মাইক্রো ওয়াটারজেট-গাইডেড লেজার প্রসেসিং মেশিন
বিস্তারিত চিত্র
ভূমিকা
যেহেতু উৎপাদনের ক্ষেত্রে উচ্চতর নির্ভুলতা এবং উৎপাদনশীলতার দাবি অব্যাহত রয়েছে,ওয়াটার-জেট গাইডেড লেজার (WJGL)প্রকৌশল গ্রহণ এবং বাজার সম্ভাবনা উভয় ক্ষেত্রেই প্রযুক্তি গতি পাচ্ছে। মহাকাশ, ইলেকট্রনিক্স, চিকিৎসা ডিভাইস এবং মোটরগাড়ি উৎপাদনের মতো উচ্চমানের ক্ষেত্রগুলিতে, মাত্রিক নির্ভুলতা, প্রান্ত অখণ্ডতা, তাপ-প্রভাবিত অঞ্চল (HAZ) নিয়ন্ত্রণ এবং উপাদান বৈশিষ্ট্য সংরক্ষণের উপর কঠোর প্রয়োজনীয়তা আরোপ করা হয়। প্রচলিত প্রক্রিয়াগুলি - যান্ত্রিক যন্ত্র, তাপীয় কাটিং এবং স্ট্যান্ডার্ড লেজার প্রক্রিয়াকরণ - প্রায়শই অতিরিক্ত তাপীয় প্রভাব, মাইক্রোক্র্যাকিং এবং অত্যন্ত প্রতিফলিত বা তাপ-সংবেদনশীল উপকরণগুলির সাথে সীমিত সামঞ্জস্যের সাথে লড়াই করে।
এই সীমাবদ্ধতাগুলি মোকাবেলা করার জন্য, গবেষকরা লেজার প্রক্রিয়ায় একটি উচ্চ-গতির মাইক্রো ওয়াটার জেট প্রবর্তন করেন, যার ফলে WJGL তৈরি হয়। এই কনফিগারেশনে, ওয়াটার জেট একই সাথে একটি হিসাবে কাজ করেরশ্মি-নির্দেশক মাধ্যমএবং একটিকার্যকর কুল্যান্ট/ধ্বংসাবশেষ অপসারণ মাধ্যম, কাটার মান উন্নত করা এবং উপাদানের প্রযোজ্যতা সম্প্রসারণ করা। ধারণাগতভাবে, WJGL হল ঐতিহ্যবাহী লেজার প্রক্রিয়াকরণ এবং জল-জেট কাটিংয়ের একটি উদ্ভাবনী সংকর, যা উচ্চ শক্তি ঘনত্ব, উচ্চ নির্ভুলতা এবং উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাসকৃত তাপীয় ক্ষতি প্রদান করে - এমন বৈশিষ্ট্য যা বিস্তৃত পরিসরের নির্ভুল উৎপাদন পরিস্থিতি সমর্থন করে।
ওয়াটার-জেট গাইডেড লেজারের কাজের নীতি
চিত্র ১-এ দেখানো হয়েছে, WJGL-এর কেন্দ্রীয় ধারণা হল লেজার শক্তি একটি অবিচ্ছিন্ন জল জেটের মাধ্যমে প্রেরণ করা, যা কার্যকরভাবে "তরল অপটিক্যাল ফাইবার" হিসেবে কাজ করে। প্রচলিত অপটিক্যাল ফাইবারগুলিতে, আলো নির্দেশিত হয়পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন (TIR)কোর এবং ক্ল্যাডিংয়ের মধ্যে প্রতিসরাঙ্কের পার্থক্যের কারণে। WJGL একই প্রক্রিয়া ব্যবহার করেজল-বাতাস ইন্টারফেস: পানির প্রতিসরাঙ্ক প্রায়১.৩৩, যখন বাতাস প্রায়১.০০। উপযুক্ত পরিস্থিতিতে যখন লেজারটি জেটের সাথে সংযুক্ত করা হয়, তখন TIR জলের স্তম্ভের মধ্যে রশ্মিকে সীমাবদ্ধ করে, যা মেশিনিং জোনের দিকে স্থিতিশীল, কম-বিচ্যুতি প্রচারকে সক্ষম করে।
চিত্র ১: জল-জেট নির্দেশিত লেজারের প্রক্রিয়াকরণ বৈশিষ্ট্য (পরিকল্পিত)
নজল ডিজাইন এবং মাইক্রো-জেট গঠন
