लेजर कटिंग मशीन का व्यापक रूप से शिक्षण, सैन्य और औद्योगिक क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है क्योंकि इसकी उच्च गुणवत्ता और उच्च काटने की क्षमता है। लेजर कटिंग मशीन धातु और अधातु को काट सकती है, और हान की सुपर एनर्जी लेजर कटिंग मशीन का उपयोग मुख्य रूप से धातु सामग्री को काटने के लिए किया जाता है, इसलिए लेजर कटिंग मशीन का सिद्धांत क्या है?
लेजर काटने की मशीन का सिद्धांत - परिचय
लेज़र कटिंग मशीन तकनीक उस ऊर्जा का उपयोग करती है जो तब निकलती है जब लेज़र बीम धातु की प्लेट की सतह से टकराती है। धातु की प्लेट पिघल जाती है और लावा गैस द्वारा उड़ा दिया जाता है। क्योंकि लेज़र शक्ति इतनी केंद्रित होती है, धातु की प्लेट के अन्य भागों में केवल थोड़ी मात्रा में ऊष्मा स्थानांतरित की जाती है, जिसके परिणामस्वरूप बहुत कम या कोई विकृति नहीं होती है। लेजर द्वारा जटिल आकार के रिक्त स्थान को बहुत सटीक रूप से काटा जा सकता है, और कटे हुए रिक्त स्थान को आगे की प्रक्रिया की आवश्यकता नहीं होती है।
लेजर स्रोत आम तौर पर 500-5000 वाट की कार्य शक्ति के साथ कार्बन डाइऑक्साइड लेजर बीम का उपयोग करता है। यह शक्ति स्तर कई घरेलू बिजली के हीटरों की आवश्यकताओं से कम है। लेजर बीम एक लेंस और एक परावर्तक के माध्यम से एक छोटे से क्षेत्र में केंद्रित है। ऊर्जा की उच्च सांद्रता धातु की प्लेट को पिघलाने के लिए तेजी से स्थानीय ताप का कारण बनती है।
16 मिमी से नीचे के स्टेनलेस स्टील को लेजर कटिंग उपकरण द्वारा काटा जा सकता है, और 8-10 मिमी मोटाई वाले स्टेनलेस स्टील को लेजर बीम में ऑक्सीजन जोड़कर काटा जा सकता है, लेकिन ऑक्सीजन काटने के बाद काटने की सतह पर एक पतली ऑक्साइड फिल्म बनेगी। काटने की अधिकतम मोटाई 16 मिमी तक बढ़ाई जा सकती है, लेकिन भागों को काटने की आयाम त्रुटि बड़ी है।
एक उच्च तकनीक वाली लेजर तकनीक के रूप में, अपनी स्थापना के बाद से, यह विभिन्न सामाजिक जरूरतों के अनुसार विभिन्न उद्योगों के लिए उपयुक्त लेजर उत्पादों का विकास कर रही है, जैसे कि लेजर प्रिंटर, लेजर ब्यूटी मशीन, लेजर मार्किंग सीएनसी लेजर कटिंग मशीन, लेजर कटिंग मशीन और अन्य उत्पाद। . घरेलू लेजर उद्योग देर से शुरू होने के कारण यह प्रौद्योगिकी अनुसंधान और विकास में कुछ विकसित देशों से पिछड़ गया है। वर्तमान में, घरेलू लेजर उत्पाद निर्माता लेजर उत्पादों का उत्पादन करते हैं, कुछ प्रमुख स्पेयर पार्ट्स, जैसे लेजर ट्यूब, ड्राइव मोटर्स, गैल्वेनोमीटर और फोकस लेंस अभी भी आयात किए जाते हैं। इससे लागत में इजाफा हुआ है और उपभोक्ताओं पर बोझ बढ़ा है।
