस क्षेत्र में निर्माताओं और नए और पुराने उपयोगकर्ताओं के लिए युगांतरकारी आर्थिक लाभ लाया है। तो, भविष्य में, क्या कोई नया प्रकाश स्रोत होगा जो फाइबर लेजर से सस्ता हो, बेहतर प्रदर्शन हो, अधिक उत्कृष्ट बीम मोड हो, उच्च इलेक्ट्रो-ऑप्टिक रूपांतरण दर हो या कुल लागत कम हो? उत्तर निश्चित रूप से हाँ है। फिर पूछें, किस तरह का लेजर? बेशक, अब सटीक उत्तर देना असंभव है। विज्ञान और प्रौद्योगिकी कभी-कभी लड़खड़ाती है, कभी-कभी एक दिन में हजारों मील।

2. हाई-पावर फाइबर लेजर लेजर कटिंग बाजार में मुख्य शक्ति बन जाएगा।

आजकल, विभिन्न पावर रेंज की ऑप्टिकल फाइबर कटिंग मशीनों ने बहुत विकास किया है। हालाँकि, भविष्य में लेजर कटर मशीनों की मुख्यधारा की शक्ति कहाँ है? हालाँकि प्रत्येक पावर रेंज की मशीनों का अपना उपयोग होता है, लेकिन लेज़रों का परिवार जिसने उच्च-शक्ति वाले फाइबर लेज़रों से शुरुआत की और वैश्विक लेजर प्रौद्योगिकी क्रांति को गति दी, उच्च शक्ति, उच्च परिशुद्धता और अधिक काटने की क्षमता को फाइबर लेजर कटर के महत्वपूर्ण विकास दिशाओं में से एक माना जाता है। STYLECNC हाल ही में लॉन्च किया गया 15KW अति उच्च गति फाइबर लेजर काटने की मशीन, जिसने काटने की गति और मोटाई में अभूतपूर्व सफलता हासिल की है, जिसने उद्योग का ध्यान आकर्षित किया है। क्या इसमें लेजर कटर के भविष्य के विकास की प्रवृत्ति शामिल है? यह उद्योग के विशेषज्ञों, विद्वानों और उपयोगकर्ता मित्रों के लिए तत्पर रहने लायक है। इसके अलावा, हम आश्वस्त हो सकते हैं कि निकट भविष्य में, कई घरेलू और विदेशी फाइबर लेजर कटर निर्माता एक भयंकर बाजार प्रतिस्पर्धा की शुरुआत करेंगे। केवल उत्कृष्ट उत्पाद गुणवत्ता वाली कंपनियां, अनुसंधान और विकास निवेश पर निरंतर ध्यान केंद्रित करती हैं, और मुख्य प्रतिस्पर्धी तकनीकों में महारत हासिल करती हैं और अजेय हो सकती हैं।

3. बुद्धिमत्ता का युग आ रहा है।

चाहे वह जर्मनी में उद्योग 4.0 हो या चीन में बुद्धिमान विनिर्माण, औद्योगिक क्षेत्र में चौथी औद्योगिक क्रांति आ रही है। एक उच्च परिशुद्धता के रूप में सीएनसी लेजर काटने की मशीनलेजर कटर निश्चित रूप से समय के साथ तालमेल बनाए रखेगा और प्रौद्योगिकी के साथ उड़ान भरेगा। लेजर कटर स्वचालन के विकास ने शीट मेटल कार्यशाला की उत्पादन क्षमता और स्वचालन स्तर में बहुत सुधार किया है।

भविष्य में, इस आधार पर, नेटवर्क प्रौद्योगिकी, संचार प्रौद्योगिकी, कंप्यूटर सॉफ्टवेयर प्रौद्योगिकी और अन्य क्षेत्रों में लेजर कटर के बुद्धिमान निर्माण का युग चल रहा है। यह अनुमान लगाया जा सकता है कि सटीक शीट मेटल ब्लैंकिंग के साधन के रूप में, यह अनिवार्य रूप से कारखाने की शीट अनकॉइलिंग लाइन, बेंडिंग मशीन, सीएनसी पंचिंग मशीन, वेल्डिंग (रिवेटिंग) संयुक्त इकाई, शॉट ब्लास्टिंग और कोटिंग लाइन के साथ संवाद करने के लिए अपनी स्वयं की नेटवर्क संचार क्षमताओं का उपयोग करेगा। अन्य उपकरण, एक एकीकृत उत्पादन योजना, कार्य और मूल्यांकन प्रबंधन प्रणाली में एम्बेडेड, शीट मेटल वर्कशॉप प्रबंधन प्रणाली का एक महत्वपूर्ण हिस्सा बन गया है। नतीजतन, लेजर निर्माता धीरे-धीरे शीट मेटल फैब्रिकेशन ठेकेदारों में बदल जाएंगे।