সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, শিল্প উৎপাদনের ক্ষেত্রে লেজার ক্লিনিং অন্যতম গবেষণার কেন্দ্রবিন্দুতে পরিণত হয়েছে, এবং এই গবেষণার আওতায় প্রক্রিয়া, তত্ত্ব, সরঞ্জাম এবং প্রয়োগ অন্তর্ভুক্ত রয়েছে। শিল্পক্ষেত্রে প্রয়োগের ক্ষেত্রে, লেজার ক্লিনিং প্রযুক্তি বিভিন্ন ধরনের পৃষ্ঠতল নির্ভরযোগ্যভাবে পরিষ্কার করতে সক্ষম হয়েছে। এর মধ্যে ইস্পাত, অ্যালুমিনিয়াম, টাইটানিয়াম, কাচ এবং যৌগিক পদার্থসহ বিভিন্ন বস্তু পরিষ্কার করা হয়। এর প্রয়োগক্ষেত্রগুলির মধ্যে রয়েছে মহাকাশ, বিমান চলাচল, জাহাজ চলাচল, দ্রুতগতির রেল, স্বয়ংচালিত যান, ছাঁচ, পারমাণবিক শক্তি, সামুদ্রিক এবং অন্যান্য ক্ষেত্র।
১৯৬০-এর দশকে উদ্ভাবিত লেজার ক্লিনিং প্রযুক্তির সুবিধাগুলো হলো এর ভালো পরিষ্কার করার ক্ষমতা, ব্যাপক প্রয়োগক্ষেত্র, উচ্চ নির্ভুলতা, স্পর্শবিহীন ব্যবহার এবং সহজলভ্যতা। শিল্প উৎপাদন, নির্মাণ, রক্ষণাবেক্ষণ এবং অন্যান্য ক্ষেত্রে এর ব্যাপক প্রয়োগের সম্ভাবনা রয়েছে। আশা করা যায়, এটি প্রচলিত পরিষ্কার করার পদ্ধতিগুলোকে আংশিকভাবে বা সম্পূর্ণরূপে প্রতিস্থাপন করবে এবং একবিংশ শতাব্দীর সবচেয়ে সম্ভাবনাময় পরিবেশবান্ধব পরিষ্কারকরণ প্রযুক্তি হয়ে উঠবে।
লেজার পরিষ্কার করার পদ্ধতি
লেজার ক্লিনিং প্রক্রিয়া অত্যন্ত জটিল, এবং এতে বিভিন্ন ধরনের বস্তু অপসারণ কৌশল জড়িত থাকে। একটি লেজার ক্লিনিং পদ্ধতির ক্ষেত্রে, পরিষ্কারকরণ প্রক্রিয়ায় একই সাথে বিভিন্ন কৌশল বিদ্যমান থাকতে পারে, যা প্রধানত লেজার এবং বস্তুর মধ্যে পারস্পরিক ক্রিয়ার কারণে ঘটে থাকে। এর মধ্যে রয়েছে বস্তুর পৃষ্ঠের ক্ষয়, বিয়োজন, আয়নীকরণ, অবক্ষয়, গলন, দহন, বাষ্পীভবন, কম্পন, স্পাটারিং, প্রসারণ, সংকোচন, বিস্ফোরণ, খোসা ওঠা, খসে পড়া এবং অন্যান্য ভৌত ও রাসায়নিক পরিবর্তন প্রক্রিয়া।
বর্তমানে, প্রচলিত লেজার ক্লিনিং পদ্ধতি প্রধানত তিনটি: লেজার অ্যাবলেশন ক্লিনিং, লিকুইড ফিল্ম-অ্যাসিস্টেড লেজার ক্লিনিং এবং লেজার শক ওয়েভ ক্লিনিং পদ্ধতি।
লেজার অ্যাবলেশন পরিষ্কার করার পদ্ধতি
প্রধান পদ্ধতিগত প্রক্রিয়াগুলো হলো তাপীয় প্রসারণ, বাষ্পীভবন, অ্যাবলেশন এবং ফেজ এক্সপ্লোশন। লেজারটি সাবস্ট্রেটের পৃষ্ঠ থেকে অপসারণযোগ্য উপাদানের উপর সরাসরি কাজ করে এবং পারিপার্শ্বিক অবস্থা বায়ু, বিরলীকৃত গ্যাস বা ভ্যাকুয়াম হতে পারে। এর পরিচালন পদ্ধতি সহজ এবং বিভিন্ন ধরণের আবরণ, রঙ, কণা বা ময়লা অপসারণের জন্য এটি সবচেয়ে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। নিচের ডায়াগ্রামটিতে লেজার অ্যাবলেশন ক্লিনিং পদ্ধতির প্রক্রিয়া চিত্র দেখানো হয়েছে।
