চিকিৎসা, বিমান চালনা, মহাকাশ, অর্ধপরিবাহী এবং শক্তি ক্ষেত্রগুলির দ্রুত বিকাশের সাথে, মূল উপাদানগুলির জন্য কর্মক্ষমতা প্রয়োজনীয়তা ক্রমাগত বৃদ্ধি পাচ্ছে, যা প্রক্রিয়াকরণ প্রযুক্তি এবং সরঞ্জামগুলির অগ্রগতিকে উন্নীত করেছে। এই ক্ষেত্রগুলিতে, উপাদান কাটা প্রযুক্তির পছন্দ পণ্যের গুণমান এবং কর্মক্ষমতার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। যদিও ঐতিহ্যগত যান্ত্রিক কাটিং এবং উচ্চ-চাপের জল কাটার প্রযুক্তি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, লেজার কাটিং প্রক্রিয়াকরণের দক্ষতা, নির্ভুলতা এবং পরিবেশগত বন্ধুত্বের সুবিধার কারণে ধীরে ধীরে প্রথম পছন্দ হয়ে উঠছে। লেজার কাটিং প্রযুক্তি উচ্চ-নির্ভুলতা এবং উচ্চ-দক্ষ কাটিং অর্জনের জন্য একটি উচ্চ-শক্তি লেজার রশ্মির মাধ্যমে সরাসরি উপাদানকে বিকিরণ করে। একই সময়ে, এটি কাটার প্রক্রিয়া চলাকালীন সুস্পষ্ট শারীরিক যোগাযোগ তৈরি করে না, যার ফলে পরিবেশে দূষণ হ্রাস পায় এবং সবুজ উত্পাদন ধারণার সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ হয়।
লেজার কাটিং প্রযুক্তি অনেক প্রয়োগের পরিস্থিতিতে তার শ্রেষ্ঠত্ব দেখিয়েছে। উদাহরণ স্বরূপ, চিকিৎসা ক্ষেত্রে, যেহেতু আমার দেশ একটি বার্ধক্য সমাজে প্রবেশ করছে, ইন্ট্রাভাসকুলার স্টেন্টের বাজারের চাহিদা বেড়েছে, এবং সাম্প্রতিক বছরগুলিতে বাজারের বৃদ্ধির হার 20% ছাড়িয়ে গেছে। লেজার কাটিং প্রযুক্তির উচ্চ নির্ভুলতা এবং অভিযোজনযোগ্যতার কারণে ইন্ট্রাভাসকুলার স্টেন্ট প্রক্রিয়াকরণে ব্যাপকভাবে ব্যবহার করার সম্ভাবনা রয়েছে। যাইহোক, ঐতিহ্যগত লেজার কাটিয়া কিছু ক্ষেত্রে উপাদানের তাপীয় ক্ষতির কারণ হতে পারে, যা উপাদানটির পৃষ্ঠে ক্ষুদ্র ময়লা এবং তাপ-আক্রান্ত স্তর তৈরি করবে, যার ফলে উপাদানটির কার্যকারিতা এবং পরিষেবা জীবনকে প্রভাবিত করবে। এই সীমাবদ্ধতাগুলি অতিক্রম করার জন্য, জল-নির্দেশিত লেজার কাটিং প্রযুক্তি একটি উদ্ভাবনী কাটা পদ্ধতি হিসাবে আবির্ভূত হয়েছে। লেজার কাটিয়া প্রক্রিয়া চলাকালীন জল প্রবাহ প্রবর্তন করে, এটি কার্যকরভাবে তাপীয় ক্ষতি কমাতে পারে এবং কাটা উপাদানের পৃষ্ঠের গুণমান উন্নত করতে পারে।
জল-নির্দেশিত লেজার কি?
ওয়াটার-গাইডেড লেজার কাটিং টেকনোলজি হল একটি উদ্ভাবনী যৌগিক প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতি যা ওয়ার্কপিসটিকে সঠিকভাবে কাটাতে লেজার রশ্মিকে গাইড করতে একটি ওয়াটার জেট ব্যবহার করে। এই প্রযুক্তির মূল হল জল এবং বায়ুর বিভিন্ন প্রতিসরণ সূচক বৈশিষ্ট্য ব্যবহার করা। যখন লেজার রশ্মি একটি নির্দিষ্ট কোণে জল-বায়ু ইন্টারফেসের দিকে নির্দেশিত হয়, যদি ঘটনা কোণটি মোট প্রতিফলনের সমালোচনামূলক কোণের চেয়ে কম হয়, লেজার রশ্মিটি সম্পূর্ণরূপে প্রতিফলিত হবে এবং ইন্টারফেসে প্রবেশ করবে না, যার ফলে লেজারটি নিশ্চিত হবে শক্তি কার্যকরভাবে সীমিত এবং জল মরীচি মধ্যে প্রেরণ করা হয়.
