লেজার শক পেনিং: পরীক্ষাগার থেকে শিল্প সাইটে পৃষ্ঠতলের শক্তিশালীকরণ প্রযুক্তির উদ্ভাবন
লেজার শক পেনিং টেকনোলজি, একটি উদ্ভাবনী প্রক্রিয়া, যা "উপাদান পৃষ্ঠের শক্তিশালীকরণ বিপ্লব" নামে পরিচিত, চুপচাপ উচ্চতর - শেষ উত্পাদন ল্যান্ডস্কেপকে পুনরায় আকার দিচ্ছে। আমেরিকান পরীক্ষাগারে অ্যালুমিনিয়াম খাদটির মাইক্রোস্ট্রাকচার পরিবর্তন করার প্রথম ঝলক থেকে বোয়িং 777 ব্লেড প্রসেসিংয়ের শিল্প অনুশীলন পর্যন্ত; চীনের প্রথম অবিচ্ছিন্ন পালস উত্পাদন লাইনের জন্ম থেকে শুরু করে ইন্টিগ্রাল ব্লেড ডিস্ক শক্তিশালীকরণ সিস্টেমের অগ্রগতি পর্যন্ত, এটি ধাতব পৃষ্ঠের একটি অ্যান্টি - ক্লান্তি "প্রোটেকটিভ শিল্ড" খোদাই করতে উচ্চ -} ভোল্টেজ প্লাজমাটির তাত্ক্ষণিক ফেটে ব্যবহার করে।
যখন ন্যানোসেকেন্ড লেজার মরীচি ধাতুর সাথে সংঘর্ষ হয়, তখন শক্তি শোষণ স্তরটির বাষ্পীকরণ এবং বাষ্পীভবন একটি মাইক্রো বিস্ফোরণের মতো হয়, যা আল্ট্রা - উচ্চ চাপের শক ওয়েভকে জন্ম দেয়, উপাদানটির অভ্যন্তরে অবশিষ্টাংশের চাপের একটি ঘন নেটওয়ার্ক বুনে। সীমাবদ্ধ স্তরটির নির্বাচনটি - টেইলারিংয়ের মতো যা কাচের চূড়ান্ত প্রভাব এবং জল প্রবাহের শিল্প অভিযোজন, কালো রঙের নমনীয়তা তবে অপসারণ করা কঠিন এবং অ্যালুমিনিয়াম ফয়েলের সুবিধার্থে প্রথম পছন্দ হয়ে যায়। সংখ্যাসূচক সিমুলেশনের ক্ষেত্রে, সুস্পষ্ট এবং অন্তর্নিহিত অ্যালগরিদমগুলির অন্তর্নিহিত এবং অভ্যন্তরীণ স্ট্রেন মডেলের উদ্ভাবন "ট্রায়াল এবং ত্রুটি" থেকে "সুনির্দিষ্ট গণনা" থেকে প্রক্রিয়া অপ্টিমাইজেশন পদক্ষেপ তৈরি করছে।
এটি কেবল একটি প্রযুক্তির বিবর্তন নয়, তবে উত্পাদন শিল্পের "সীমাটিকে চ্যালেঞ্জ" করার জন্য একটি ঘোষণা: বিমানের ইঞ্জিনের "হৃদয়" কীভাবে কয়েক হাজার প্রভাবকে সহ্য করতে পারে? কীভাবে একটি পারমাণবিক চুল্লি ওয়েল্ড কয়েক দশকের চাপ সহ্য করতে পারে? জৈবিক ইমপ্লান্টগুলি কি দৃ ness ়তা এবং অবক্ষয়ের মধ্যে ভারসাম্য খুঁজে পেতে পারে? লেজার শক পেনিং এই কঠিন সমস্যার উত্তর লেখার জন্য ফোটনের শক্তি ব্যবহার করছে।
লেজার শক পেনিং প্রযুক্তি, যা লেজার শট পেনিং নামেও পরিচিত, এটি একটি নতুন, কার্যকর এবং দ্রুত বিকাশকারী পৃষ্ঠ পরিবর্তন প্রযুক্তি। Traditional তিহ্যবাহী মেকানিকাল শট পেনিং প্রযুক্তির সাথে তুলনা করে, এটি ওয়ার্কপিসের পৃষ্ঠের উপর গভীর অবশিষ্টাংশের সংবেদনশীল স্ট্রেস স্তর তৈরি করতে পারে এবং এতে শক্তিশালী নিয়ন্ত্রণযোগ্যতা এবং ভাল অভিযোজনযোগ্যতা থাকতে পারে এবং কঠিন - থেকে - হ্যান্ডেল অংশগুলি পরিচালনা করতে পারে। বর্তমানে, এই