যখন কোনো উপাদানের পৃষ্ঠে লেজার রশ্মি ফেলা হয়, তখন সাবস্ট্রেট এবং ক্লিনিং মেটেরিয়াল উভয়েরই প্রথমে তাপীয় প্রসারণ ঘটে। ক্লিনিং মেটেরিয়ালের সাথে লেজারের মিথস্ক্রিয়ার সময় বাড়ার সাথে সাথে, যদি তাপমাত্রা ক্লিনিং মেটেরিয়ালের ক্যাভিটেশন থ্রেশহোল্ডের চেয়ে কম থাকে, তবে ক্লিনিং মেটেরিয়ালটির কেবল ভৌত পরিবর্তন ঘটে। ক্লিনিং মেটেরিয়াল এবং সাবস্ট্রেটের তাপীয় প্রসারণ সহগের পার্থক্যের কারণে ইন্টারফেসে চাপের সৃষ্টি হয়, যার ফলে ক্লিনিং মেটেরিয়ালটি বেঁকে যায়, সাবস্ট্রেটের পৃষ্ঠ থেকে ছিঁড়ে যায়, ফেটে যায়, যান্ত্রিকভাবে ভেঙে যায়, কম্পনের ফলে চূর্ণবিচূর্ণ হয় ইত্যাদি। এরপর ক্লিনিং মেটেরিয়ালটি জেট দ্বারা অপসারণ করা হয় অথবা সাবস্ট্রেটের পৃষ্ঠ থেকে তুলে ফেলা হয়।
যদি তাপমাত্রা পরিষ্কারক উপাদানের গ্যাসীয়করণ প্রান্তিক তাপমাত্রার চেয়ে বেশি হয়, তবে দুটি পরিস্থিতি তৈরি হবে: ১) পরিষ্কারক উপাদানের ক্ষয় প্রান্তিক স্তর সাবস্ট্রেটের চেয়ে কম; ২) পরিষ্কারক উপাদানের ক্ষয় প্রান্তিক স্তর সাবস্ট্রেটের চেয়ে বেশি।
পরিষ্কারক পদার্থের এই দুটি ক্ষেত্রে গলন, ক্যাভিটেশন ও অ্যাবলেশন এবং অন্যান্য ভৌত-রাসায়নিক পরিবর্তন ঘটে। পরিষ্কার করার প্রক্রিয়াটি আরও জটিল; তাপীয় প্রভাব ছাড়াও এতে পরিষ্কারক পদার্থ ও অধঃস্তর বা সাবস্ট্রেটের মধ্যকার আণবিক বন্ধন ভাঙন, পরিষ্কারক পদার্থের বিয়োজন বা অবক্ষয়, দশা বিস্ফোরণ, পরিষ্কারক পদার্থের গ্যাসীয়করণ, তাৎক্ষণিক আয়নায়ন এবং প্লাজমার সৃষ্টি অন্তর্ভুক্ত থাকতে পারে।
(1)তরল ফিল্মের সহায়তায় লেজার পরিষ্কারকরণ
এই পদ্ধতির কার্যপ্রণালীর মধ্যে প্রধানত তরল ফিল্মের স্ফুটন, বাষ্পীভবন এবং কম্পন ইত্যাদি অন্তর্ভুক্ত। এর ব্যবহারের জন্য উপযুক্ত লেজার তরঙ্গদৈর্ঘ্য নির্বাচন করা প্রয়োজন, যা লেজার অ্যাবলেশন ক্লিনিং প্রক্রিয়ায় অভিঘাত চাপের অভাব পূরণ করতে এবং কিছু কঠিন বস্তু অপসারণ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।
নিচের চিত্রে যেমন দেখানো হয়েছে, পরিষ্কার করার বস্তুর পৃষ্ঠে আগে থেকেই একটি তরল স্তর (পানি, ইথানল বা অন্য কোনো তরল) লাগানো হয় এবং তারপর লেজার দিয়ে সেটিকে বিকিরণ করা হয়। তরল স্তরটি লেজার শক্তি শোষণ করে, যার ফলে তরল মাধ্যমটির একটি শক্তিশালী বিস্ফোরণ ঘটে। এই বিস্ফোরণের ফলে ফুটন্ত তরল উচ্চ গতিতে ছড়িয়ে পড়ে এবং শক্তি পৃষ্ঠের পরিষ্কারক পদার্থে স্থানান্তরিত হয়। এই উচ্চ ক্ষণস্থায়ী বিস্ফোরক শক্তি পৃষ্ঠের ময়লা অপসারণ করে পরিষ্কার করার উদ্দেশ্য পূরণের জন্য যথেষ্ট।
