लेज़र भूतल उपचार प्रौद्योगिकी

लेजर शमन

उच्च-तनाव वाले जटिल घटकों के प्रसंस्करण के लिए लेजर शमन समाधानों में से एक है। यह उच्च घिसाव वाले घटकों जैसे कि कैंषफ़्ट और झुकने वाले उपकरण को अधिक तनाव सहन कर सकता है और उनके जीवन का विस्तार कर सकता है।

इसका सिद्धांत धातु जाली (ऑस्टेनाइट) में कार्बन परमाणुओं को पुनर्व्यवस्थित करना है, और फिर लेजर किरण फ़ीड दिशा के साथ सतह को लगातार गर्म करती है। जैसे ही लेज़र किरण चलती है, आसपास की सामग्री तेजी से ठंडी हो जाती है, और धातु की जाली अपने मूल रूप में वापस नहीं आ पाती है, जिससे मार्टेंसाइट का उत्पादन होता है, जिससे कठोरता काफी बढ़ जाती है। लेज़र हार्डनिंग द्वारा प्राप्त कार्बन स्टील की बाहरी परत की सख्त गहराई आमतौर पर 0.1-1.5 मिमी होती है, और कुछ सामग्रियों पर 2.5 मिमी या इससे अधिक हो सकती है।

पारंपरिक शमन विधियों की तुलना में, इसके फायदे हैं:
1. लक्षित ताप इनपुट स्थानीय क्षेत्रों तक सीमित है, इसलिए प्रसंस्करण के दौरान लगभग कोई घटक विकृति नहीं होती है। पुनर्कार्य लागत कम हो जाती है या पूरी तरह से समाप्त हो जाती है;
2. इसे जटिल ज्यामितीय सतहों और सटीक भागों पर भी कठोर किया जा सकता है, और स्थानीय रूप से सीमित कार्यात्मक सतहों का सटीक सख्तीकरण प्राप्त किया जा सकता है जिन्हें पारंपरिक शमन विधियों द्वारा नहीं बुझाया जा सकता है;
3. कोई विकृति नहीं. पारंपरिक सख्त प्रक्रियाओं में उच्च ऊर्जा इनपुट और शमन के कारण विकृति होती है, लेकिन लेजर सख्त प्रक्रियाओं में गर्मी इनपुट को लेजर तकनीक और तापमान नियंत्रण के कारण सटीक रूप से नियंत्रित किया जा सकता है। घटक लगभग अपनी मूल स्थिति में रहते हैं;
4. भाग की कठोरता ज्यामिति को "मक्खी पर" तुरंत बदला जा सकता है। इसका मतलब है कि ऑप्टिक्स/संपूर्ण सिस्टम को परिवर्तित करने की कोई आवश्यकता नहीं है।

लेज़र टेक्सचरिंग

लेजर टेक्सचरिंग धातु सामग्री की सतह संशोधन के लिए प्रक्रिया विधियों में से एक है। संरचना प्रक्रिया के दौरान, लेजर विशेष रूप से तकनीकी गुणों को संशोधित करने और नई कार्यक्षमता विकसित करने के लिए परतों या सब्सट्रेट्स में नियमित रूप से व्यवस्थित ज्यामितीय आकार बनाता है। इस प्रक्रिया में दोहराए जाने योग्य तरीके से सतह पर नियमित रूप से व्यवस्थित ज्यामितीय आकृतियों का उत्पादन करने के लिए लेजर विकिरण, आमतौर पर शॉर्ट-पल्स लेजर का उपयोग शामिल होता है। लेजर बीम सामग्री को नियंत्रित तरीके से पिघलाती है और उचित प्रक्रिया प्रबंधन के साथ एक परिभाषित संरचना में जम जाती है।

लेजर रंगीन सतह उपचार

लेज़र टेम्परिंग का उपयोग आमतौर पर लेज़र रंगीन सतह उपचार में किया जाता है, जिसे लेज़र कलर मार्किंग के रूप में भी जाना जाता है। प्रक्रिया सिद्धांत यह है कि जब लेजर सामग्री को गर्म करता है, तो धातु को स्थानीय रूप से उसके पिघलने बिंदु से थोड़ा कम तक गर्म किया जाता है। उपयुक्त प्रक्रिया मापदंडों के तहत, इस समय गेट की संरचना बदल जाएगी; वर्कपीस की सतह पर एक ऑक्साइड परत बनेगी, और यह फिल्म प्रकाश के संपर्क में आएगी। विकिरण के तहत, आपतित प्रकाश के हस्तक्षेप के कारण इस समय विभिन्न तड़के वाले रंग प्रकट होते हैं। सतह पर उत्पन्न प्रेत अंकन परत अलग-अलग देखने के कोणों के साथ बदलती है, और अंकन पैटर्न भी विभिन्न रंगों में बदल जाएगा। रंग।

