لیزرز کو سب سے پہلے 1970 کی دہائی میں کاٹنے کے لیے استعمال کیا گیا تھا۔ جدید صنعتی پیداوار میں، شیٹ میٹل، پلاسٹک، گلاس، سیرامکس، سیمی کنڈکٹرز، ٹیکسٹائل، لکڑی اور کاغذ کی پروسیسنگ میں لیزر کٹنگ بڑے پیمانے پر استعمال ہوتی ہے۔
اگلے چند سالوں میں، درست مشینی اور مائیکرو مشیننگ کے میدان میں لیزر کٹنگ کا اطلاق بھی خاطر خواہ ترقی حاصل کرے گا۔
لیزر کاٹنے
جب ایک فوکسڈ لیزر بیم کو ورک پیس پر چمکایا جاتا ہے، تو شعاع زدہ علاقہ ڈرامائی طور پر گرم ہوتا ہے تاکہ مواد پگھل یا بخارات بن جائے۔ جیسے ہی لیزر بیم ورک پیس میں داخل ہوتی ہے، کاٹنے کا عمل شروع ہوجاتا ہے: لیزر بیم مواد کو پگھلتے ہوئے سموچ کے ساتھ ساتھ حرکت کرتی ہے۔ ہوا کا ایک جیٹ عام طور پر کیرف سے پگھلنے کو اڑانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، جس سے کٹے ہوئے حصے اور پلیٹ ہولڈر کے درمیان ایک تنگ فاصلہ رہ جاتا ہے، جو تقریباً فوکسڈ لیزر بیم جتنا چوڑا ہوتا ہے۔
شعلہ کاٹنا
آکسیجن کاٹنا ایک معیاری عمل ہے جس میں ہلکے سٹیل کو کاٹنے والی گیس کے طور پر آکسیجن کا استعمال کیا جاتا ہے۔ چیرا میں 6 بار تک آکسیجن کا دباؤ ڈالا جاتا ہے۔ وہاں، گرم دھات آکسیجن کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتی ہے: دہن اور آکسیکرن شروع ہوتا ہے۔ کیمیائی رد عمل لیزر بیم کو کاٹنے میں مدد کرنے کے لیے بڑی مقدار میں توانائی (لیزر کی طاقت سے پانچ گنا تک) جاری کرتا ہے۔
تصویر
تصویر 1 لیزر بیم ورک پیس کو پگھلا دیتی ہے، اور کاٹنے والی گیس چیرا میں موجود پگھلے ہوئے مواد اور سلیگ کو اڑا دیتی ہے۔
پگھل کاٹنے
فیوژن کٹنگ دھات کاٹتے وقت استعمال ہونے والا ایک اور معیاری عمل ہے۔ دیگر fusible مواد جیسے سیرامکس کو کاٹنے کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔
نائٹروجن یا آرگن کو کاٹنے والی گیس کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، اور 2-20 بار کے دباؤ والی گیس کو چیرا کے ذریعے اڑا دیا جاتا ہے۔ ارگون اور نائٹروجن غیر فعال گیسیں ہیں، جس کا مطلب ہے کہ وہ چیرا میں پگھلی ہوئی دھات کے ساتھ رد عمل ظاہر نہیں کرتے، بس اسے نیچے کی طرف اڑا دیتے ہیں۔ ایک ہی وقت میں، غیر فعال گیس ہوا کے ذریعے آکسائڈائز ہونے سے کاٹنے والے کنارے کی حفاظت کر سکتی ہے.