তরল ফিল্ম-সহায়ক লেজার পরিষ্কারকরণ পদ্ধতির দুটি অসুবিধা রয়েছে।
একটি কষ্টসাধ্য প্রক্রিয়া এবং এটি নিয়ন্ত্রণ করা কঠিন।
তরল ফিল্ম ব্যবহারের কারণে, পরিষ্কার করার পর সাবস্ট্রেট পৃষ্ঠের রাসায়নিক গঠন সহজেই পরিবর্তিত হয় এবং নতুন পদার্থের সৃষ্টি হয়।
(1)লেজার শক ওয়েভ ধরনের পরিষ্কার করার পদ্ধতি
এর প্রক্রিয়া পদ্ধতি এবং কার্যপ্রণালী প্রথম দুটির থেকে অনেকটাই ভিন্ন। এর কার্যপ্রণালী মূলত শক ওয়েভ ফোর্সের মাধ্যমে অপসারণ, এবং পরিষ্কার করার প্রধান লক্ষ্যবস্তু হলো কণা, যা মূলত সাব-মাইক্রন বা ন্যানোস্কেল আকারের কণা অপসারণের জন্য ব্যবহৃত হয়। এই প্রক্রিয়ার জন্য প্রয়োজনীয় শর্তাবলী অত্যন্ত কঠোর; একদিকে যেমন বাতাসকে আয়নিত করার ক্ষমতা নিশ্চিত করতে হয়, তেমনি লেজার এবং সাবস্ট্রেটের মধ্যে একটি উপযুক্ত দূরত্বও বজায় রাখতে হয়, যাতে কণাগুলোর উপর অভিঘাত বলের ক্রিয়া যথেষ্ট শক্তিশালী হয়।
লেজার শক ওয়েভ ক্লিনিং প্রক্রিয়ার একটি পরিকল্পিত চিত্র নিচে দেখানো হলো। লেজারটি সাবস্ট্রেটের পৃষ্ঠের সমান্তরালে আঘাত করে এবং সাবস্ট্রেটের সাথে সরাসরি সংস্পর্শে আসে না। ওয়ার্কপিস বা লেজার হেড সরিয়ে লেজারের ফোকাসকে কণার কাছাকাছি লেজার আউটপুটে সামঞ্জস্য করা হয়। ফোকাল পয়েন্টে বায়ুর আয়নীকরণ ঘটনা ঘটে, যার ফলে শক ওয়েভ তৈরি হয়। এই শক ওয়েভগুলো দ্রুত গোলাকারভাবে প্রসারিত হয় এবং কণাগুলোর সংস্পর্শে আসে। যখন কণার উপর শক ওয়েভের অনুপ্রস্থ উপাংশের মোমেন্ট, অনুদৈর্ঘ্য উপাংশের মোমেন্ট এবং কণার আসঞ্জন বলের চেয়ে বেশি হয়, তখন কণাটি গড়িয়ে অপসারিত হয়।
লেজার পরিষ্কার প্রযুক্তি
লেজার পরিষ্কার করার প্রক্রিয়াটি মূলত বস্তুর পৃষ্ঠতলে লেজার শক্তি শোষণের পর, বাষ্পীভবন ও উদ্বায়ন, অথবা তাৎক্ষণিক তাপীয় প্রসারণের মাধ্যমে পৃষ্ঠতলে লেগে থাকা কণার আসঞ্জনকে অতিক্রম করে, যার ফলে বস্তুটি পৃষ্ঠতল থেকে বিচ্ছিন্ন হয়ে যায় এবং পরিষ্কার করার উদ্দেশ্য সাধিত হয়।
মোটামুটিভাবে সারসংক্ষেপ করলে দাঁড়ায়: ১. লেজার বাষ্প বিয়োজন, ২. লেজার স্ট্রিপিং, ৩. ময়লা কণার তাপীয় প্রসারণ, ৪. সাবস্ট্রেট পৃষ্ঠের কম্পন এবং কণার কম্পন—এই চারটি দিক।
প্রচলিত পরিষ্কারকরণ প্রক্রিয়ার তুলনায় লেজার ক্লিনিং প্রযুক্তির নিম্নলিখিত বৈশিষ্ট্য রয়েছে।
১. এটি একটি ‘শুষ্ক’ পরিষ্কার পদ্ধতি, এতে কোনো পরিষ্কারক দ্রবণ বা অন্য কোনো রাসায়নিক দ্রবণ ব্যবহার করা হয় না এবং এর পরিচ্ছন্নতার মান রাসায়নিক পরিষ্কার পদ্ধতির চেয়ে অনেক বেশি।