প্রযুক্তিটি ক্লান্তি - প্রতিরোধী উত্পাদন যেমন বিমান ইঞ্জিন ব্লেড, গিয়ার এবং পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রের চাপ ওয়েল্ডগুলিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়েছে। লেজার সরঞ্জামগুলির দামের আরও হ্রাসের সাথে, লেজার শক পেনিং প্রযুক্তি আরও ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হবে।
লেজার শক পেনিং প্রযুক্তি ইঞ্জিনিয়ারিংয়ে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।
1972 সালে, আমেরিকা যুক্তরাষ্ট্র উচ্চ - পাওয়ার লেজার - প্ররোচিত শক ওয়েভগুলি উচ্চ - শক্তি অ্যালুমিনিয়াম অ্যালো প্রথমবারের জন্য চিকিত্সার জন্য ব্যবহার করেছিল এবং দেখা গেছে যে এর পৃষ্ঠের মাইক্রোস্ট্রাকচারটি পরিবর্তিত হয়েছে এবং টেনসিল শক্তি 30%এরও বেশি বৃদ্ধি পেয়েছিল, যা প্রিলিউড শক পেংকে খোলা হয়েছিল। ১৯৮০ এর দশকের শেষের দিকে, ইউরোপ, জাপান এবং ইস্রায়েলের মতো দেশ এবং অঞ্চলগুলি লেজার শক পেনিং প্রযুক্তি নিয়ে গবেষণা করেছে।
1995 সালে, বিশ্বের প্রথম লেজার শক প্রসেসিং টেকনোলজি সংস্থাটি মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে প্রতিষ্ঠিত হয়েছিল। 1997 সালে, জেনারেল মোটরস বিমান ইঞ্জিন ফ্যান ব্লেডগুলি প্রক্রিয়াজাত করতে লেজার শক প্রসেসিং প্রযুক্তি ব্যবহার করেছিল, বিদেশী বস্তুর ক্ষতির প্রতি তাদের সহনশীলতা ব্যাপকভাবে উন্নত করে। 2001 সালে, আমেরিকান লেজার শক প্রসেসিং টেকনোলজি সংস্থা 800 টিরও বেশি রোলস -} রইসের 800 টিরও বেশি ইঞ্জিনে লেজার শক পেনিং পরিবেশন করেছে। 2004 সালে, সংস্থাটি এফ/এ - 22 -এ ক্ষতিগ্রস্থ ইঞ্জিন টাইটানিয়াম অ্যালো ব্লেডগুলিতে লেজার শট পেনিং মেরামত গবেষণা পরিচালনা করতে ইউএস এয়ার ফোর্স ল্যাবরেটরিতে সহযোগিতা করেছিল এবং এর ক্লান্তি শক্তি দ্বিগুণ হয়েছিল। একই বছরে, আমেরিকা যুক্তরাষ্ট্র আনুষ্ঠানিকভাবে লেজার শক প্রসেসিং স্পেসিফিকেশন প্রচার করেছিল এবং প্রযুক্তিটি বোয়িং 777 এর ব্লেড প্রসেসিংয়ে প্রয়োগ করা হয়েছিল। ২০১২ সালে, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র সফলভাবে একটি মোবাইল লেজার শক প্রসেসিং সরঞ্জাম তৈরি করেছে যা রিয়েল-টাইম পরিষেবা সরবরাহের জন্য শিল্প সাইটে প্রবেশ করতে পারে। ২০০২ সালে, জাপানের তোশিবা কর্পোরেশন পারমাণবিক চুল্লী চাপ জাহাজ এবং পাইপ জয়েন্টগুলির মতো ওয়েল্ডগুলি প্রক্রিয়া করতে ছোট লেজার ব্যবহার করেছিল অংশগুলির ক্লান্তি জীবন উন্নত করতে।