کمپریسڈ ہوا کاٹنے
پتلی چادروں کو کاٹنے کے لیے کمپریسڈ ہوا بھی استعمال کی جا سکتی ہے۔ 5-6 بار تک ہوا کا دباؤ کٹ سے پگھلی ہوئی دھات کو اڑانے کے لیے کافی ہے۔ چونکہ ہوا تقریباً 80 فیصد نائٹروجن ہے، اس لیے کمپریسڈ ایئر کٹنگ بنیادی طور پر فیوژن کٹنگ ہے۔
پلازما کی مدد سے کاٹنے
اگر پیرامیٹرز کو صحیح طریقے سے منتخب کیا جائے تو، پلازما کی مدد سے پگھلنے والے کاٹنے والے کیرف میں پلازما کلاؤڈ نمودار ہوگا۔ پلازما کلاؤڈ آئنائزڈ دھاتی بخارات اور آئنائزڈ کٹنگ گیس پر مشتمل ہوتا ہے۔ پلازما کلاؤڈ CO2 لیزر کی توانائی کو جذب کرتا ہے اور اسے ورک پیس میں منتقل کرتا ہے، تاکہ زیادہ توانائی ورک پیس کے ساتھ مل جائے، اور مواد تیزی سے پگھل جائے گا، جس کے نتیجے میں کاٹنے کی رفتار تیز ہوگی۔ لہذا، اس کاٹنے کے عمل کو تیز رفتار پلازما کٹنگ بھی کہا جاتا ہے۔
پلازما بادل سالڈ سٹیٹ لیزرز کے لیے عملی طور پر شفاف ہوتے ہیں، اس لیے پلازما کی مدد سے پگھلنے والی کٹنگ کے لیے صرف CO2 لیزر ہی استعمال کیے جا سکتے ہیں۔
تصویر
گیسیفیکیشن کاٹنا
گیسیفیکیشن کٹنگ مواد کو بخارات بناتا ہے، ارد گرد کے مواد پر تھرمل اثر کو کم کرتا ہے۔ یہ کم گرمی، زیادہ جذب کرنے والے مواد جیسے پتلی پلاسٹک کی فلموں کے ساتھ ساتھ لکڑی، کاغذ، فوم وغیرہ جیسے غیر پگھلنے والے مواد کو مسلسل CO2 لیزر پروسیسنگ کا استعمال کرتے ہوئے حاصل کیا جا سکتا ہے۔
الٹرا شارٹ پلس لیزر اس تکنیک کو دوسرے مواد پر لاگو کرنے کی اجازت دیتے ہیں۔ دھات میں مفت الیکٹران لیزر کی روشنی کو جذب کرتے ہیں اور پرتشدد طریقے سے گرم کرتے ہیں۔ لیزر کی دالیں پگھلے ہوئے ذرات اور پلازما کے ساتھ رد عمل کا اظہار نہیں کرتی ہیں، اور مواد براہ راست سرسبز ہو جاتا ہے، جس سے ارد گرد کے مواد کو حرارت کی صورت میں توانائی کی منتقلی کا وقت نہیں ملتا۔ Picosecond دالیں اہم تھرمل اثرات، پگھلنے اور گڑ کی تشکیل کے بغیر مواد کو ختم کرتی ہیں۔
تصویر
تصویر 3 گیسیفیکیشن کٹنگ: لیزر مواد کو بخارات بنا کر جلا دیتا ہے۔ بھاپ کا دباؤ چیرا سے سلیگ خارج کرتا ہے۔
پیرامیٹرز: مشینی عمل کو ایڈجسٹ کرنا
بہت سے پیرامیٹرز لیزر کاٹنے کے عمل کو متاثر کرتے ہیں، جن میں سے کچھ لیزر اور مشین ٹول کی تکنیکی کارکردگی پر منحصر ہوتے ہیں، جبکہ دیگر مختلف ہوتے ہیں۔
پولرائزیشن کی ڈگری
پولرائزیشن کی ڈگری اس بات کی نشاندہی کرتی ہے کہ لیزر لائٹ کا کتنا فیصد تبدیل ہوتا ہے۔ پولرائزیشن کی ایک عام ڈگری تقریباً 90 فیصد ہے۔ یہ ایک اعلی معیار کی کٹ کے لئے کافی سے زیادہ ہے.