লেজার রশ্মি প্রথমে একটি উত্তল লেন্স দ্বারা ফোকাস করা হয় এবং তারপর একটি কোয়ার্টজ কাচের জানালার মধ্য দিয়ে সংযুক্ত জল গহ্বরে চলে যায়। ফোকাসিং লেন্স এবং পিনহোল অগ্রভাগের মধ্যে দূরত্বটি সূক্ষ্মভাবে সামঞ্জস্য করে, এটি নিশ্চিত করা যেতে পারে যে লেজারের ফোকাসটি অগ্রভাগের উপরের পৃষ্ঠের কেন্দ্রে সঠিকভাবে অবস্থান করছে। পরবর্তীকালে, লেজার রশ্মি একটি স্থিতিশীল জলের জেটে প্রবেশ করে, যেখানে প্রতিসরণ সূচকের পার্থক্যের কারণে সম্পূর্ণ প্রতিফলন ঘটে, একটি অপটিক্যাল ফাইবারে আলোর প্রচারের অনুরূপ একটি প্রক্রিয়া। প্রক্রিয়াকরণের সময়, ফোকাসড লেজার রশ্মি একটি উচ্চ-চাপের জলের মরীচি দ্বারা পরিচালিত হয় এবং সরাসরি ওয়ার্কপিসের পৃষ্ঠে প্রেরণ করা হয়, দক্ষ এবং সুনির্দিষ্ট কাটিয়া ফলাফল অর্জন করে।
ওয়াটার গাইডেড লেজারের সুবিধা
ওয়াটার-জেট লেজার কাটিং প্রযুক্তি হল একটি উদ্ভাবনী প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতি যা জলের জেট এবং লেজার বিমকে একত্রিত করে। এটি ব্যাপকভাবে নির্ভুল উত্পাদন এবং মাইক্রো মেশিনিং ক্ষেত্রে ব্যবহৃত হয়েছে. প্রথাগত লেজার কাটিংয়ের সাথে তুলনা করে, জল-নির্দেশিত লেজার কাটিংয়ের বেশ কয়েকটি অনন্য সুবিধা রয়েছে যা এটিকে নির্দিষ্ট প্রয়োগের পরিস্থিতিতে বিশেষভাবে ভাল করে তোলে।
প্রথমত, জল-সঞ্চালিত লেজার কাটিংয়ের বিশিষ্ট বৈশিষ্ট্য হল এটি তাপীয় ক্ষতি এড়ায়। উচ্চ তাপমাত্রার কারণে, ঐতিহ্যগত লেজার কাটিয়া সহজেই উপকরণগুলির তাপীয় বিকৃতি এবং মাইক্রোস্ট্রাকচারের ক্ষতি করতে পারে। ওয়াটার-গাইডেড লেজার কাটিং-এ, বের হওয়া জলের প্রবাহ লেজার পালস গ্যাপের সময় উপাদানটিকে কার্যকরভাবে ঠান্ডা করে, যা উপাদানটির তাপীয় চাপকে ব্যাপকভাবে হ্রাস করে এবং এটির আসল শারীরিক এবং রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যগুলি বজায় রাখতে দেয়।
দ্বিতীয়ত, ওয়াটার ফাইবারের অপারেশনের সময় একটি বড় কাজের দূরত্ব থাকে এবং ঐতিহ্যগত লেজার কাটিংয়ের মতো লেজার রশ্মির সুনির্দিষ্ট ফোকাস করার প্রয়োজন হয় না, যা জটিল জ্যামিতি সহ উপকরণ প্রক্রিয়াকরণের জন্য আরও নমনীয়তা প্রদান করে। তদ্ব্যতীত, জলের প্রবাহ কেবল কাটিয়া প্রক্রিয়ার সময় কুল্যান্ট হিসাবে কাজ করে না, তবে কাটার প্রক্রিয়া চলাকালীন উত্পাদিত গলিত উপাদানগুলিও কেড়ে নেয়, যার ফলে প্রক্রিয়াকরণ এলাকায় দূষণকারীর জমাকে উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করে, যা প্রক্রিয়াকরণের উচ্চ পরিবেশের জন্য বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ। পরিচ্ছন্নতার প্রয়োজনীয়তা।