বিদেশী পণ্ডিতরা বায়োমেডিকাল ধাতু এবং মিশ্রণগুলিকে শক্তিশালী করতে, কঠোরতা উন্নত করতে, স্থায়ী ইমপ্লান্টের শক্তি এবং ক্লান্তি জীবনকে উন্নত করতে এবং ক্যালসিয়াম -}}}}}}}}}}}}}}}} ম্যাগনেসিয়াম অ্যালোয়ের মতো অবনতিযুক্ত ইমপ্লান্টের অবক্ষয়ের হারকে হ্রাস করতে লেজার শক প্রসেসিং প্রযুক্তি ব্যবহার করেছেন।
লেজার শক প্রসেসিং প্রযুক্তির উপর ঘরোয়া গবেষণা 1990 এর দশকে শুরু হয়েছিল, মূলত একাধিক পরীক্ষামূলক অধ্যয়ন এবং অ্যালুমিনিয়াম অ্যালো এবং স্টিল সম্পর্কিত তাত্ত্বিক আলোচনার দিকে মনোনিবেশ করে। 1992 সাল থেকে, নানজিং ইউনিভার্সিটি অফ অ্যারোনটিক্স অ্যান্ড অ্যাস্ট্রোনটিক্স চীনের বিজ্ঞান ও প্রযুক্তি বিশ্ববিদ্যালয়কে বিমানের কাঠামোগত অংশগুলির লেজার শক শক্তিশালীকরণ এবং ক্লান্তি প্রতিরোধের উত্পাদন সম্পর্কিত গবেষণা চালানোর জন্য সহযোগিতা করেছে। 1995 সালে, চীনে একক লেজার শক পরীক্ষার জন্য প্রথম লেজার শক শক্তিশালীকরণ ডিভাইসটি চীনের বিজ্ঞান ও প্রযুক্তি বিশ্ববিদ্যালয়টিতে সফলভাবে বিকাশ করা হয়েছিল। ২০০৮ সালে, এয়ার ফোর্স ইঞ্জিনিয়ারিং ইউনিভার্সিটি, শি'আন অপটেলেক্ট্রনিক টেকনোলজি ডেভলপমেন্ট কোং, লিমিটেড এবং বেইজিং লেইবাও অপটোলেক্ট্রোনিক টেকনোলজি কোং, লিমিটেডের সাথে একত্রে আমার দেশের প্রথম অবিচ্ছিন্ন পালস লেজার শক জোরদার উত্পাদন লাইন সফলভাবে বিকাশ করেছে। ২০১১ সালে, আমার দেশের প্রথম অবিচ্ছেদ্য ব্লেড লেজার শক শক্তিশালীকরণ সিস্টেম সরঞ্জামগুলি সফলভাবে শেনিয়াং ইনস্টিটিউট অফ অটোমেশন, চীনা একাডেমি অফ সায়েন্সেসে তৈরি করা হয়েছিল এবং ব্যবহারের জন্য শেনিয়াং লিমিং ইঞ্জিন কোং লিমিটেডকে সরবরাহ করা হয়েছিল।
লেজার শক পেনিংয়ের প্রক্রিয়া এবং প্রভাবিতকারী কারণগুলি
When a laser beam with a power density greater than 10⁹W/cm² and a pulse width of nanoseconds irradiates the metal surface, the energy absorption layer absorbs the laser energy and undergoes explosive vaporization and evaporation, generating a high-temperature (>10⁷K) and high-pressure (>1 জিপিএ) প্লাজমা স্তর। লেজার শক পেনিং লক্ষ্যটিতে উচ্চ - চাপ প্লাজমা স্তর দ্বারা প্রয়োগ করা প্রভাব লোড দ্বারা সৃষ্ট উপাদানগুলিতে প্রচারিত শক্তিশালী শক ওয়েভকে ব্যবহার করে।
