লেজার কাটিংআবেদন
দ্রুত অক্ষীয় প্রবাহের CO2 লেজারগুলো প্রধানত ধাতব পদার্থ লেজার কাটিংয়ের জন্য ব্যবহৃত হয়, মূলত এদের ভালো বিম কোয়ালিটির কারণে। যদিও CO2 লেজার বিমের প্রতি বেশিরভাগ ধাতুর প্রতিফলন ক্ষমতা বেশ উচ্চ, কক্ষ তাপমাত্রায় ধাতব পৃষ্ঠের প্রতিফলন ক্ষমতা তাপমাত্রা এবং জারণের মাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে বাড়ে। একবার ধাতব পৃষ্ঠ ক্ষতিগ্রস্ত হলে, ধাতুটির প্রতিফলন ক্ষমতা ১-এর কাছাকাছি চলে আসে। ধাতু লেজার কাটিংয়ের জন্য উচ্চতর গড় ক্ষমতার প্রয়োজন হয়, এবং শুধুমাত্র উচ্চ-ক্ষমতার CO2 লেজারগুলোতেই এই শর্তটি পূরণ হয়।
১. ইস্পাত সামগ্রীর লেজার কাটিং
১.১ CO2 অবিচ্ছিন্ন লেজার কাটিং। CO2 অবিচ্ছিন্ন লেজার কাটিং-এর প্রধান প্রক্রিয়া পরামিতিগুলোর মধ্যে রয়েছে লেজার শক্তি, সহায়ক গ্যাসের ধরন ও চাপ, কাটিং গতি, ফোকাল অবস্থান, ফোকাল গভীরতা এবং নজলের উচ্চতা।
(1) লেজার শক্তি কাটার পুরুত্ব, কাটার গতি এবং কর্তনের প্রস্থের উপর লেজার শক্তির একটি বড় প্রভাব রয়েছে। যখন অন্যান্য পরামিতি স্থির থাকে, তখন কাটিং প্লেটের পুরুত্ব বাড়ার সাথে সাথে কাটার গতি কমে যায় এবং লেজার শক্তি বাড়ার সাথে সাথে কাটার গতি বেড়ে যায়। অন্য কথায়, লেজার শক্তি যত বেশি হবে, তত পুরু প্লেট কাটা যাবে, কাটার গতি তত দ্রুত হবে এবং কর্তনের প্রস্থ তত সামান্য বড় হবে।
(2) সহায়ক গ্যাসের প্রকার এবং চাপ যখন কম কার্বন ইস্পাত কাটা হয়, তখন লোহা-অক্সিজেন দহন বিক্রিয়ার তাপকে কাজে লাগিয়ে কাটিং প্রক্রিয়াকে ত্বরান্বিত করার জন্য সহায়ক গ্যাস হিসাবে CO2 ব্যবহার করা হয়। এতে কাটার গতি বেশি হয় এবং ইনসিশনের মান ভালো হয়, বিশেষ করে আঠালো স্ল্যাগ ছাড়া ইনসিশন পাওয়া যায়। স্টেইনলেস স্টিল কাটার সময় CO2 ব্যবহার করা হয়। স্ল্যাগ সহজেই ইনসিশনের নিচের অংশে লেগে যায়। প্রায়শই CO2 + N2 মিশ্র গ্যাস বা দ্বি-স্তর গ্যাস প্রবাহ ব্যবহার করা হয়। সহায়ক গ্যাসের চাপ কাটার ফলাফলের উপর একটি উল্লেখযোগ্য প্রভাব ফেলে। গ্যাস প্রবাহের গতি বৃদ্ধি এবং স্ল্যাগ অপসারণ ক্ষমতা উন্নত হওয়ার কারণে, গ্যাসের চাপ যথাযথভাবে বাড়ালে আঠালো স্ল্যাগ ছাড়াই কাটার গতি বাড়ানো যায়। তবে, চাপ খুব বেশি হলে, কাটা পৃষ্ঠটি অমসৃণ হয়ে যায়। ইনসিশন পৃষ্ঠের গড় অমসৃণতার উপর অক্সিজেন চাপের প্রভাব নিচের চিত্রে দেখানো হয়েছে।
দেহের চাপ প্লেটের পুরুত্বের উপরও নির্ভর করে। ১ কিলোওয়াট CO2 লেজার দিয়ে কম কার্বন ইস্পাত কাটার সময়, অক্সিজেন চাপ এবং প্লেটের পুরুত্বের মধ্যে সম্পর্কটি নিচের চিত্রে দেখানো হয়েছে।
