मायक्रो वॉटरजेट-मार्गदर्शित लेसर प्रक्रिया मशीन
तपशीलवार आकृती
परिचय
उत्पादनात उच्च अचूकता आणि उत्पादकता आवश्यक असल्याने,वॉटर-जेट गाईडेड लेसर (WJGL)अभियांत्रिकी स्वीकार आणि बाजारपेठेतील क्षमता या दोन्ही बाबतीत तंत्रज्ञानाचा वापर वाढत आहे. एरोस्पेस, इलेक्ट्रॉनिक्स, वैद्यकीय उपकरणे आणि ऑटोमोटिव्ह उत्पादन यासारख्या उच्च दर्जाच्या क्षेत्रांमध्ये, मितीय अचूकता, धार अखंडता, उष्णता-प्रभावित क्षेत्र (HAZ) नियंत्रण आणि भौतिक गुणधर्मांचे जतन यावर कठोर आवश्यकता लादल्या जातात. पारंपारिक प्रक्रिया - यांत्रिक मशीनिंग, थर्मल कटिंग आणि मानक लेसर प्रक्रिया - बहुतेकदा अत्यधिक थर्मल प्रभाव, मायक्रोक्रॅकिंग आणि अत्यंत परावर्तक किंवा उष्णता-संवेदनशील सामग्रीसह मर्यादित सुसंगततेसह संघर्ष करतात.
या अडचणी दूर करण्यासाठी, संशोधकांनी लेसर प्रक्रियेत हाय-स्पीड मायक्रो वॉटर जेटचा समावेश केला, ज्यामुळे WJGL तयार झाले. या कॉन्फिगरेशनमध्ये, वॉटर जेट एकाच वेळी एक म्हणून काम करतेबीम-मार्गदर्शक माध्यमआणि एकप्रभावी शीतलक/कचरा काढून टाकण्याचे माध्यम, कटची गुणवत्ता सुधारणे आणि मटेरियलची उपयुक्तता वाढवणे. संकल्पनात्मकदृष्ट्या, WJGL हे पारंपारिक लेसर प्रक्रिया आणि वॉटर-जेट कटिंगचे एक नाविन्यपूर्ण संकर आहे, जे उच्च ऊर्जा घनता, उच्च अचूकता आणि लक्षणीयरीत्या कमी झालेले थर्मल नुकसान प्रदान करते - असे गुणधर्म जे विस्तृत श्रेणीतील अचूक उत्पादन परिस्थितींना समर्थन देतात.
वॉटर-जेट गाईडेड लेसरचे कार्य तत्व
आकृती १ मध्ये दाखवल्याप्रमाणे, WJGL ची मध्यवर्ती संकल्पना म्हणजे सतत पाण्याच्या प्रवाहाद्वारे लेसर ऊर्जा प्रसारित करणे, जे "द्रव ऑप्टिकल फायबर" म्हणून प्रभावीपणे कार्य करते. पारंपारिक ऑप्टिकल फायबरमध्ये, प्रकाशाचे मार्गदर्शन केले जातेएकूण अंतर्गत परावर्तन (TIR)कोर आणि क्लॅडिंगमधील अपवर्तक-निर्देशांक फरकामुळे. WJGL त्याच यंत्रणेचा वापर करतेपाणी-हवा इंटरफेस: पाण्याचा अपवर्तनांक अंदाजे१.३३, तर हवा सुमारे आहे१.००. जेव्हा योग्य परिस्थितीत लेसर जेटमध्ये जोडले जाते, तेव्हा TIR बीमला पाण्याच्या स्तंभात मर्यादित करते, ज्यामुळे मशीनिंग झोनकडे स्थिर, कमी-विचलन प्रसार शक्य होतो.