ये रंग लगभग 200 डिग्री तक तापमान स्थिर रहते हैं। उच्च तापमान पर, गेट अपनी मूल स्थिति में लौट आता है - अंकन गायब हो जाता है। सतह की गुणवत्ता बरकरार रहेगी. इसमें जालसाजी-रोधी अनुप्रयोगों में उच्च स्तर की सुरक्षा और पता लगाने की क्षमता है। इसका उपयोग चिकित्सा प्रौद्योगिकी में लंबे समय से किया जा रहा है और, अल्ट्रा-शॉर्ट पल्स लेजर के साथ नए ब्लैक मार्किंग के अलावा, यह उत्पाद मार्किंग के लिए भी आदर्श है और इस प्रकार यूडीआई निर्देशों के अनुसार अद्वितीय ट्रैसेबिलिटी है।

लेजर क्लैडिंग

यह धातु और सेरमेट हाइब्रिड सामग्रियों के लिए उपयुक्त एक एडिटिव विनिर्माण प्रक्रिया है। यह आपको 3D ज्यामितीय आकृतियाँ बनाने या संशोधित करने की अनुमति देता है। इस उत्पादन विधि का उपयोग करके, लेजर मरम्मत या कोटिंग भी कर सकता है। इसलिए, एयरोस्पेस उद्योग में, टरबाइन ब्लेड की मरम्मत के लिए एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग का उपयोग किया जाता है। उपकरण और सांचे बनाने में, टूटे या घिसे हुए किनारों और कार्यात्मक सतहों की मरम्मत की जा सकती है या आंशिक रूप से कवच भी बनाया जा सकता है। पहनने और जंग से बचाने के लिए, ऊर्जा प्रौद्योगिकी या पेट्रोकेमिकल क्षेत्रों में असर वाले स्थानों, रोलर्स या हाइड्रोलिक घटकों को लेपित किया जाता है। और एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग का उपयोग ऑटोमोबाइल मैन्युफैक्चरिंग में भी किया जाता है। यहां बड़ी संख्या में घटकों में सुधार किया गया है। पारंपरिक लेज़र मेटल क्लैडिंग में, लेज़र बीम पहले स्थानीय रूप से वर्कपीस को गर्म करती है और फिर एक पिघला हुआ पूल बनाती है। फिर बारीक धातु पाउडर को लेजर प्रोसेसिंग हेड के नोजल से सीधे पिघले हुए पूल में छिड़का जाता है। हाई-स्पीड लेजर मेटल क्लैडिंग के दौरान, पाउडर कणों को सब्सट्रेट सतह के ठीक ऊपर पिघलने के तापमान तक गर्म किया जाता है। अतः पाउडर के कणों को पिघलाने में कम समय लगता है। प्रभाव: प्रक्रिया की गति में उल्लेखनीय सुधार। छोटे थर्मल प्रभावों के कारण, एल्यूमीनियम मिश्र धातु और कच्चा लोहा मिश्र धातु जैसी बहुत गर्मी-संवेदनशील सामग्री को भी उच्च गति लेजर धातु आवरण द्वारा लेपित किया जा सकता है। एचएस-एलएमडी प्रक्रिया घूर्णी रूप से सममित सतहों पर 1500 सेमी²/मिनट तक के बहुत उच्च सतह वेग को उत्पन्न करने में सक्षम बनाती है। एक ही समय में, कई सौ मीटर प्रति मिनट तक की फ़ीड गति हासिल की जाती है। लेजर पाउडर लेजर मेटल क्लैडिंग के साथ महंगे हिस्सों या मोल्डों की जल्दी और आसानी से मरम्मत करें। बड़े और छोटे नुकसान की मरम्मत जल्दी और वस्तुतः बिना कोई निशान छोड़े की जा सकती है। डिजाइन भी बदला जा सकता है. इससे समय, ऊर्जा और सामग्री की बचत होती है। विशेष रूप से निकल या टाइटेनियम जैसी महंगी धातुओं के लिए, यह काफी सार्थक है। विशिष्ट अनुप्रयोग उदाहरण टरबाइन ब्लेड, विभिन्न पिस्टन, वाल्व, शाफ्ट या मोल्ड हैं।

लेज़र ताप उपचार

एक ही चिप पर हजारों छोटे लेजर (वीसीएसईएल) लगे होते हैं। प्रत्येक ट्रांसमीटर इनमें से 56 चिप्स से सुसज्जित है, और एक मॉड्यूल में कई ट्रांसमीटर होते हैं। एक आयताकार विकिरण क्षेत्र में लाखों छोटे लेज़र हो सकते हैं और कई किलोवाट अवरक्त लेज़र शक्ति का उत्पादन कर सकते हैं। वीसीएसईएल एक बड़े, दिशात्मक आयताकार बीम क्रॉस-सेक्शन के माध्यम से 100 डब्ल्यू/सेमी² की विकिरण तीव्रता के साथ एक निकट-अवरक्त किरण उत्पन्न करता है। सिद्धांत रूप में, यह तकनीक उन सभी औद्योगिक प्रक्रियाओं के लिए उपयुक्त है जिनके लिए बेहद सटीक सतह और तापमान नियंत्रण की आवश्यकता होती है। लेज़र हीट ट्रीटमेंट मॉड्यूल विशेष रूप से बड़े क्षेत्र के हीटिंग अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है जिनके लिए कठोर परिशुद्धता और लचीलेपन की आवश्यकता होती है। पारंपरिक हीटिंग विधियों की तुलना में, इस नई हीटिंग प्रक्रिया में उच्च लचीलापन, सटीकता और लागत बचत है।

