लेझर कटिंग ही एक औष्णिक कटिंग पद्धत आहे, ज्यामध्ये वर्कपीसवर केंद्रित उच्च-शक्ती-घनतेच्या लेझर बीमचा मारा केला जातो. यामुळे, मारा झालेला पदार्थ वेगाने वितळतो, त्याचे बाष्पीभवन होते, तो झिजतो किंवा त्याच्या प्रज्वलन बिंदूपर्यंत पोहोचतो. त्याच वेळी, लेझर बीमच्या अक्षावर असलेला उच्च-गतीचा हवेचा प्रवाह वितळलेल्या पदार्थाला उडवून लावतो, ज्यामुळे वर्कपीस कापला जातो.
लेझर कटिंगचे वर्गीकरण आणि वैशिष्ट्ये
लेझर कटिंगचे चार प्रकारांमध्ये वर्गीकरण करता येते: लेझर व्हेपोरायझेशन कटिंग, लेझर फ्यूजन कटिंग, लेझर ऑक्सिजन कटिंग आणि लेझर स्क्रायबिंग व नियंत्रित फ्रॅक्चर.
यात वर्कपीसला गरम करण्यासाठी उच्च-ऊर्जा-घनतेच्या लेझर बीमचा वापर केला जातो, ज्यामुळे अत्यंत कमी वेळात त्याचे तापमान पदार्थाच्या उत्कलन बिंदूपर्यंत वेगाने वाढते आणि पदार्थाचे बाष्पीभवन होऊन वाफ तयार होते. ही वाफ उच्च वेगाने बाहेर फेकली जाते आणि बाहेर पडताना पदार्थात एक काप तयार करते. बहुतेक पदार्थांमध्ये बाष्पीभवनाची उष्णता जास्त असल्यामुळे, लेझर बाष्पीभवन कटिंगसाठी लक्षणीय शक्ती आणि शक्ती घनतेची आवश्यकता असते.
लेझर फ्यूजन कटिंगमध्ये, लेझर धातूच्या पदार्थाला उष्णता देऊन वितळवतो. त्यानंतर, लेझर बीमच्या अक्षावर असलेल्या नोझलमधून एक नॉन-ऑक्सिडायझिंग वायू (जसे की Ar, He, N, इत्यादी) सोडला जातो. वायूच्या उच्च दाबामुळे वितळलेला धातू बाहेर फेकला जातो, ज्यामुळे एक काप तयार होतो. व्हेपोरायझेशन कटिंगच्या विपरीत, या पद्धतीमध्ये पदार्थाच्या संपूर्ण बाष्पीभवनाची आवश्यकता नसते आणि व्हेपोरायझेशन कटिंगसाठी लागणाऱ्या ऊर्जेच्या केवळ १/१० ऊर्जा वापरली जाते. ही पद्धत प्रामुख्याने स्टेनलेस स्टील, टायटॅनियम, ॲल्युमिनियम आणि त्यांच्या मिश्रधातूंसारख्या, ऑक्सिडायझ न होणाऱ्या किंवा प्रतिक्रियाशील धातूंना कापण्यासाठी वापरली जाते.
लेझर ऑक्सिजन कटिंग
लेझर ऑक्सिजन कटिंगचे तत्त्व ऑक्सिॲसिटिलीन कटिंगसारखेच आहे. लेझर पूर्व-उष्णता स्रोत म्हणून काम करतो, तर सक्रिय वायू (जसे की ऑक्सिजन) कटिंग गॅस म्हणून काम करतात. एकीकडे, सोडलेला वायू कापल्या जाणाऱ्या धातूशी अभिक्रिया करतो, ज्यामुळे ऑक्सिडेशन प्रतिक्रिया सुरू होते आणि मोठ्या प्रमाणात ऑक्सिडेशन उष्णता बाहेर पडते. दुसरीकडे, तो अभिक्रिया क्षेत्रातून वितळलेले ऑक्साईड आणि द्रव पदार्थ दूर फेकतो, ज्यामुळे धातूमध्ये काप तयार होतो. कटिंग दरम्यान होणाऱ्या ऑक्सिडेशन प्रतिक्रियेमुळे लक्षणीय उष्णता निर्माण होते, त्यामुळे लेझर ऑक्सिजन कटिंगला फ्यूजन कटिंगच्या तुलनेत केवळ निम्मी ऊर्जा लागते, तर त्याचा कटिंग वेग वाष्पीभवन आणि फ्यूजन कटिंगपेक्षा खूप जास्त असतो. हे प्रामुख्याने कार्बन स्टील, टायटॅनियम स्टील आणि उष्णता-प्रक्रिया केलेल्या स्टीलसारख्या ऑक्सिडायझेबल धातूंच्या पदार्थांवर वापरले जाते.
लेझर स्क्रायबिंग आणि नियंत्रित फ्रॅक्चर
लेझर स्क्रायबिंगमध्ये, ठिसूळ पदार्थांच्या पृष्ठभागावर एक लहान खाच तयार करण्यासाठी उच्च-ऊर्जा-घनतेच्या लेझरचा वापर केला जातो. त्यानंतर, विशिष्ट प्रमाणात दाब दिल्याने तो ठिसूळ पदार्थ त्या खाचेच्या बाजूने तुटतो. लेझर स्क्रायबिंगसाठी सामान्यतः क्यू-स्विच्ड लेझर आणि CO₂ लेझर वापरले जातात. नियंत्रित फ्रॅक्चरमध्ये, लेझर ग्रूव्हिंग दरम्यान निर्माण होणाऱ्या तीव्र तापमान वितरणाचा उपयोग करून ठिसूळ पदार्थांमध्ये स्थानिक औष्णिक ताण निर्माण केला जातो, ज्यामुळे ते पदार्थ कोरलेल्या खाचेच्या बाजूने तुटतात.
लेझर कटिंगचे उपयोग
बहुतेक लेझर कटिंग मशीन्स न्यूमेरिकल कंट्रोल (NC) प्रोग्राम्सद्वारे चालवल्या जातात किंवा कटिंग रोबोट्स म्हणून कॉन्फिगर केलेल्या असतात. एक अचूक प्रक्रिया पद्धत म्हणून, लेझर कटिंगद्वारे पातळ धातूच्या पत्र्यांचे २डी किंवा ३डी कटिंग करण्यासह, जवळजवळ सर्व साहित्य कापता येते. एरोस्पेस क्षेत्रात, लेझर कटिंग तंत्रज्ञान प्रामुख्याने टायटॅनियम मिश्रधातू, ॲल्युमिनियम मिश्रधातू, निकेल मिश्रधातू, क्रोमियम मिश्रधातू, स्टेनलेस स्टील, बेरिलियम ऑक्साईड, संमिश्र साहित्य, प्लॅस्टिक्स, सिरॅमिक्स आणि क्वार्ट्ज यांसारख्या विशेष एरोस्पेस साहित्याला कापण्यासाठी वापरले जाते. लेझर कटिंगद्वारे प्रक्रिया केलेल्या एरोस्पेस घटकांमध्ये इंजिन फ्लेम ट्यूब्स, पातळ-भिंतींचे टायटॅनियम मिश्रधातूचे आवरण, विमानाचे सांगाडे, टायटॅनियम मिश्रधातूचे बाह्य आवरण, विंग स्ट्रिंगर्स, टेल विंग पॅनेल्स, हेलिकॉप्टरचे मुख्य रोटर्स आणि स्पेस शटलच्या सिरॅमिक उष्णतारोधक टाइल्स यांचा समावेश होतो.
पोस्ट करण्याची वेळ: ०८-डिसेंबर-२०२५