(3) কাটিং স্পিড কাটিংয়ের মানের উপর কাটিং স্পিডের একটি উল্লেখযোগ্য প্রভাব রয়েছে। লেজার পাওয়ারের নির্দিষ্ট পরিস্থিতিতে, কম কার্বন ইস্পাত কাটার সময় ভাল কাটিং স্পিডের জন্য সংশ্লিষ্ট উচ্চ এবং নিম্ন সংকটপূর্ণ মান রয়েছে। যদি কাটিং স্পিড সংকটপূর্ণ মানের চেয়ে বেশি বা কম হয়, তাহলে স্ল্যাগ আটকে যাবে। যখন কাটিং স্পিড কম থাকে, তখন কাটিং এজে জারণ বিক্রিয়ার তাপের ক্রিয়াকাল দীর্ঘায়িত হয়, কাটিংয়ের প্রস্থ বৃদ্ধি পায় এবং কাটিং পৃষ্ঠটি অমসৃণ হয়ে যায়। কাটিং স্পিড বাড়ার সাথে সাথে, ছেদন ধীরে ধীরে সরু হতে থাকে যতক্ষণ না উপরের ছেদনের প্রস্থ স্পটের ব্যাসের সমান হয়। এই সময়ে, ছেদনটি সামান্য কীলক-আকৃতির হয়, উপরে চওড়া এবং নীচে সরু। কাটিং স্পিড আরও বাড়তে থাকলে, উপরের ছেদনের প্রস্থ ক্রমাগত ছোট হতে থাকে, কিন্তু ছেদনের নীচের অংশ তুলনামূলকভাবে চওড়া হয়ে যায় এবং একটি উল্টানো কীলক আকৃতি ধারণ করে।
(5) ফোকাসের গভীরতা
ফোকাসের গভীরতা কাটিং সারফেসের গুণমান এবং কাটিং স্পিডের উপর একটি নির্দিষ্ট প্রভাব ফেলে। তুলনামূলকভাবে বড় স্টিলের পাত কাটার সময়, বেশি ফোকাল গভীরতার বিম ব্যবহার করা উচিত; পাতলা পাত কাটার সময়, কম ফোকাল গভীরতার বিম ব্যবহার করা উচিত।
(6) নজলের উচ্চতা
নজলের উচ্চতা বলতে সহায়ক গ্যাস নজলের শেষ পৃষ্ঠ থেকে ওয়ার্কপিসের উপরের পৃষ্ঠ পর্যন্ত দূরত্বকে বোঝায়। নজলের উচ্চতা বেশি হলে, নির্গত সহায়ক বায়ুপ্রবাহের ভরবেগ সহজেই ওঠানামা করে, যা কাটিংয়ের গুণমান এবং গতিকে প্রভাবিত করে। তাই, লেজার কাটিংয়ের সময় নজলের উচ্চতা সাধারণত সর্বনিম্ন রাখা হয়, যা সাধারণত ০.৫ থেকে ২.০ মিমি হয়ে থাকে।
① লেজারের দিকসমূহ
ক. লেজারের শক্তি বৃদ্ধি করুন। আরও শক্তিশালী লেজার তৈরি করা হলো কাটার পুরুত্ব বাড়ানোর একটি প্রত্যক্ষ ও কার্যকর উপায়।
খ. পালস প্রসেসিং। পালসড লেজারের সর্বোচ্চ শক্তি খুব বেশি এবং এটি পুরু ইস্পাতের পাত ভেদ করতে পারে। উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি, সংকীর্ণ-পালস-প্রস্থের পালস লেজার কাটিং প্রযুক্তি প্রয়োগ করে লেজারের শক্তি না বাড়িয়েই পুরু ইস্পাতের পাত কাটা যায় এবং এর ছেদের আকার অবিচ্ছিন্ন লেজার কাটিংয়ের চেয়ে ছোট হয়।
গ. নতুন লেজার ব্যবহার করুন
২ অপটিক্যাল সিস্টেম