हाल के वर्षों में, घरेलू लेजर प्रौद्योगिकी की प्रगति के साथ, आर एंड डी और पूरी मशीन का उत्पादन और कुछ हिस्से धीरे-धीरे विदेशी उन्नत उत्पादों के करीब चले गए हैं। कुछ पहलुओं में यह विदेशी उत्पादों से भी बेहतर है। जैगर के फायदों के अलावा, यह अभी भी घरेलू बाजार पर हावी है। हालांकि, सटीक प्रसंस्करण और उपकरण, स्थिरता और धीरज के मामले में, विदेशी उन्नत उत्पादों का अभी भी पूर्ण लाभ है।
लेजर काटने की मशीन का सिद्धांत - सिद्धांत।
लेजर कटिंग मशीन में मुख्य काम लेजर ट्यूब का होता है इसलिए लेजर ट्यूब को समझना हमारे लिए जरूरी है।
हम सभी लेजर उपकरणों में लेजर ट्यूबों के महत्व को जानते हैं। न्याय करने के लिए सबसे आम लेजर ट्यूबों का उपयोग करते हैं। CO2 लेजर ट्यूब।
लेजर ट्यूब की संरचना कठोर कांच से बनी होती है, इसलिए यह एक नाजुक और भंगुर पदार्थ है। CO2 लेजर ट्यूब को समझने के लिए, हमें पहले लेजर ट्यूब की संरचना को समझना होगा। कार्बन डाइऑक्साइड लेज़र इस तरह एक स्तरित आस्तीन संरचना का उपयोग करते हैं, और अंतरतम परत एक डिस्चार्ज ट्यूब है। हालाँकि, CO2 लेजर डिस्चार्ज ट्यूब का व्यास लेजर ट्यूब से ही मोटा होता है। डिस्चार्ज ट्यूब की मोटाई प्रकाश स्थान के आकार के कारण होने वाली विवर्तन प्रतिक्रिया के समानुपाती होती है, और डिस्चार्ज ट्यूब की लंबाई भी डिस्चार्ज ट्यूब की आउटपुट पावर से संबंधित होती है। नमूने का पैमाना।
लेजर काटने की मशीन के संचालन के दौरान, लेजर ट्यूब बड़ी मात्रा में गर्मी उत्पन्न करेगी, जिससे काटने की मशीन का सामान्य संचालन प्रभावित होगा। इसलिए, लेजर ट्यूब को ठंडा करने के लिए एक विशेष क्षेत्र में वाटर कूलर की आवश्यकता होती है ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि लेजर काटने की मशीन एक स्थिर तापमान पर सामान्य रूप से काम कर सके। 200W लेजर CW-6200 का उपयोग कर सकता है, और शीतलन क्षमता 5.5 KW है। 650W लेजर CW-7800 का उपयोग करता है, और ठंडा करने की क्षमता 23KW तक पहुँच सकती है।
लेजर काटने की मशीन का सिद्धांत - काटने की विशेषताएं।
लेजर कटिंग के फायदे:।
लाभ 1 - उच्च दक्षता।
लेजर की संचरण विशेषताओं के कारण, लेजर काटने की मशीन आम तौर पर कई संख्यात्मक नियंत्रण वर्कटेबल्स से सुसज्जित होती है, और पूरी काटने की प्रक्रिया को पूरी तरह से डिजिटल नियंत्रित किया जा सकता है। ऑपरेशन की प्रक्रिया में, केवल एनसी कार्यक्रम को बदलकर, इसे विभिन्न आकारों वाले भागों के काटने पर लागू किया जा सकता है, जो द्वि-आयामी काटने और त्रि-आयामी काटने दोनों को महसूस कर सकता है।
फायदा 2 - तेज।
