लेजर से धातु काटने की प्रक्रिया क्या है?

लेजर कटिंगउच्च शक्ति वाले लेजर का उपयोग करके धातु और अन्य सामग्रियों को काटने के लिए उपयोग की जाने वाली एक सटीक और कुशल विधि है। इसकी सटीकता, गति और जटिल डिजाइन बनाने की क्षमता के कारण इस प्रक्रिया का व्यापक रूप से विनिर्माण, ऑटोमोटिव, एयरोस्पेस और मेटलवर्किंग सहित विभिन्न उद्योगों में उपयोग किया जाता है। इस गाइड में, हम बताएंगे कि लेजर कटिंग कैसे काम करती है, इसमें शामिल प्रमुख घटक और लेजर कटिंग के प्रकार क्या हैं।

1. लेजर कटिंग क्या है?

लेजर कटिंग एक ऐसी प्रक्रिया है जो धातु, प्लास्टिक और लकड़ी जैसी सामग्रियों को काटने या उकेरने के लिए प्रकाश की एक केंद्रित किरण (लेजर) का उपयोग करती है। लेजर बीम सामग्री को पिघलाती है, जलाती है या वाष्पीकृत करती है, जिससे न्यूनतम अपशिष्ट के साथ एक साफ, उच्च गुणवत्ता वाला कट निकल जाता है।

2. लेजर कटिंग के प्रमुख घटक

- लेज़र स्रोत: लेज़र बीम एक लेज़र जनरेटर (CO2, फ़ाइबर, या Nd:YAG लेज़रों का उपयोग आमतौर पर धातु काटने के लिए किया जाता है) से उत्पन्न होता है। लेज़र को प्रवर्धित किया जाता है और काटने वाली सामग्री की ओर निर्देशित किया जाता है।

- फोकसिंग लेंस: एक लेंस या लेंस की श्रृंखला लेजर बीम को एक छोटे बिंदु पर केंद्रित करती है, जिससे सामग्री के संपर्क के बिंदु पर इसकी तीव्रता बढ़ जाती है।

- कटिंग हेड: कटिंग हेड लेजर बीम को सामग्री पर निर्देशित करता है। यह सीएनसी (कंप्यूटर न्यूमेरिकल कंट्रोल) या अन्य मार्गदर्शन प्रणालियों द्वारा नियंत्रित, प्रोग्राम किए गए पथ पर चलता है।

- सहायक गैस: काटने की प्रक्रिया में सहायता के लिए ऑक्सीजन, नाइट्रोजन या हवा जैसी गैस को अक्सर नोजल के माध्यम से उड़ाया जाता है, जिससे पिघली हुई सामग्री को हटाने और कट की गुणवत्ता में सुधार करने में मदद मिलती है।

- सामग्री बिस्तर: धातु को एक स्थिर बिस्तर या मेज पर रखा जाता है जो काटने की प्रक्रिया के दौरान सामग्री को सहारा देता है।

3. लेजर काटने की प्रक्रिया

लेजर कटिंग प्रक्रिया को निम्नलिखित चरणों में विभाजित किया जा सकता है:

चरण 1: डिज़ाइन और प्रोग्रामिंग

- सीएडी डिज़ाइन: पहला कदम उस भाग या घटक के लिए एक डिज़ाइन बनाना है जिसे काटने की आवश्यकता है। यह CAD (कंप्यूटर-एडेड डिज़ाइन) सॉफ़्टवेयर का उपयोग करके किया जाता है। डिज़ाइन को लेजर कटिंग मशीन द्वारा पढ़ने योग्य प्रारूप में परिवर्तित किया जाता है, जो आमतौर पर एक वेक्टर फ़ाइल होती है।

- सीएनसी प्रोग्रामिंग: डिज़ाइन सीएनसी सिस्टम पर अपलोड किया जाता है, जो लेजर कटिंग मशीन को नियंत्रित करता है। यह डिज़ाइन को काटने के निर्देशों में परिवर्तित करता है, लेजर को निर्देशित करता है कि कैसे और कहाँ काटना है।

चरण 2: सामग्री तैयार करना

-काटी जाने वाली धातु की शीट या सामग्री को मशीन के बेड पर रखा जाता है। लेजर कटिंग में उपयोग की जाने वाली सामान्य धातुओं में स्टील, स्टेनलेस स्टील, एल्यूमीनियम, पीतल और तांबा शामिल हैं।

चरण 3: लेजर कटिंग

- बीम जेनरेशन: लेजर स्रोत प्रकाश की एक उच्च-ऊर्जा किरण उत्पन्न करता है, जिसे बाद में तीव्र ताप स्थान बनाने के लिए लेंस के माध्यम से केंद्रित किया जाता है।

- सामग्री को गर्म करना: जब केंद्रित लेजर किरण धातु से टकराती है, तो ऊर्जा अवशोषित हो जाती है, जिससे सामग्री तेजी से गर्म हो जाती है और पिघल जाती है, जल जाती है या वाष्पीकृत हो जाती है।

- सहायक गैस: एक सहायक गैस (जैसे ऑक्सीजन या नाइट्रोजन) को नोजल के माध्यम से काटने वाले क्षेत्र पर निर्देशित किया जाता है। यह पिघली हुई धातु और मलबे को साफ करने में मदद करता है, साथ ही सामग्री को ठंडा करता है और काटने की गति और सटीकता में सुधार करता है।

 - हल्के स्टील को काटने के लिए अक्सर ऑक्सीजन का उपयोग किया जाता है, क्योंकि यह धातु के साथ प्रतिक्रिया करके गर्मी पैदा करता है और काटने की प्रक्रिया को तेज करता है।