জেটে দক্ষ লেজার সংযোগের জন্য একটি নজলের প্রয়োজন যা একটি স্থিতিশীল, অবিচ্ছিন্ন, প্রায় নলাকার মাইক্রো-জেট তৈরি করতে সক্ষম, একই সাথে লেজারটিকে জল-বাতাস সীমানায় TIR বজায় রাখার জন্য একটি উপযুক্ত কোণে প্রবেশ করতে দেয়। যেহেতু জেট স্থিতিশীলতা দৃঢ়ভাবে বিম ট্রান্সমিশন স্থিতিশীলতা এবং ফোকাসিং ধারাবাহিকতা নিয়ন্ত্রণ করে, তাই WJGL সিস্টেমগুলি সাধারণত সুনির্দিষ্ট তরল নিয়ন্ত্রণ এবং সাবধানে ইঞ্জিনিয়ার করা নজল জ্যামিতির উপর নির্ভর করে।
চিত্র ২ বিভিন্ন ধরণের নজল (যেমন, কৈশিক এবং বিভিন্ন শঙ্কু নকশা) দ্বারা উৎপন্ন প্রতিনিধিত্বমূলক জেট অবস্থা দেখায়। নজলের জ্যামিতি জেট সংকোচন, স্থিতিশীল দৈর্ঘ্য, টার্বুলেন্স বিকাশ এবং সংযোগ দক্ষতাকে প্রভাবিত করে - যার ফলে যন্ত্রের গুণমান এবং পুনরাবৃত্তিযোগ্যতা প্রভাবিত হয়।
জল তরঙ্গদৈর্ঘ্য-নির্ভর শোষণ এবং বিচ্ছুরণও প্রদর্শন করে। দৃশ্যমান এবং কাছাকাছি-ইনফ্রারেড রেঞ্জে, শোষণ তুলনামূলকভাবে কম, যা দক্ষ সংক্রমণকে সমর্থন করে। বিপরীতে, দূর-ইনফ্রারেড এবং অতিবেগুনী রেঞ্জে শোষণ বৃদ্ধি পায়, তাই বেশিরভাগ WJGL বাস্তবায়ন দৃশ্যমান থেকে কাছাকাছি-ইনফ্রারেড ব্যান্ডে কাজ করে।
চিত্র ২ মাইক্রো-জেট গঠনের জন্য নজলের কাঠামো: (ক) সংকোচন পরিকল্পিত; (খ) কৈশিক অগ্রভাগ; (গ) শঙ্কুযুক্ত অগ্রভাগ; (ঘ) উপরের শঙ্কুযুক্ত অগ্রভাগ; (ঙ) নিম্ন শঙ্কুযুক্ত অগ্রভাগ
WJGL এর মূল সুবিধা
ঐতিহ্যবাহী মেশিনিং রুটের মধ্যে রয়েছে যান্ত্রিক কাটিং, তাপীয় কাটিং (যেমন, প্লাজমা/শিখা), এবং প্রচলিত লেজার কাটিং। যান্ত্রিক মেশিনিং যোগাযোগ-ভিত্তিক; সরঞ্জামের ক্ষয় এবং কাটার শক্তি মাইক্রো-ক্ষতি এবং বিকৃতি ঘটাতে পারে, যা অর্জনযোগ্য নির্ভুলতা এবং পৃষ্ঠের অখণ্ডতা সীমিত করে। তাপীয় কাটিং পুরু অংশগুলির জন্য দক্ষ কিন্তু সাধারণত বৃহৎ HAZ, অবশিষ্ট চাপ এবং মাইক্রোক্র্যাক তৈরি করে যা যান্ত্রিক কর্মক্ষমতা হ্রাস করে। প্রচলিত লেজার প্রক্রিয়াকরণ, যদিও বহুমুখী, তবুও তুলনামূলকভাবে বৃহৎ HAZ এবং অত্যন্ত প্রতিফলিত বা তাপ-সংবেদনশীল উপকরণগুলিতে অস্থির কর্মক্ষমতা ভোগ করতে পারে।
চিত্র ৩-এ সংক্ষেপে বলা হয়েছে, WJGL ট্রান্সমিশন মাধ্যম এবং সমবর্তী কুল্যান্ট হিসেবে পানি ব্যবহার করে, যা উল্লেখযোগ্যভাবে HAZ হ্রাস করে এবং বিকৃতি এবং মাইক্রোক্র্যাকিং দমন করে, যার ফলে নির্ভুলতা এবং প্রান্ত/পৃষ্ঠের গুণমান উন্নত হয় (চিত্র ৪ দেখুন)। এর সুবিধাগুলি নিম্নরূপ সংক্ষেপিত করা যেতে পারে:
-
কম তাপীয় ক্ষতি এবং উন্নত মানের: উচ্চ নির্দিষ্ট তাপ ক্ষমতা এবং জলের অবিচ্ছিন্ন প্রবাহ দ্রুত তাপ অপসারণ করে, তাপ সঞ্চয় সীমিত করে এবং মাইক্রোস্ট্রাকচার এবং বৈশিষ্ট্য সংরক্ষণে সহায়তা করে।
-