आकृती १ वॉटर-जेट गाईडेड लेसरची प्रक्रिया वैशिष्ट्ये (योजनाबद्ध)
नोजल डिझाइन आणि मायक्रो-जेट निर्मिती
जेटमध्ये कार्यक्षम लेसर जोडणीसाठी स्थिर, सतत, जवळजवळ दंडगोलाकार सूक्ष्म-जेट तयार करण्यास सक्षम नोझलची आवश्यकता असते, तसेच लेसरला पाणी-हवेच्या सीमेवर TIR राखण्यासाठी योग्य कोनात प्रवेश करण्याची परवानगी देते. जेट स्थिरता बीम ट्रान्समिशन स्थिरता आणि फोकसिंग सुसंगततेवर जोरदारपणे नियंत्रण ठेवते, WJGL सिस्टम सामान्यतः अचूक द्रव नियंत्रण आणि काळजीपूर्वक डिझाइन केलेले नोझल भूमितींवर अवलंबून असतात.
आकृती २ मध्ये वेगवेगळ्या नोझल प्रकारांद्वारे (उदा., केशिका आणि विविध शंकूच्या आकाराचे डिझाइन) निर्माण झालेल्या प्रातिनिधिक जेट अवस्था दाखवल्या आहेत. नोझल भूमिती जेट आकुंचन, स्थिर लांबी, टर्ब्युलेन्स विकास आणि जोडणी कार्यक्षमता प्रभावित करते - ज्यामुळे मशीनिंग गुणवत्ता आणि पुनरावृत्तीक्षमता प्रभावित होते.
पाणी तरंगलांबी-आधारित शोषण आणि विखुरणे देखील दर्शवते. दृश्यमान आणि जवळ-अवरक्त श्रेणींमध्ये, शोषण तुलनेने कमी असते, जे कार्यक्षम प्रसारणास समर्थन देते. याउलट, दूर-अवरक्त आणि अतिनील श्रेणींमध्ये शोषण वाढते, म्हणून बहुतेक WJGL अंमलबजावणी दृश्यमान ते जवळ-अवरक्त बँडमध्ये कार्य करतात.
आकृती २ सूक्ष्म-जेट निर्मितीसाठी नोझल संरचना: (अ) आकुंचन योजनाबद्ध; (ब) केशिका नोझल; (क) शंकूच्या आकाराचे नोझल; (ड) वरचे शंकूच्या आकाराचे नोझल; (इ) खालचे शंकूच्या आकाराचे नोझल
WJGL चे प्रमुख फायदे
पारंपारिक मशीनिंग मार्गांमध्ये यांत्रिक कटिंग, थर्मल कटिंग (उदा. प्लाझ्मा/ज्वाला) आणि पारंपारिक लेसर कटिंग यांचा समावेश आहे. यांत्रिक मशीनिंग संपर्क-आधारित आहे; साधनांचा झीज आणि कटिंग फोर्स सूक्ष्म-नुकसान आणि विकृती निर्माण करू शकतात, ज्यामुळे साध्य करता येणारी अचूकता आणि पृष्ठभागाची अखंडता मर्यादित होते. थर्मल कटिंग जाड भागांसाठी कार्यक्षम आहे परंतु सामान्यतः मोठे HAZ, अवशिष्ट ताण आणि मायक्रोक्रॅक तयार करते जे यांत्रिक कार्यक्षमता कमी करतात. पारंपारिक लेसर प्रक्रिया, जरी बहुमुखी असली तरी, तुलनेने मोठ्या HAZ आणि अत्यंत परावर्तक किंवा उष्णता-संवेदनशील सामग्रीवर अस्थिर कामगिरीचा त्रास सहन करू शकते.
आकृती ३ मध्ये सारांशित केल्याप्रमाणे, WJGL पाण्याचा वापर ट्रान्समिशन माध्यम आणि समवर्ती शीतलक म्हणून करते, ज्यामुळे HAZ लक्षणीयरीत्या कमी होते आणि विकृती आणि मायक्रोक्रॅकिंग दडपले जाते, ज्यामुळे अचूकता आणि धार/पृष्ठभागाची गुणवत्ता सुधारते (आकृती ४ पहा). त्याचे फायदे खालीलप्रमाणे सारांशित केले जाऊ शकतात:
-
कमी थर्मल नुकसान आणि सुधारित गुणवत्ता: उच्च विशिष्ट उष्णता क्षमता आणि पाण्याचा सतत प्रवाह उष्णता वेगाने काढून टाकतो, ज्यामुळे थर्मल संचय मर्यादित होतो आणि सूक्ष्म संरचना आणि गुणधर्म जपण्यास मदत होते.