ক. অ্যাডাপ্টিভ অপটিক্যাল সিস্টেম। প্রচলিত লেজার কাটিং থেকে এর পার্থক্য হলো, এতে কাটিং সারফেসের নিচে ফোকাস স্থাপন করার প্রয়োজন হয় না। যখন স্টিল প্লেটের পুরুত্বের দিক বরাবর ফোকাসের অবস্থান কয়েক মিলিমিটার উপরে-নিচে ওঠানামা করে, তখন অ্যাডাপ্টিভ অপটিক্যাল সিস্টেমে ফোকাল লেংথও ফোকাসের অবস্থানের এই পরিবর্তনের সাথে সাথে পরিবর্তিত হয়। ফোকাল লেংথের এই ওঠানামা লেজার এবং ওয়ার্কপিসের মধ্যকার আপেক্ষিক গতির সাথে মিলে যায়, যার ফলে ওয়ার্কপিসের গভীরতা বরাবর ফোকাসের অবস্থানও উপরে-নিচে পরিবর্তিত হতে থাকে। এই কাটিং প্রক্রিয়া, যেখানে বাহ্যিক অবস্থার সাথে ফোকাসের অবস্থান পরিবর্তিত হয়, তা দিয়ে উচ্চ-মানের কাট তৈরি করা সম্ভব। এই পদ্ধতির অসুবিধা হলো, এর কাটিং গভীরতা সীমিত, যা সাধারণত ৩০ মিমি-এর বেশি হয় না।
খ. বাইফোকাল কাটিং প্রযুক্তি। একটি বিশেষ লেন্স ব্যবহার করে রশ্মিকে দুটি ভিন্ন অংশে দুইবার ফোকাস করা হয়। চিত্র ৪.৫৮-এ যেমন দেখানো হয়েছে, D হলো লেন্সের কেন্দ্র অংশের ব্যাস এবং φ হলো লেন্সের প্রান্ত অংশের ব্যাস। লেন্সের কেন্দ্রের বক্রতার ব্যাসার্ধ তার চারপাশের এলাকার চেয়ে বড়, যা একটি দ্বৈত ফোকাস তৈরি করে। কাটিং প্রক্রিয়ার সময়, উপরের ফোকাসটি ওয়ার্কপিসের উপরের পৃষ্ঠে এবং নিচের ফোকাসটি ওয়ার্কপিসের নিচের পৃষ্ঠের কাছাকাছি অবস্থিত থাকে। এই বিশেষ দ্বৈত-ফোকাস লেজার কাটিং প্রযুক্তির অনেক সুবিধা রয়েছে। মাইল্ড স্টিল কাটার জন্য, এটি কেবল ধাতুর উপরের পৃষ্ঠে একটি উচ্চ-তীব্রতার লেজার রশ্মি বজায় রেখে উপাদানটির প্রজ্বলনের জন্য প্রয়োজনীয় শর্ত পূরণ করে না, বরং ধাতুর নিচের পৃষ্ঠের কাছাকাছি একটি উচ্চ-তীব্রতার লেজার রশ্মি বজায় রেখে প্রজ্বলনের প্রয়োজনীয়তাও পূরণ করে। উপাদানের পুরুত্বের সম্পূর্ণ পরিসর জুড়ে পরিষ্কার কাট তৈরি করার প্রয়োজন। এই প্রযুক্তি উচ্চ-মানের কাট পাওয়ার জন্য প্যারামিটারের পরিসরকে প্রসারিত করে। উদাহরণস্বরূপ, একটি ৩ কিলোওয়াট CO2 ব্যবহার করে। লেজার ব্যবহার করে প্রচলিত পদ্ধতিতে কাটার পুরুত্ব মাত্র ১৫-২০ মিমি পর্যন্ত হতে পারে, যেখানে ডুয়াল ফোকাস কাটিং প্রযুক্তি ব্যবহার করে কাটার পুরুত্ব ৩০-৪০ মিমি পর্যন্ত পৌঁছানো সম্ভব।
③ নজল এবং সহায়ক বায়ু প্রবাহ
বায়ুপ্রবাহ ক্ষেত্রের বৈশিষ্ট্য উন্নত করার জন্য নজলটি যুক্তিসঙ্গতভাবে ডিজাইন করা হয়। সুপারসনিক নজলের ভেতরের দেয়ালের ব্যাস প্রথমে সংকুচিত হয় এবং তারপর প্রসারিত হয়, যা নির্গমন পথে সুপারসনিক বায়ুপ্রবাহ তৈরি করতে পারে। শক ওয়েভ তৈরি না করেই বায়ু সরবরাহের চাপ খুব বেশি হতে পারে। লেজার কাটিংয়ের জন্য সুপারসনিক নজল ব্যবহার করলে কাটিংয়ের মানও আদর্শ হয়। যেহেতু ওয়ার্কপিসের পৃষ্ঠে সুপারসনিক নজলের কাটিং চাপ তুলনামূলকভাবে স্থিতিশীল থাকে, তাই এটি পুরু ইস্পাতের পাত লেজার কাটিংয়ের জন্য বিশেষভাবে উপযুক্ত।
পোস্ট করার সময়: ১৮-জুলাই-২০২৪