1200W लेजर कटिंग 2 मिमी मोटी कम कार्बन स्टील प्लेट, काटने की गति 600 सेमी / मिनट तक। 5 मिमी मोटी पॉलीप्रोपाइलीन राल बोर्ड की काटने की गति 1200 सेमी / मिनट तक पहुंच सकती है। लेजर कटिंग के दौरान सामग्री को जकड़ने और ठीक करने की कोई आवश्यकता नहीं है।
लाभ 3 - अच्छी काटने की गुणवत्ता।
1: लेजर कटिंग स्लिट पतली और संकरी होती है, स्लिट के दोनों किनारे कटी हुई सतह के समानांतर और लंबवत होते हैं, और कटे हुए हिस्से की आयामी सटीकता तक पहुंच सकते हैं± 0.05 मिमी।
2： काटने की सतह चिकनी और सुंदर है, और सतह खुरदरापन केवल दस माइक्रोन है। यहां तक कि लेजर कटिंग को अंतिम प्रक्रिया के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है, और भागों को बिना प्रसंस्करण के सीधे इस्तेमाल किया जा सकता है।
3： लेजर द्वारा सामग्री को काटने के बाद, गर्मी प्रभावित क्षेत्र की चौड़ाई बहुत छोटी होती है, और भट्ठा के पास सामग्री का प्रदर्शन लगभग अप्रभावित रहता है, और वर्कपीस विरूपण छोटा होता है, काटने की सटीकता अधिक होती है, ज्यामिति का आकार भट्ठा अच्छा है, और भट्ठा का क्रॉस-सेक्शन आकार अपेक्षाकृत चिकना है। नियमित आयत। लेजर कटिंग, ऑक्सीसिटिलीन कटिंग और प्लाज्मा कटिंग विधियों की तुलना तालिका 1 में दिखाई गई है। कटिंग सामग्री 6.2 मिमी मोटी लो-कार्बन स्टील प्लेट है।
एडवांटेज IV - नॉन-कॉन्टैक्ट कटिंग।
लेजर कटिंग के दौरान, वेल्डिंग टॉर्च और वर्कपीस के बीच कोई सीधा संपर्क नहीं होता है, और कोई टूल वियर नहीं होता है। विभिन्न आकृतियों के भागों को संसाधित करने के लिए, "टूल" को बदलना आवश्यक नहीं है, बल्कि केवल लेजर के आउटपुट पैरामीटर हैं। लेजर काटने की प्रक्रिया में कम शोर, छोटा कंपन और छोटा प्रदूषण होता है।
लाभ 5 - कई सामग्रियों को काटा जा सकता है।
ऑक्सीसिटिलीन कटिंग और प्लाज्मा कटिंग की तुलना में, लेजर कटिंग में धातु, गैर-धातु, धातु मैट्रिक्स और गैर-धातु मैट्रिक्स समग्र सामग्री, चमड़ा, लकड़ी और फाइबर, आदि सहित कई प्रकार की सामग्री होती है।
लेजर काटने की मशीन का सिद्धांत - काटने की विधि।
कस्टम कट।
इसका मतलब यह है कि उपचारित सामग्री को हटाना मुख्य रूप से सामग्री को वाष्पित करके किया जाता है।
वाष्पीकरण काटने की प्रक्रिया के दौरान, केंद्रित लेजर बीम की कार्रवाई के तहत वर्कपीस की सतह का तापमान तेजी से वाष्पीकरण तापमान तक बढ़ जाता है, और बड़ी संख्या में सामग्री वाष्पीकृत हो जाती है, और उच्च दबाव वाली भाप का गठन सुपरसोनिक गति से बाहर की ओर होता है। उसी समय, लेजर क्रिया क्षेत्र में एक "छेद" बनता है, और लेजर बीम छेद में कई बार परिलक्षित होता है, जिससे लेजर में सामग्री का अवशोषण तेजी से बढ़ता है।