-
वाढीव फोकसिंग स्थिरता आणि ऊर्जा वापर: जेटमध्ये बंदिस्त केल्याने मुक्त-अवकाश प्रसाराच्या तुलनेत विखुरणे आणि ऊर्जा हानी कमी होते, ज्यामुळे उच्च ऊर्जा घनता आणि अधिक सुसंगत प्रक्रिया शक्य होते - बारीक कटिंग, सूक्ष्म-ड्रिलिंग आणि जटिल भूमितींसाठी योग्य.
-
स्वच्छ आणि सुरक्षित ऑपरेशन: पाण्याचे माध्यम धूर, कण आणि कचरा शोषून घेते आणि काढून टाकते, ज्यामुळे हवेतील प्रदूषण कमी होते आणि व्यावसायिक सुरक्षितता सुधारते.
आकृती ३ पारंपारिक लेसर प्रक्रिया आणि WJGL मधील तुलना
आकृती ४ सामान्य कटिंग आणि ड्रिलिंग तंत्रज्ञानाची तुलना
अर्ज क्षेत्रे
१) अवकाश
एरोस्पेस घटकांमध्ये अनेकदा टायटॅनियम मिश्रधातू, निकेल-आधारित मिश्रधातू, CFRP, CMC आणि सिरेमिक्स सारख्या उच्च-कार्यक्षमतेचे साहित्य वापरले जाते, जे अचूकता आणि कार्यक्षमता दोन्ही राखताना मशीनसाठी आव्हानात्मक असतात. त्याच्या एकत्रित उच्च ऊर्जा घनता आणि प्रभावी शीतकरणासह, WJGL कमी HAZ सह अचूक कटिंग सक्षम करते, विकृती आणि गुणधर्म क्षय कमी करते आणि विश्वासार्हता-महत्वाच्या भागांना समर्थन देते.
२) वैद्यकीय उपकरणे
वैद्यकीय-उपकरणांच्या निर्मितीसाठी किमान आक्रमक उपकरणे, इम्प्लांट्स आणि निदान/उपचारात्मक उपकरणे यासारख्या उत्पादनांसाठी अपवादात्मक अचूकता, स्वच्छता आणि पृष्ठभागाची अखंडता आवश्यक असते. पाण्याच्या प्रवाहाने मशीनिंग झोन थंड करून आणि स्वच्छ करून, WJGL थर्मल नुकसान आणि पृष्ठभागाचे प्रदूषण कमी करते, सुसंगतता सुधारते आणि जैव सुसंगततेला समर्थन देते. हे सानुकूलित उपकरणांसाठी जटिल भूमितींचे अचूक उत्पादन देखील सक्षम करते.
३) इलेक्ट्रॉनिक्स
मायक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स आणि सेमीकंडक्टर मॅन्युफॅक्चरिंगमध्ये, WJGL चा वापर वेफर डायसिंग, चिप पॅकेजिंग आणि मायक्रो-स्ट्रक्चरिंगसाठी मोठ्या प्रमाणावर केला जातो कारण त्याची उच्च अचूकता आणि कमी थर्मल इम्पॅक्ट आहे. वॉटर कूलिंग संवेदनशील घटकांना उष्णतेमुळे होणारे नुकसान कमी करते, विश्वासार्हता आणि कार्यक्षमता स्थिरता सुधारते.