উপরন্তু, যেহেতু জল-নির্দেশিত লেজার কাটিং উচ্চ-নির্ভুলতা উপাদান অপসারণ অর্জন করতে পারে, এই প্রযুক্তিটি পাতলা-প্রাচীরযুক্ত অংশগুলি প্রক্রিয়াকরণের জন্য বিশেষভাবে উপযুক্ত, এবং স্পষ্টতা এবং পৃষ্ঠের গুণমানের ক্ষেত্রে প্রথাগত লেজার প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতির চেয়ে উচ্চতর। প্রযুক্তির ক্রমাগত অগ্রগতির সাথে, জল-নির্দেশিত লেজার কাটিং আরও ক্ষেত্রগুলিতে ঐতিহ্যগত লেজার কাটার প্রতিস্থাপন এবং আরও দক্ষ এবং পরিবেশগতভাবে বন্ধুত্বপূর্ণ প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতিতে পরিণত হবে বলে আশা করা হচ্ছে।
জল-নির্দেশিত লেজার কাটার প্রযুক্তিগত অসুবিধা এবং উন্নয়ন প্রবণতা
1. জলের রশ্মিতে লেজারের ক্ষয়: জলের জেট এবং লেজারের সমন্বয়ে একটি উন্নত প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতি হিসাবে, জল-নির্দেশিত লেজার কাটিয়া প্রযুক্তি নির্ভুল উত্পাদনে অনন্য সম্ভাবনা দেখিয়েছে। যাইহোক, জলে লেজারের বৃহৎ শক্তি ক্ষয়করণের কারণে, এটি উচ্চ-শক্তি প্রয়োগে এর কার্যকারিতা সীমিত করে। বিশেষত, জলের মরীচিতে উচ্চ-শক্তির ঘনত্বের লেজারের একাধিক বিক্ষিপ্তকরণ এবং শোষণের কারণে একটি বড় শক্তির ক্ষয় হয়, যার ফলে প্রক্রিয়াকরণের গতি হ্রাস পায়। উদাহরণস্বরূপ, 18 মিমি পুরু কার্বন ফাইবার যৌগিক উপকরণ কাটার সময়, গতি প্রতি মিনিটে মাত্র 5 মিমি, যা পুরু পদার্থের প্রক্রিয়াকরণে এই প্রযুক্তির প্রয়োগকে ব্যাপকভাবে সীমিত করে। যদিও বর্তমান গবেষণা জলে লেজার সংক্রমণের মূল নীতিগুলি প্রকাশ করেছে, কীভাবে কার্যকরভাবে এই ক্ষয় কমানো যায় তা এখনও একটি প্রযুক্তিগত সমস্যা সমাধান করা যেতে পারে। ভবিষ্যতে, জলের বিমগুলি প্রতিস্থাপন করার জন্য আরও ভাল আলো-নির্দেশক বৈশিষ্ট্য সহ অস্তরক পদার্থগুলি তৈরি করা যেতে পারে, যার ফলে কাটিয়া দক্ষতা এবং প্রক্রিয়া প্রযোজ্যতা উন্নত হবে।
2. ওয়াটার জেট মিনিয়েচারাইজেশনের চ্যালেঞ্জ: ওয়াটার-গাইডেড লেজার কাটিং টেকনোলজিতে, ওয়াটার জেটের ব্যাস সরাসরি কাটিংয়ের নির্ভুলতা এবং প্রস্থকে প্রভাবিত করে। মাইক্রো-মেশিনিং প্রযুক্তির বিকাশের সাথে, অগ্রভাগের ব্যাস 30 মাইক্রনে হ্রাস করা যেতে পারে, এইভাবে উচ্চ-নির্ভুলতা কাটিয়া অর্জন করা যায়। যাইহোক, জলের জেটগুলির আরও ক্ষুদ্রকরণের জন্য জলের রশ্মির স্থায়িত্ব, কার্যকর দৈর্ঘ্য এবং লেজার স্পটটির ব্যাস নিয়ন্ত্রণ সহ প্রযুক্তিগত চ্যালেঞ্জগুলির একটি সিরিজের মুখোমুখি হয়। এই সমস্যাগুলি কেবল কাটিয়া প্রভাবকে প্রভাবিত করে না, তবে সরঞ্জামগুলির নকশা এবং উত্পাদনের জন্য উচ্চতর প্রয়োজনীয়তাও এগিয়ে রাখে। ভবিষ্যত গবেষণা জল জেটের স্থায়িত্ব বজায় রেখে কাটিং নির্ভুলতা আরও উন্নত করতে অগ্রভাগের নকশা এবং তরল গতিবিদ্যাকে অপ্টিমাইজ করার উপর ফোকাস করতে পারে।