উন্নত ফোকাসিং স্থিতিশীলতা এবং শক্তির ব্যবহার: জেটের মধ্যে সীমাবদ্ধতা মুক্ত-স্থান প্রচারের তুলনায় বিক্ষিপ্তকরণ এবং শক্তির ক্ষতি হ্রাস করে, উচ্চ শক্তি ঘনত্ব এবং আরও সামঞ্জস্যপূর্ণ প্রক্রিয়াকরণ সক্ষম করে - সূক্ষ্ম কাটা, মাইক্রো-ড্রিলিং এবং জটিল জ্যামিতির জন্য উপযুক্ত।
-
পরিষ্কার এবং নিরাপদ অপারেশন: জলের মাধ্যমটি ধোঁয়া, কণা এবং ধ্বংসাবশেষ ধরে এবং অপসারণ করে, বায়ুবাহিত দূষণ হ্রাস করে এবং পেশাগত নিরাপত্তা উন্নত করে।
চিত্র ৩ প্রচলিত লেজার প্রক্রিয়াকরণ এবং WJGL এর মধ্যে তুলনা
চিত্র ৪ সাধারণ কাটিং এবং ড্রিলিং প্রযুক্তির তুলনা
আবেদনের ক্ষেত্র
১) মহাকাশ
মহাকাশযানের উপাদানগুলি প্রায়শই টাইটানিয়াম অ্যালয়, নিকেল-ভিত্তিক অ্যালয়, CFRP, CMC এবং সিরামিকের মতো উচ্চ-কার্যক্ষমতাসম্পন্ন উপকরণ ব্যবহার করে, যা নির্ভুলতা এবং দক্ষতা উভয়ই বজায় রেখে মেশিনের জন্য চ্যালেঞ্জিং। এর সম্মিলিত উচ্চ শক্তি ঘনত্ব এবং কার্যকর শীতলকরণের মাধ্যমে, WJGL হ্রাসকৃত HAZ সহ নির্ভুল কাটিয়া সক্ষম করে, বিকৃতি এবং সম্পত্তির অবক্ষয় হ্রাস করে এবং নির্ভরযোগ্যতা-গুরুত্বপূর্ণ অংশগুলিকে সমর্থন করে।
২) চিকিৎসা সরঞ্জাম
চিকিৎসা-যন্ত্র তৈরির জন্য ন্যূনতম আক্রমণাত্মক যন্ত্র, ইমপ্লান্ট এবং ডায়াগনস্টিক/থেরাপিউটিক ডিভাইসের মতো পণ্যগুলির জন্য ব্যতিক্রমী নির্ভুলতা, পরিষ্কার-পরিচ্ছন্নতা এবং পৃষ্ঠের অখণ্ডতা প্রয়োজন। জল প্রবাহ দিয়ে মেশিনিং জোন ঠান্ডা এবং পরিষ্কার করার মাধ্যমে, WJGL তাপীয় ক্ষতি এবং পৃষ্ঠের দূষণ হ্রাস করে, সামঞ্জস্য উন্নত করে এবং জৈব-সামঞ্জস্যতা সমর্থন করে। এটি কাস্টমাইজড ডিভাইসগুলির জন্য জটিল জ্যামিতির নির্ভুলতা তৈরি করতেও সক্ষম করে।
৩) ইলেকট্রনিক্স
মাইক্রোইলেকট্রনিক্স এবং সেমিকন্ডাক্টর উৎপাদনে, WJGL এর উচ্চ নির্ভুলতা এবং কম তাপীয় প্রভাবের কারণে ওয়েফার ডাইসিং, চিপ প্যাকেজিং এবং মাইক্রো-স্ট্রাকচারিংয়ের জন্য ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। জল শীতলকরণ সংবেদনশীল উপাদানগুলির তাপ-প্ররোচিত ক্ষতি হ্রাস করে, নির্ভরযোগ্যতা এবং কর্মক্ষমতা স্থিতিশীলতা উন্নত করে।
৪) ডায়মন্ড মেশিনিং
হীরা এবং অন্যান্য অতি-কঠিন উপাদানের অংশগুলির জন্য, WJGL কম তাপীয় প্রভাব, ন্যূনতম যান্ত্রিক চাপ, উচ্চ দক্ষতা এবং উচ্চতর প্রান্ত/পৃষ্ঠের মানের সাথে উচ্চ-নির্ভুলতা কাটিং এবং ড্রিলিং অফার করে। প্রচলিত যান্ত্রিক পদ্ধতি এবং কিছু লেজার কৌশলের তুলনায়, WJGL প্রায়শই উপাদানের অখণ্ডতা সংরক্ষণ এবং ত্রুটিগুলি দমনে বেশি কার্যকর।
ওয়াটার-জেট গাইডেড লেজার (WJGL) প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্নাবলী
১) ওয়াটার-জেট গাইডেড লেজার (WJGL) মেশিনিং কী?