इस तकनीक का उपयोग एल्यूमीनियम फ़ॉइल को झुर्रियों से बचाने के लिए पाउच-प्रकार की बैटरी शीट को सील करने के लिए किया जा सकता है, जिससे बैटरी का जीवन बढ़ाया जा सकता है। इसका उपयोग बैटरियों के लिए एल्यूमीनियम पन्नी को सुखाने, सौर पैनलों को हल्का गीला करने और स्टील और सिलिकॉन वेफर्स जैसी विशिष्ट सामग्रियों पर गर्म किए जाने वाले क्षेत्रों को सटीक रूप से संसाधित करने जैसे अनुप्रयोगों में भी किया जा सकता है।

लेज़र पॉलिशिंग

लेजर पॉलिशिंग तकनीक का तंत्र सतह संकीर्ण पिघलने और सतह अति-पिघलने वाला है, जो लेजर रीमेल्ट परत की सतह रीमेल्टिंग और पुन: ठोसकरण पर निर्भर करता है। जब किसी धातु की सतह को पर्याप्त उच्च-ऊर्जा लेजर द्वारा विकिरणित किया जाता है, तो इसकी सतह एक निश्चित डिग्री के पिघलने, पुनर्वितरण और सतह तन्य तनाव और गुरुत्वाकर्षण से गुजरती है, जिससे जमने से पहले एक चिकनी सतह प्राप्त होती है। पिघली हुई परत की पूरी मोटाई गर्त से शिखर तक की ऊंचाई से कम होती है, जिससे पूरी पिघली हुई धातु पास के गर्त में भर जाती है। इस भराव के लिए प्रेरक शक्ति केशिका प्रभाव के माध्यम से प्राप्त की जाती है, जबकि एक मोटी पिघली हुई परत तरल धातु को बढ़ावा देगी। पिघले हुए पूल के केंद्र से बाहर की ओर प्रवाह के लिए प्रेरक शक्ति थर्मोकैपिलरी या मार्कोनी प्रभाव है, जो इसे पुनर्वितरित करती है।

लेज़र शॉट पीनिंग/लेज़र शॉक सुदृढ़ीकरण

लेज़र शॉक पीनिंग, जिसे लेज़र पीनिंग भी कहा जाता है, धातु भागों की सतह को उच्च-ऊर्जा घनत्व, उच्च-फ़ोकस, शॉर्ट-पल्स लेजर (λ=1053nm) के साथ विकिरणित करता है, और सतह धातु (या अवशोषण परत) को तुरंत विकिरणित करता है। उच्च-शक्ति-घनत्व लेजर की कार्रवाई के तहत गठित। प्लाज्मा फट जाता है, और विस्फोट शॉक तरंग बाधा परत की बाधाओं के तहत धातु भाग के अंदर तक प्रेषित होती है, जिससे सतह के अनाज संपीड़न प्लास्टिक विरूपण से गुजरते हैं, और सतह को मजबूत करने वाले प्रभाव जैसे अवशिष्ट संपीड़न तनाव और अनाज शोधन प्राप्त करते हैं। भाग की मोटी सतह. पारंपरिक मैकेनिकल शॉट ब्लास्टिंग की तुलना में, इसके निम्नलिखित फायदे हैं:

1. मजबूत दिशात्मकता: लेजर धातु की सतह पर उच्च ऊर्जा रूपांतरण दक्षता के साथ एक नियंत्रणीय कोण पर कार्य करता है, जबकि यांत्रिक प्रोजेक्टाइल का प्रभाव कोण यादृच्छिक होता है;
2. बड़ा बल: लेजर शॉट पीनिंग प्लाज्मा ब्लास्टिंग द्वारा उत्पन्न तात्कालिक दबाव कई GPa जितना ऊंचा होता है; उच्च शक्ति घनत्व: लेज़र शॉक का चरम शक्ति घनत्व कई से दसियों GW/cm2 तक पहुँच जाता है;
3. अच्छी सतह अखंडता: लेजर शॉक का सतह पर लगभग कोई स्पटरिंग प्रभाव नहीं होता है, जबकि मैकेनिकल शॉट पीनिंग के बाद, सतह की आकृति विज्ञान क्षतिग्रस्त हो जाता है और तनाव एकाग्रता होती है। लेजर प्रभाव के बाद अधिकतम संपीड़न तनाव मूल्य बेहतर है, सतह अवशिष्ट संपीड़न तनाव लगभग 40% से 50% तक बढ़ जाता है, और थकान जीवन, उच्च तापमान प्रतिरोध, झुकने का गठन और वर्कपीस के अन्य संबंधित संकेतकों में काफी सुधार होता है। इसका उपयोग विमान सतह उपचार, एयरो-इंजन सतह उपचार और अन्य क्षेत्रों में किया गया है।