বর্তমানে ব্যবহৃত সীমাবদ্ধ স্তর উপকরণগুলির মধ্যে মূলত কে 9 অপটিক্যাল গ্লাস, জৈব গ্লাস এবং জল প্রবাহ স্তর অন্তর্ভুক্ত রয়েছে। কাচের উপাদান সীমাবদ্ধ স্তরটির সর্বোত্তম প্রভাব রয়েছে তবে এটি অভিযোজনযোগ্যতা দুর্বল এবং এটি ভেঙে যাবে, যা কেবল একক লেজার শক চিকিত্সার জন্য উপযুক্ত। সাধারণত, জল প্রবাহ স্তরটি লেজার শক পরীক্ষা এবং শিল্প অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে সীমাবদ্ধ স্তর হিসাবে ব্যবহৃত হয়। এর শক্তিশালী প্রয়োগযোগ্যতা, স্বল্প ব্যয়, সহজ অপারেশন এবং প্রতিস্থাপনের প্রয়োজন নেই। অল্প সংখ্যক লেজার শক চিকিত্সা প্রক্রিয়া ব্যতীত যা শক্তি শোষণ স্তরগুলি ব্যবহার করে না, তাদের বেশিরভাগের জন্য শক্তি শোষণ স্তরগুলির প্রয়োজন হয়। সাধারণত ব্যবহৃত শক্তি শোষণ স্তরগুলি হ'ল মূলত কম বাষ্পীকরণ তাপ যেমন কালো পেইন্ট, অ্যালুমিনিয়াম ফয়েল এবং কালো টেপ সহ উপকরণ। কালো রঙের ভাল প্রয়োগযোগ্যতা রয়েছে এবং খাঁজ, ছোট গর্ত ইত্যাদির লেজার শক পেনিং চিকিত্সার জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে তবে শকটি শেষ হওয়ার পরে এটি অপসারণ করা সহজ নয়, তাই অ্যালুমিনিয়াম ফয়েল এবং কালো টেপ সাধারণত শক্তি শোষণ স্তর হিসাবে ব্যবহৃত হয়।
এমন অনেকগুলি কারণ রয়েছে যা লেজার শক পেনিং, মূলত উপাদানগুলির বৈশিষ্ট্য, সীমাবদ্ধতা স্তর, শক্তি শোষণ স্তর, লেজার শক প্যারামিটার ইত্যাদির প্রভাবকে প্রভাবিত করে। তবে, যদি লেজার পালসের প্রস্থটি খুব বড় হয় তবে উপাদানটির পৃষ্ঠের পোড়া প্রভাবিত হওয়ার কারণ হওয়া খুব সহজ। কেবলমাত্র যুক্তিসঙ্গত সীমাবদ্ধ স্তর, শক্তি শোষণ স্তর এবং উপাদান বৈশিষ্ট্য অনুসারে লেজার শক পরামিতি নির্বাচন করে আরও ভাল শক্তিশালী প্রভাব অর্জন করা যেতে পারে।
লেজার শক পেনিং এর সংখ্যাসূচক সিমুলেশন সংখ্যার সিমুলেশন নির্দিষ্ট অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য সর্বোত্তম প্রক্রিয়া পরামিতিগুলি পেতে সহায়তা করে এবং ধীরে ধীরে লেজার শক পেনিং অধ্যয়নের একটি গুরুত্বপূর্ণ মাধ্যম হয়ে উঠেছে। গার্হস্থ্য এবং বিদেশী পণ্ডিতরা লেজার শক পেনিংয়ের মডেলিং এবং অপ্টিমাইজেশন সম্পর্কে প্রচুর গবেষণা করেছেন। বর্তমানে, শিল্পটি সুস্পষ্ট গতিশীল বিশ্লেষণ + অন্তর্নিহিত স্ট্যাটিক অ্যানালাইসিস লেজার শক পেনিং সংখ্যাসূচক সিমুলেশন পদ্ধতি এবং অভ্যন্তরীণ স্ট্রেনের উপর ভিত্তি করে লেজার শক পেনিং সংখ্যাসূচক সিমুলেশন পদ্ধতিটিতে দুর্দান্ত অগ্রগতি করেছে।
যখন উচ্চ - চাপ প্লাজমা স্তরটি লক্ষ্য উপাদানগুলিকে প্রভাবিত করে, তখন প্রভাব অঞ্চলে উপাদানটি উচ্চ স্ট্রেন রেট প্লাস্টিকের বিকৃতি ঘটে এবং কাঠামোগত প্রতিক্রিয়া খুব দ্রুত পরিবর্তিত হয়, যা একটি অত্যন্ত ননলাইনার উচ্চ - গতি গতিশীল সমস্যা। যদি এই ধরণের সমস্যা সমাধানের জন্য অন্তর্নিহিত সসীম উপাদান অ্যালগরিদম ব্যবহার করা হয় তবে এটির জন্য