فوکل قطر
فوکل قطر کیرف کی چوڑائی کو متاثر کرتا ہے، اور فوکل قطر کو فوکس کرنے والے آئینے کی فوکل لمبائی کو تبدیل کرکے تبدیل کیا جاسکتا ہے۔ ایک چھوٹا فوکل قطر کا مطلب ہے ایک تنگ چیرا۔
فوکس پوزیشن
فوکس پوزیشن ورک پیس کی سطح پر بیم کے قطر اور طاقت کی کثافت کے ساتھ ساتھ چیرا کی شکل کا تعین کرتی ہے۔
تصویر
تصویر 4 فوکس پوزیشن: ورک پیس کے اندر، ورک پیس کی سطح پر اور ورک پیس کے اوپر
لیزر طاقت
لیزر پاور پروسیسنگ کی قسم، مواد کی قسم اور موٹائی سے ملنا چاہئے. طاقت اتنی زیادہ ہونی چاہیے کہ ورک پیس پر بجلی کی کثافت مشینی حد سے زیادہ ہو۔
تصویر
تصویر 5 اعلی لیزر پاور موٹے مواد کو کاٹ سکتی ہے۔
آپریٹنگ موڈ
مسلسل موڈ بنیادی طور پر دھات اور پلاسٹک کے معیاری پروفائلز کو ملی میٹر سے سینٹی میٹر سائز میں کاٹنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ سوراخوں کو پگھلانے یا قطعی شکل بنانے کے لیے، کم فریکوئنسی پلسڈ لیزر استعمال کیے جاتے ہیں۔
کاٹنے کی رفتار
لیزر پاور اور کاٹنے کی رفتار ایک دوسرے سے مماثل ہونی چاہیے۔ کاٹنے کی رفتار جو بہت تیز یا بہت سست ہے اس کے نتیجے میں کھردرا پن اور گڑبڑ بن جائے گی۔
تصویر
شکل 6 شیٹ کی موٹائی بڑھنے کے ساتھ کاٹنے کی رفتار کم ہوتی جاتی ہے۔
نوزل قطر
نوزل کا قطر نوزل سے گیس کے بہاؤ کی شرح اور شکل کا تعین کرتا ہے۔ مواد جتنا گاڑھا ہوگا، گیس جیٹ کا قطر اتنا ہی بڑا ہوگا اور اس کے مطابق نوزل کھلنے کا قطر۔
گیس کی پاکیزگی اور بیرومیٹرک پریشر
آکسیجن اور نائٹروجن اکثر کاٹنے والی گیسوں کے طور پر استعمال ہوتے ہیں۔ گیس کی پاکیزگی اور دباؤ کاٹنے کے اثر کو متاثر کرتی ہے۔
آکسی ایندھن کے ساتھ کاٹتے وقت، 99.95 فیصد گیس کی خالصیت درکار ہوتی ہے۔ اسٹیل پلیٹ جتنی موٹی ہوگی، گیس کا دباؤ اتنا ہی کم ہوگا۔
نائٹروجن کے ساتھ فیوژن کاٹنے کے لیے 99.995 فیصد (مثالی طور پر 99.999 فیصد) کی گیس کی خالصیت کی ضرورت ہوتی ہے، اور موٹی سٹیل پلیٹوں کو فیوژن کاٹنے کے لیے زیادہ گیس پریشر کی ضرورت ہوتی ہے۔
تکنیکی ڈیٹا شیٹ
لیزر کٹنگ کے ابتدائی دنوں میں، صارفین کو آزمائشی آپریشن کے ذریعے پروسیسنگ پیرامیٹرز کی ترتیب کا خود فیصلہ کرنا پڑتا تھا۔ اچھی طرح سے قائم شدہ پروسیسنگ پیرامیٹرز اب کٹنگ سسٹم کے کنٹرول یونٹ میں محفوظ ہیں۔ ہر مواد کی قسم اور موٹائی کے لیے متعلقہ ڈیٹا ہوتا ہے۔ تکنیکی ڈیٹا شیٹ ان لوگوں کے لیے بھی جو اس ٹیکنالوجی سے واقف نہیں ہیں، لیزر کٹنگ کے سامان کے ہموار آپریشن کے قابل بناتی ہے۔
لیزر کاٹنے کے معیار کی تشخیص کے عوامل
لیزر کٹ ایج کے معیار کو جانچنے کے لیے بہت سے معیارات ہیں۔ معیارات جیسے burr فارم، ڈپریشن، اور ساخت کا فیصلہ ننگی آنکھ سے کیا جا سکتا ہے۔ عمودی، کھردری، اور چیرا کی چوڑائی وغیرہ کو خصوصی آلات سے ماپا جانا ضروری ہے۔ لیزر کٹنگ کے معیار کی پیمائش کے لیے مواد کا جمع، سنکنرن، گرمی سے متاثرہ زون اور اخترتی بھی اہم عوامل ہیں۔