उच्च गति पर उच्च दबाव वाले भाप इंजेक्शन की प्रक्रिया में, भट्ठा में पिघला हुआ एक ही समय में भट्ठा से तब तक उड़ाया जाता है जब तक कि वर्कपीस काट नहीं दिया जाता। आंतरिक वाष्पीकरण काटने मुख्य रूप से सामग्री को वाष्पीकृत करके किया जाता है, इसलिए बिजली घनत्व की आवश्यकता बहुत अधिक होती है, जो आम तौर पर प्रति वर्ग सेंटीमीटर 108 वाट से अधिक तक पहुंचनी चाहिए।
कुछ कम ज्वलन बिंदु सामग्री (जैसे लकड़ी, कार्बन और कुछ प्लास्टिक) और दुर्दम्य सामग्री (जैसे चीनी मिट्टी की चीज़ें) को काटने के लिए वाष्पीकरण काटना एक सामान्य तरीका है। स्पंदित लेजर के साथ सामग्री काटते समय वाष्पीकरण काटने का भी अक्सर उपयोग किया जाता है।
II रिएक्शन मेल्टिंग कटिंग
पिघला हुआ काटने में, यदि सहायक वायु प्रवाह न केवल काटने की सीम में पिघला हुआ पदार्थ उड़ाता है, बल्कि गर्मी को बदलने के लिए वर्कपीस के साथ भी प्रतिक्रिया कर सकता है, ताकि काटने की प्रक्रिया में एक और गर्मी स्रोत जोड़ा जा सके, ऐसे काटने को प्रतिक्रियाशील कहा जाता है पिघला हुआ काटना। आम तौर पर, जो गैस वर्कपीस के साथ प्रतिक्रिया कर सकती है वह ऑक्सीजन या ऑक्सीजन युक्त मिश्रण है।
जब वर्कपीस की सतह का तापमान इग्निशन पॉइंट तापमान तक पहुंच जाता है, तो एक मजबूत दहन एक्सोथर्मिक प्रतिक्रिया होगी, जो लेजर काटने की क्षमता में काफी सुधार कर सकती है। कम कार्बन स्टील और स्टेनलेस स्टील के लिए, दहन एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रिया द्वारा प्रदान की जाने वाली ऊर्जा 60% है। सक्रिय धातुओं जैसे टाइटेनियम के लिए, दहन द्वारा प्रदान की जाने वाली ऊर्जा लगभग 90% है।
इसलिए, लेजर वाष्पीकरण काटने और सामान्य पिघलने काटने की तुलना में, प्रतिक्रियाशील पिघलने काटने के लिए कम लेजर शक्ति घनत्व की आवश्यकता होती है, जो वाष्पीकरण काटने का केवल 1/20 और पिघलने वाले काटने का 1/2 होता है। हालांकि, प्रतिक्रियाशील पिघलने और काटने में, आंतरिक दहन प्रतिक्रिया से सामग्री की सतह पर कुछ रासायनिक परिवर्तन होंगे, जो वर्कपीस के प्रदर्शन को प्रभावित करेगा।
Ⅲ पिघला हुआ काटना
लेज़र कटिंग की प्रक्रिया में, यदि एक सहायक ब्लोइंग सिस्टम जो लेज़र बीम के साथ समाक्षीय है, को जोड़ा जाता है, तो कटिंग प्रक्रिया में पिघले हुए पदार्थों को हटाना न केवल सामग्री के वाष्पीकरण पर निर्भर करता है, बल्कि मुख्य रूप से उच्च के उड़ाने के प्रभाव पर निर्भर करता है। -गति सहायक वायु प्रवाह लगातार पिघले हुए पदार्थों को कटिंग सीम से दूर उड़ाता है, इस तरह की कटिंग प्रक्रिया को मेल्टिंग कटिंग कहा जाता है।