কেবল প্রচুর পরিমাণে গণনা এবং সঞ্চয়স্থানের প্রয়োজন হয় না, তবে গণনার রূপান্তর করতেও অসুবিধা হয়। প্লাজমা প্রভাব দ্বারা উত্পাদিত স্ট্রেস ওয়েভ সমাধান করতে একটি সুস্পষ্ট সীমাবদ্ধ উপাদান বিশ্লেষণ পদ্ধতি ব্যবহার করা প্রয়োজন। বিশেষত, শক ওয়েভের ক্রিয়াকলাপের অধীনে উপাদানের গতিশীল প্রতিক্রিয়া প্রক্রিয়াটির সংখ্যাগত সিমুলেশন সম্পাদনের জন্য সুস্পষ্ট এবং অন্তর্নিহিত সীমাবদ্ধ উপাদান বিশ্লেষণ পদ্ধতির বিস্তৃত ব্যবহার সঠিক অবশিষ্টাংশের স্ট্রেস ফিল্ডের পূর্বাভাস ফলাফলগুলি অর্জনের পক্ষে উপযুক্ত।
যখন একক - পয়েন্ট লেজার শক অবশিষ্ট স্ট্রেস গণনা এবং সুপারপজিশন পদ্ধতিটি একটি বৃহত অঞ্চলে মাল্টি - পয়েন্ট ওভারল্যাপ লেজার শক অনুকরণ করতে ব্যবহৃত হয়, তখন মোট গণনার পরিমাণ প্রায়শই বিশাল হয় এবং নমুনাগুলির অবশিষ্টাংশের স্ট্রেস ক্ষেত্রটি পেতে অনেক সময় লাগে। তদতিরিক্ত, অবশিষ্ট স্ট্রেস ফিল্ডে ওয়ার্কপিস জ্যামিতির বৃহত প্রভাবের কারণে, স্ট্রেস সুপারপজিশন পদ্ধতিটি ব্যবহার করে জটিল বক্ররেখা সহ বাস্তব উপাদানগুলির মাল্টি - পয়েন্ট ওভারল্যাপ লেজার শক শক্ত করার অবশিষ্টাংশের স্ট্রেস ক্ষেত্রটি সঠিকভাবে অনুকরণ করা কঠিন।
এই দুটি সমস্যা কার্যকরভাবে সমাধান করার জন্য, কিছু গবেষক লেজার শক শক্ত করার অবশিষ্টাংশের স্ট্রেস ফিল্ডকে অনুকরণ করতে অভ্যন্তরীণ স্ট্রেনের উপর ভিত্তি করে একটি সংখ্যাসূচক মডেল প্রতিষ্ঠা করেছেন। এই মডেলটি ধরে নিয়েছে যে উপাদানটির পৃষ্ঠে লেজার শক দ্বারা গঠিত অভ্যন্তরীণ স্ট্রেনটি উপাদান জ্যামিতির প্রতি সংবেদনশীল নয়। সিমুলেশন প্রক্রিয়াটি কেবল লেজার শক দ্বারা প্ররোচিত প্লাস্টিকের স্ট্রেনের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে। উপাদানটির বৃহত -} অঞ্চল মাল্টি - পয়েন্ট লেজার শকটির স্ট্রেন ক্ষেত্রটি অভ্যন্তরীণ স্ট্রেনের সুপারপজিশন দ্বারা প্রাপ্ত হয় এবং চূড়ান্ত অবশিষ্টাংশের চাপ ক্ষেত্র এবং প্লাস্টিকের বিকৃতি অর্জনের জন্য একটি থার্মোলাস্টিক মডেল ব্যবহৃত হয়।
সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, দেশ এবং বিদেশে প্রাসঙ্গিক পণ্ডিতরা এই মডেলটি বিভিন্ন জটিল উপাদানগুলির লেজার শককে শক্তিশালী করার অবশিষ্টাংশের স্ট্রেস ক্ষেত্রগুলির সংখ্যাসূচক সিমুলেশন জন্য ব্যবহার করেছেন। এই অভ্যন্তরীণ স্ট্রেন মডেলের গণ্য দক্ষতা traditional তিহ্যবাহী মডেলের সাথে তুলনা করে অনেক উন্নত হয়েছে এবং প্রতিষ্ঠিত মডেলটি লেজার শক দ্বারা প্ররোচিত অবশিষ্টাংশের স্ট্রেস ক্ষেত্রটি কার্যকরভাবে পূর্বাভাস দিতে পারে।