২. ময়লা অপসারণের পরিধি এবং প্রযোজ্য পৃষ্ঠতলের পরিসর অত্যন্ত ব্যাপক, এবং
৩. লেজার প্রক্রিয়ার প্যারামিটার নিয়ন্ত্রণের মাধ্যমে, কার্যকরভাবে দূষক অপসারণের পাশাপাশি সাবস্ট্রেটের পৃষ্ঠের কোনো ক্ষতি করা হয় না, ফলে পৃষ্ঠটি একেবারে নতুনের মতো হয়ে যায়।
৪. লেজার ক্লিনিং সহজেই স্বয়ংক্রিয় করা যায়।
৫. লেজার জীবাণুমুক্তকরণ সরঞ্জাম দীর্ঘ সময় ধরে ব্যবহার করা যায় এবং এর পরিচালন ব্যয় কম।
৬. লেজার ক্লিনিং প্রযুক্তি একটি পরিবেশবান্ধব পরিষ্কারকরণ প্রক্রিয়া, যা বর্জ্য অপসারণ করে। এটি একটি কঠিন পাউডার, আকারে ছোট, সহজে সংরক্ষণযোগ্য এবং মূলত পরিবেশ দূষণ করে না।
১৯৮০-এর দশকে, সেমিকন্ডাক্টর শিল্পের দ্রুত বিকাশের ফলে সিলিকন ওয়েফার মাস্কের পৃষ্ঠের দূষিত কণা পরিষ্কার করার প্রযুক্তির উপর উচ্চতর চাহিদা তৈরি হয়। এর মূল বিষয় ছিল মাইক্রো-কণা এবং সাবস্ট্রেটের মধ্যেকার প্রবল শোষণ শক্তিকে অতিক্রম করা। প্রচলিত রাসায়নিক পরিষ্কারকরণ, যান্ত্রিক পরিষ্কারকরণ, এবং আল্ট্রাসনিক পরিষ্কারকরণ পদ্ধতিগুলো এই চাহিদা মেটাতে অক্ষম ছিল, এবং লেজার পরিষ্কারকরণ এই ধরনের দূষণ সমস্যার সমাধান করতে পারায়, এর সম্পর্কিত গবেষণা ও প্রয়োগ দ্রুত বিকশিত হয়েছে।
১৯৮৭ সালে লেজার ক্লিনিং-এর উপর প্রথম পেটেন্ট আবেদন জমা পড়ে। ১৯৯০-এর দশকে, জাপকা সেমিকন্ডাক্টর উৎপাদন প্রক্রিয়ায় মাস্কের পৃষ্ঠ থেকে ক্ষুদ্র কণা অপসারণের জন্য লেজার ক্লিনিং প্রযুক্তি সফলভাবে প্রয়োগ করে, যা শিল্পক্ষেত্রে লেজার ক্লিনিং প্রযুক্তির প্রাথমিক প্রয়োগকে বাস্তবায়িত করে। ১৯৯৫ সালে, গবেষকরা একটি ২ কিলোওয়াট TEA-CO2 লেজার ব্যবহার করে বিমানের কাঠামো থেকে রঙ অপসারণ সফলভাবে সম্পন্ন করেন।
একবিংশ শতাব্দীতে প্রবেশের পর, অতি-স্বল্প স্পন্দন লেজারের দ্রুত বিকাশের সাথে সাথে, লেজার ক্লিনিং প্রযুক্তির দেশীয় ও বিদেশী গবেষণা এবং প্রয়োগ ক্রমান্বয়ে বৃদ্ধি পেয়েছে, যা মূলত ধাতব পদার্থের পৃষ্ঠের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে। এর সাধারণ বিদেশী প্রয়োগগুলোর মধ্যে রয়েছে বিমানের কাঠামো থেকে রঙ অপসারণ, ছাঁচের পৃষ্ঠ থেকে তৈল অপসারণ, ইঞ্জিনের অভ্যন্তরীণ কার্বন অপসারণ এবং ঝালাইয়ের আগে জোড়ের পৃষ্ঠ পরিষ্কার করা। মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের এডিসন ওয়েল্ডিং ইনস্টিটিউটের FG16 যুদ্ধবিমানের লেজার ক্লিনিং-এ, যখন লেজারের শক্তি ছিল ১ কিলোওয়াট, তখন পরিষ্কারের পরিমাণ ছিল প্রতি মিনিটে ২.৩৬ ঘন সেন্টিমিটার।