पिघलने और काटने की प्रक्रिया में, वर्कपीस के तापमान को वाष्पीकरण तापमान से ऊपर गर्म करने की आवश्यकता नहीं होती है, इसलिए आवश्यक लेजर शक्ति घनत्व को बहुत कम किया जा सकता है। सामग्री के पिघलने और वाष्पीकरण के अव्यक्त ताप अनुपात के अनुसार, पिघलने और काटने के लिए आवश्यक लेजर शक्ति वाष्पीकरण काटने की विधि का केवल 1/10 है।
Ⅳ लेजर स्क्राइबिंग
इस पद्धति का मुख्य रूप से उपयोग किया जाता है: अर्धचालक सामग्री; सेमीकंडक्टर सामग्री वर्कपीस की सतह पर उथले खांचे को खींचने के लिए उच्च शक्ति घनत्व वाले एक लेजर बीम का उपयोग किया जाता है। क्योंकि यह खांचा अर्धचालक सामग्री के बंधन बल को कमजोर करता है, इसे यांत्रिक या कंपन विधियों से तोड़ा जा सकता है। लेजर स्क्राइबिंग की गुणवत्ता को सतह के मलबे और गर्मी प्रभावित क्षेत्र के आकार से मापा जाता है।
Ⅴ ठंड काटना
यह एक नई प्रसंस्करण विधि है, जिसे हाल के वर्षों में पराबैंगनी बैंड में उच्च-शक्ति एक्साइमर लेज़रों के उद्भव के साथ प्रस्तावित किया गया है। इसका मूल सिद्धांत: पराबैंगनी फोटोन की ऊर्जा कई कार्बनिक पदार्थों की बाध्यकारी ऊर्जा के समान होती है। ऐसे उच्च-ऊर्जा फोटॉनों का उपयोग कार्बनिक पदार्थों के बाध्यकारी बंधन को हिट करने और इसे तोड़ने के लिए करें। ताकि काटने के उद्देश्य को प्राप्त किया जा सके। इस नई तकनीक में विशेष रूप से इलेक्ट्रॉनिक उद्योग में व्यापक अनुप्रयोग संभावनाएं हैं।
Ⅵ थर्मल तनाव काटना
लेजर बीम के ताप के तहत, भंगुर पदार्थ उनकी सतह पर बड़े तनाव उत्पन्न करने के लिए प्रवण होते हैं, जो लेजर द्वारा साफ और तेजी से गर्म किए गए तनाव बिंदुओं के माध्यम से फ्रैक्चर का कारण बन सकता है। ऐसी कटिंग प्रक्रिया को लेजर थर्मल स्ट्रेस कटिंग कहा जाता है। थर्मल स्ट्रेस कटिंग का तंत्र यह है कि लेजर बीम स्पष्ट तापमान प्रवणता उत्पन्न करने के लिए भंगुर सामग्री के एक निश्चित क्षेत्र को गर्म करता है।
वर्कपीस की सतह का तापमान अधिक होने पर विस्तार होगा, जबकि वर्कपीस की आंतरिक परत का निचला तापमान विस्तार में बाधा उत्पन्न करेगा, जिसके परिणामस्वरूप वर्कपीस की सतह पर तन्य तनाव और आंतरिक परत पर रेडियल एक्सट्रूज़न तनाव होगा। जब ये दो तनाव वर्कपीस की फ्रैक्चर लिमिट स्ट्रेंथ से अधिक हो जाते हैं। वर्कपीस पर दरारें दिखाई देंगी। दरार के साथ वर्कपीस को तोड़ें। थर्मल स्ट्रेस कटिंग की गति m/s है। यह काटने की विधि कांच, चीनी मिट्टी की चीज़ें और अन्य सामग्रियों को काटने के लिए उपयुक्त है।
सारांश: लेजर कटिंग मशीन एक कटिंग तकनीक है जो सामग्री की सतह को पिघलाने या वाष्पीकृत करने के लिए ऊर्जा को केंद्रित करने के लिए लेजर विशेषताओं और लेंस का उपयोग करती है। यह अच्छी काटने की गुणवत्ता, तेज गति, कई काटने की सामग्री, उच्च दक्षता आदि के फायदे प्राप्त कर सकता है।