3. অগ্রভাগ গর্ত প্রক্রিয়াকরণের জন্য প্রযুক্তিগত প্রয়োজনীয়তা: জল-নির্দেশিত লেজার কাটার উচ্চ গুণমান নিশ্চিত করার জন্য, অগ্রভাগের গর্তের নকশা এবং উত্পাদন নির্ভুলতা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। অগ্রভাগের ছিদ্রটি অবশ্যই একটি অত্যন্ত পাতলা প্রাচীরের পুরুত্ব থাকতে হবে এবং উচ্চ-নির্ভুলতার গোলাকারতা বজায় রাখতে হবে এবং জল প্রবাহের প্রভাবকে প্রতিরোধ করার জন্য কোনও টেপার নেই। এছাড়াও, জলের মরীচির স্থায়িত্ব এবং সামঞ্জস্য নিশ্চিত করতে গর্তের অভ্যন্তরীণ পৃষ্ঠের রুক্ষতা অত্যন্ত নিম্ন স্তরে নিয়ন্ত্রণ করা প্রয়োজন। এই উচ্চ-চাহিদা নকশা মান অগ্রভাগ গর্ত প্রক্রিয়াকরণ অত্যন্ত কঠিন করে তোলে, বিশেষ করে ব্যাপক উত্পাদন. কীভাবে ধারাবাহিকতা এবং নির্ভুলতা বজায় রাখা যায় তা উত্পাদন শিল্পের মুখোমুখি একটি মূল চ্যালেঞ্জ।
4. কাপলিং অ্যালাইনমেন্ট কন্ট্রোল সিস্টেমের জটিলতা: ওয়াটার-গাইডেড লেজার কাটিং সিস্টেমে, লেজার রশ্মি এবং ওয়াটার বিমের কাপলিং এবং সারিবদ্ধকরণ সঠিকতা সরাসরি কাটিংয়ের গুণমানকে প্রভাবিত করে। বর্তমানে, যদিও উচ্চ-নির্ভুল সার্ভো ড্রাইভ নিয়ন্ত্রণ প্রক্রিয়া গৃহীত হয়েছে, লেজার এবং জলের মরীচির দ্রুত এবং সঠিক সংযোগের সমস্যা সম্পূর্ণরূপে সমাধান করা হয়নি। কাপলিং সঠিকতা উন্নত করার জন্য, আরও উন্নত সনাক্তকরণ এবং ক্রমাঙ্কন সিস্টেম প্রবর্তন করা প্রয়োজন, যেমন ওয়াটার বিম ফাইবার এবং লেজার ফোকাসিং কাপলিং ডিটেকশন সিস্টেম, ওয়ার্কপিস পজিশনিং সিস্টেম ইত্যাদি। উচ্চ নির্ভুলতা জল নির্দেশিত লেজার কাটিয়া.
5. অপর্যাপ্ত পদ্ধতিগত প্রক্রিয়া গবেষণা: যদিও জল-নির্দেশিত লেজার প্রযুক্তি তত্ত্বে অনেক সুবিধা দেখিয়েছে, প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ এখনও ব্যবহারিক প্রয়োগে অনেক চ্যালেঞ্জের মুখোমুখি। বর্তমানে, শিল্পে একটি সম্পূর্ণ প্রক্রিয়াকরণ প্রযুক্তি এবং মূল্যায়ন ব্যবস্থার অভাব রয়েছে, যা প্রক্রিয়াকরণের দক্ষতা, নির্ভুলতা এবং উপাদান পৃষ্ঠের অখণ্ডতার মতো মূল সূচকগুলি বজায় রাখা কঠিন করে তোলে। এই প্রক্রিয়া গবেষণার অভাব বিভিন্ন উপকরণ এবং বেধ অবস্থার অধীনে জল-নির্দেশিত লেজার কাটিয়া প্রযুক্তির অভিযোজনযোগ্যতা দুর্বল করে তোলে। অতএব, একটি ব্যাপক প্রক্রিয়া পরামিতি লাইব্রেরি এবং মূল্যায়ন মান স্থাপনের জন্য ভবিষ্যতে আরও পদ্ধতিগত প্রক্রিয়া গবেষণা প্রয়োজন, যাতে জল-নির্দেশিত লেজার প্রযুক্তির শিল্প প্রয়োগের সম্ভাবনা বাড়ানো যায়।