উল্লেখ্য যে, উন্নত কম্পোজিট যন্ত্রাংশ থেকে লেজার পেইন্ট অপসারণের গবেষণা ও প্রয়োগও একটি প্রধান আলোচ্য বিষয়। মার্কিন নৌবাহিনীর HG53, HG56 হেলিকপ্টারের প্রপেলার ব্লেড এবং F16 যুদ্ধবিমানের ফ্ল্যাট টেইল ও অন্যান্য কম্পোজিট পৃষ্ঠে লেজার পেইন্ট অপসারণের প্রয়োগ বাস্তবায়িত হয়েছে, কিন্তু উড়োজাহাজে চীনের কম্পোজিট উপকরণের ব্যবহার বেশ দেরিতে শুরু হওয়ায় এ ধরনের গবেষণা কার্যত শূন্যের কোঠায় রয়েছে।
এছাড়াও, জোড়া লাগানোর আগে CFRP কম্পোজিটের পৃষ্ঠতলের শক্তি বাড়ানোর জন্য লেজার ক্লিনিং প্রযুক্তির ব্যবহারও বর্তমান গবেষণার অন্যতম কেন্দ্রবিন্দু। অডি টিটি গাড়ির উৎপাদন লাইনে হালকা অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয় দরজার ফ্রেমের পৃষ্ঠের অক্সাইড ফিল্ম পরিষ্কার করার জন্য অ্যাডাপ্ট লেজার কোম্পানি ফাইবার লেজার ক্লিনিং সরঞ্জাম সরবরাহ করেছে। যুক্তরাজ্যের রোলস জি রয়েস টাইটানিয়াম অ্যারো-ইঞ্জিনের যন্ত্রাংশের পৃষ্ঠের অক্সাইড ফিল্ম পরিষ্কার করতে লেজার ক্লিনিং ব্যবহার করেছে।
গত দুই বছরে লেজার ক্লিনিং প্রযুক্তির দ্রুত বিকাশ ঘটেছে। লেজার ক্লিনিং প্রক্রিয়ার প্যারামিটার ও ক্লিনিং কৌশল, ক্লিনিং বস্তুর গবেষণা কিংবা এর প্রয়োগ—সব ক্ষেত্রেই ব্যাপক অগ্রগতি সাধিত হয়েছে। প্রচুর তাত্ত্বিক গবেষণার পর, লেজার ক্লিনিং প্রযুক্তির গবেষণার কেন্দ্রবিন্দু ক্রমাগত এর প্রয়োগ গবেষণার দিকেই ঝুঁকেছে এবং প্রয়োগক্ষেত্রে আশাব্যঞ্জক ফলাফল পাওয়া গেছে। ভবিষ্যতে, সাংস্কৃতিক নিদর্শন ও শিল্পকর্ম সুরক্ষায় লেজার ক্লিনিং প্রযুক্তির ব্যবহার আরও ব্যাপক হবে এবং এর বাজার অত্যন্ত বিস্তৃত। বিজ্ঞান ও প্রযুক্তির বিকাশের সাথে সাথে, শিল্পক্ষেত্রে লেজার ক্লিনিং প্রযুক্তির প্রয়োগ বাস্তবে পরিণত হচ্ছে এবং এর প্রয়োগের পরিধিও ক্রমশ প্রসারিত হচ্ছে।
ম্যাভেন লেজার অটোমেশন কোম্পানি ১৪ বছর ধরে লেজার শিল্পে কাজ করে আসছে। আমরা লেজার মার্কিং-এ বিশেষজ্ঞ। আমাদের কাছে মেশিন ক্যাবিনেট লেজার ক্লিনিং মেশিন, ট্রলি কেস লেজার ক্লিনিং মেশিন, ব্যাকপ্যাক লেজার ক্লিনিং মেশিন এবং থ্রি-ইন-ওয়ান লেজার ক্লিনিং মেশিন রয়েছে। এছাড়াও, আমাদের কাছে লেজার ওয়েল্ডিং মেশিন, লেজার কাটিং মেশিন এবং লেজার মার্কিং এনগ্রেভিং মেশিনও আছে। আপনি যদি আমাদের মেশিনে আগ্রহী হন, তবে আমাদের অনুসরণ করতে পারেন এবং নির্দ্বিধায় আমাদের সাথে যোগাযোগ করতে পারেন।
পোস্ট করার সময়: ১৪ নভেম্বর, ২০২২