WJGL হল একটি লেজার প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতি যেখানে লেজার রশ্মিকে একটি মাইক্রো ওয়াটার জেটের সাথে সংযুক্ত করা হয়। ওয়াটার জেটটি একটি রশ্মি-নির্দেশক মাধ্যম এবং একটি শীতল/ধ্বংসাবশেষ অপসারণ মাধ্যম উভয়ই হিসাবে কাজ করে, যা তাপীয় ক্ষতি কমিয়ে উচ্চ নির্ভুলতা সক্ষম করে।
২) WJGL কিভাবে কাজ করে?
WJGL জল-বাতাস ইন্টারফেসে সম্পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলনের উপর নির্ভর করে। যেহেতু জল এবং বাতাসের প্রতিসরাঙ্ক ভিন্ন, তাই লেজারটিকে জলের কলামের মধ্যে সীমাবদ্ধ এবং নির্দেশিত করা যেতে পারে - একটি "তরল অপটিক্যাল ফাইবার" এর মতো - এবং স্থিরভাবে মেশিনিং জোনে সরবরাহ করা যেতে পারে।
৩) WJGL কেন তাপ-প্রভাবিত অঞ্চল (HAZ) হ্রাস করে?
উচ্চ তাপ ক্ষমতার কারণে অবিরাম প্রবাহিত জল দক্ষতার সাথে তাপ অপসারণ করে। এটি তাপ সঞ্চয়কে দমন করে, HAZ, বিকৃতি এবং মাইক্রোক্র্যাকিং হ্রাস করে।
৪) প্রচলিত লেজার প্রক্রিয়াকরণের তুলনায় প্রধান সুবিধাগুলি কী কী?
সাধারণত প্রধান সুবিধাগুলির মধ্যে রয়েছে:
-
রিফোকাসিংয়ের প্রয়োজনীয়তা হ্রাস করা হয়েছে বা নেই; নন-প্ল্যানার/3D কাটিং এর জন্য উপযুক্ত
-
আরও সুসংগত, সমান্তরাল কার্ফ দেয়াল এবং উন্নত কাটার মান
-
উল্লেখযোগ্যভাবে কম তাপীয় প্রভাব (ছোট HAZ)
-
পরিষ্কার প্রক্রিয়াজাতকরণ: জল কণাগুলিকে ধরে রাখে এবং জমা/দূষণ রোধ করতে সাহায্য করে
-
কম গর্ত তৈরি: জেট কার্ফ থেকে গলিত উপাদান বের করে দিতে সাহায্য করে
আমাদের সম্পর্কে
XKH বিশেষ অপটিক্যাল গ্লাস এবং নতুন স্ফটিক উপকরণের উচ্চ-প্রযুক্তির উন্নয়ন, উৎপাদন এবং বিক্রয়ে বিশেষজ্ঞ। আমাদের পণ্যগুলি অপটিক্যাল ইলেকট্রনিক্স, কনজিউমার ইলেকট্রনিক্স এবং সামরিক বাহিনীতে পরিবেশন করে। আমরা স্যাফায়ার অপটিক্যাল উপাদান, মোবাইল ফোন লেন্স কভার, সিরামিক, LT, সিলিকন কার্বাইড SIC, কোয়ার্টজ এবং সেমিকন্ডাক্টর স্ফটিক ওয়েফার অফার করি। দক্ষ দক্ষতা এবং অত্যাধুনিক সরঞ্জামের সাহায্যে, আমরা অ-মানক পণ্য প্রক্রিয়াকরণে দক্ষতা অর্জন করি, একটি শীর্ষস্থানীয় অপটোইলেকট্রনিক উপকরণ উচ্চ-প্রযুক্তি উদ্যোগ হওয়ার লক্ষ্যে।