४) डायमंड मशीनिंग
हिरा आणि इतर अति-कठीण मटेरियल भागांसाठी, WJGL कमी थर्मल इम्पॅक्ट, कमीत कमी यांत्रिक ताण, उच्च कार्यक्षमता आणि उत्कृष्ट धार/पृष्ठभाग गुणवत्तेसह उच्च-परिशुद्धता कटिंग आणि ड्रिलिंग देते. पारंपारिक यांत्रिक पद्धती आणि काही लेसर तंत्रांच्या तुलनेत, WJGL बहुतेकदा मटेरियलची अखंडता जपण्यात आणि दोष दाबण्यात अधिक प्रभावी असते.
वॉटर-जेट गाईडेड लेसर (WJGL) वारंवार विचारले जाणारे प्रश्न
१) वॉटर-जेट गाईडेड लेसर (WJGL) मशीनिंग म्हणजे काय?
WJGL ही एक लेसर प्रक्रिया पद्धत आहे ज्यामध्ये लेसर बीम एका सूक्ष्म वॉटर जेटमध्ये जोडला जातो. वॉटर जेट बीम-मार्गदर्शक माध्यम आणि थंड/कचरा काढून टाकण्याचे माध्यम म्हणून काम करते, ज्यामुळे कमी थर्मल नुकसानासह उच्च अचूकता मिळते.
२) WJGL कसे काम करते?
WJGL पाणी-हवा इंटरफेसवर पूर्ण अंतर्गत परावर्तनावर अवलंबून असते. पाणी आणि हवेचे अपवर्तन निर्देशांक वेगवेगळे असल्याने, लेसरला "लिक्विड ऑप्टिकल फायबर" प्रमाणेच पाण्याच्या स्तंभात मर्यादित आणि निर्देशित केले जाऊ शकते आणि मशीनिंग झोनमध्ये स्थिरपणे वितरित केले जाऊ शकते.
३) WJGL उष्णता-प्रभावित क्षेत्र (HAZ) का कमी करते?
सतत वाहणारे पाणी त्याच्या उच्च उष्णता क्षमतेमुळे कार्यक्षमतेने उष्णता काढून टाकते. हे उष्णता संचय रोखते, HAZ, विकृती आणि सूक्ष्म क्रॅकिंग कमी करते.
४) पारंपारिक लेसर प्रक्रियेच्या तुलनेत मुख्य फायदे काय आहेत?
मुख्य फायद्यांमध्ये सामान्यतः हे समाविष्ट आहे:
-
कमी किंवा रिफोकसिंग आवश्यकता नाहीत; नॉन-प्लॅनर/3D कटिंगसाठी योग्य.
-
अधिक सुसंगत, समांतर कर्फ भिंती आणि सुधारित कट गुणवत्ता
-
लक्षणीयरीत्या कमी थर्मल इम्पॅक्ट (कमी HAZ)
-
स्वच्छ प्रक्रिया: पाणी कणांना शोषून घेते आणि जमा होणे/दूषित होणे टाळण्यास मदत करते.
-
कमी बुर निर्मिती: जेट कर्फमधून वितळलेले पदार्थ बाहेर काढण्यास मदत करते.
आमच्याबद्दल
XKH विशेष ऑप्टिकल ग्लास आणि नवीन क्रिस्टल मटेरियलच्या उच्च-तंत्रज्ञान विकास, उत्पादन आणि विक्रीमध्ये विशेषज्ञ आहे. आमची उत्पादने ऑप्टिकल इलेक्ट्रॉनिक्स, ग्राहक इलेक्ट्रॉनिक्स आणि सैन्यासाठी सेवा देतात. आम्ही नीलमणी ऑप्टिकल घटक, मोबाइल फोन लेन्स कव्हर, सिरॅमिक्स, LT, सिलिकॉन कार्बाइड SIC, क्वार्ट्ज आणि सेमीकंडक्टर क्रिस्टल वेफर्स ऑफर करतो. कुशल कौशल्य आणि अत्याधुनिक उपकरणांसह, आम्ही मानक नसलेल्या उत्पादन प्रक्रियेत उत्कृष्ट कामगिरी करतो, एक आघाडीचा ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक मटेरियल हाय-टेक एंटरप्राइझ बनण्याचे उद्दिष्ट ठेवतो.