 - ऑक्सीकरण को रोकने और साफ किनारा सुनिश्चित करने के लिए स्टेनलेस स्टील जैसी सामग्रियों के लिए नाइट्रोजन का उपयोग किया जाता है।

- लेज़र मूवमेंट: सीएनसी-नियंत्रित लेज़र कटिंग हेड डिज़ाइन का अनुसरण करते हुए प्रोग्राम किए गए पथ पर चलता है। लेजर की गति, शक्ति और केंद्र बिंदु को सामग्री और काटे जाने वाली धातु की मोटाई के आधार पर समायोजित किया जाता है।

चरण 4: ठंडा करना और ख़त्म करना

- जैसे ही लेजर सामग्री को काटता है, पिघली हुई या वाष्पीकृत धातु को सहायक गैस द्वारा उड़ा दिया जाता है, जिससे एक साफ, चिकना कट निकल जाता है।

- कट पूरा होने के बाद, वांछित फिनिश के आधार पर किनारों को चिकना या डीबर्ड किया जा सकता है।

- लेजर की सटीकता के कारण कोई भी बचा हुआ स्क्रैप धातु या अपशिष्ट पदार्थ न्यूनतम है।

4. धातु के लिए लेजर कटिंग के प्रकार

सामग्री और अनुप्रयोग के आधार पर लेजर कटिंग की कई विधियाँ हैं:

ए. वाष्पीकरण काटना

- लेज़र किरण सामग्री को उसके क्वथनांक तक गर्म करती है, जिससे वह वाष्पीकृत हो जाती है। यह विधि लकड़ी या प्लास्टिक जैसी सामग्रियों के लिए उपयुक्त है लेकिन इसका उपयोग पतली धातुओं के लिए भी किया जा सकता है।

बी. पिघल और ब्लो कटिंग (फ्यूजन कटिंग)

- सामग्री को पिघलने तक गर्म किया जाता है, और एक उच्च दबाव वाली गैस (अक्सर नाइट्रोजन) पिघली हुई धातु को कट से बाहर निकाल देती है। यह विधि स्टेनलेस स्टील और एल्यूमीनियम जैसी धातुओं को काटने के लिए आम है।

सी. रिएक्टिव कटिंग (फ्लेम कटिंग)

- इसे ऑक्सीजन-असिस्टेड लेजर कटिंग के रूप में भी जाना जाता है, यह विधि ऑक्सी-ईंधन कटिंग के समान है। ऑक्सीजन को काटने वाले क्षेत्र में प्रवाहित किया जाता है, और धातु ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करती है, जिससे अतिरिक्त गर्मी पैदा होती है और काटने की प्रक्रिया तेज हो जाती है। इसका उपयोग अक्सर मोटे स्टील को काटने के लिए किया जाता है।

डी. थर्मल स्ट्रेस क्रैकिंग

- कुछ भंगुर सामग्री, जैसे कांच, को नियंत्रित थर्मल तनाव का उपयोग करके काटा जा सकता है। लेज़र स्थानीयकृत ताप उत्पन्न करता है, और जैसे ही सामग्री ठंडी होती है, यह काटने के रास्ते पर टूट जाती है।

5. लेजर कटिंग मेटल के फायदे

- उच्च परिशुद्धता: लेजर कटिंग सख्त सहनशीलता के साथ बेहद सटीक कट उत्पन्न कर सकती है, जो इसे जटिल डिजाइनों के लिए आदर्श बनाती है।

- स्वच्छ कट्स: लेजर चिकनी, साफ किनारों का उत्पादन करता है, जिससे अक्सर माध्यमिक परिष्करण की आवश्यकता समाप्त हो जाती है।

- बहुमुखी: लेजर कटिंग पतली शीट से लेकर मोटी प्लेटों तक, धातुओं और मोटाई की एक विस्तृत श्रृंखला पर काम करती है।

- कम अपशिष्ट: लेजर कटिंग अत्यधिक कुशल है, जो अन्य काटने के तरीकों की तुलना में सामग्री अपशिष्ट को कम करती है।

- गति: यह यांत्रिक कटिंग जैसे पारंपरिक तरीकों की तुलना में, विशेष रूप से पतली धातुओं को काटते समय, तेज़ कटिंग गति प्रदान करता है।

6. धातु में लेजर कटिंग के अनुप्रयोग

लेजर कटिंग का उपयोग विभिन्न उद्योगों में किया जाता है, जिनमें शामिल हैं:

- ऑटोमोटिव: चेसिस घटकों और इंजन भागों जैसे धातु भागों को काटने के लिए।

- एयरोस्पेस: विमान और अंतरिक्ष यान के लिए सटीक घटक बनाना।

- विनिर्माण: कस्टम धातु निर्माण के लिए, जिसमें ब्रैकेट, बाड़े और शीट धातु के हिस्से शामिल हैं।

- आभूषण बनाना: विस्तृत धातु डिज़ाइन और पैटर्न के लिए।

- निर्माण: स्टील बीम, पैनल और क्लैडिंग काटना।

निष्कर्ष

लेजर कटिंग मेटल एक अत्यधिक कुशल और सटीक प्रक्रिया है, जो उद्योगों की एक विस्तृत श्रृंखला में बेहतर सटीकता, गति और लचीलापन प्रदान करती है। चाहे आप पतली शीट धातु या मोटी स्टील प्लेट काट रहे हों, सही लेजर काटने की विधि और उपकरण उत्पादकता में काफी सुधार कर सकते हैं और सामग्री की बर्बादी को कम कर सकते हैं। प्रक्रिया को समझने से बेहतर गुणवत्ता नियंत्रण सुनिश्चित होता है और विशिष्ट धातु संबंधी आवश्यकताओं के लिए सबसे उपयुक्त प्रकार की लेजर कटिंग का चयन करने में मदद मिलती है।

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