উচ্চ-প্রযুক্তি এবং ভারী শিল্পে উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন লেজারের প্রয়োগ

গত তিন বছরে, মহামারীর কারণে, শিল্প লেজারের চাহিদার বৃদ্ধির হার ধীর হয়ে গেছে। তবে, লেজার প্রযুক্তির বিকাশ থেমে থাকেনি। ফাইবার লেজারের ক্ষেত্রে, ৬০ কিলোওয়াট এবং তার বেশি ক্ষমতার অতি-উচ্চ ক্ষমতার ফাইবার লেজার ধারাবাহিকভাবে চালু করা হয়েছে, যা শিল্প লেজারের শক্তিকে অন্য স্তরে নিয়ে গেছে।

৩০,০০০ ওয়াটের উপরে উচ্চ ক্ষমতাসম্পন্ন লেজারের চাহিদা কত?

মাল্টি-মোড কন্টিনিউয়াস ফাইবার লেজারের ক্ষেত্রে, মডিউল যোগ করে শক্তি বৃদ্ধি করাই সম্মত উপায় বলে মনে হয়। গত কয়েক বছরে, প্রতি বছর বিদ্যুৎ ১০,০০০ ওয়াট বৃদ্ধি পেয়েছে। তবে, অতি-উচ্চ ক্ষমতাসম্পন্ন লেজারের জন্য শিল্প কাটিয়া এবং ঢালাইয়ের বাস্তবায়ন আরও কঠিন এবং উচ্চতর স্থিতিশীলতার প্রয়োজন। ২০২২ সালে, লেজার কাটিংয়ে বৃহৎ পরিসরে ৩০,০০০ ওয়াট শক্তি ব্যবহার করা হবে এবং ৪০,০০০ ওয়াট সরঞ্জাম বর্তমানে ছোট আকারের প্রয়োগের জন্য অনুসন্ধান পর্যায়ে রয়েছে।

কিলোওয়াট ফাইবার লেজারের যুগে, লিফট, গাড়ি, বাথরুম, রান্নাঘরের জিনিসপত্র, আসবাবপত্র এবং চ্যাসিসের মতো সাধারণ ধাতব পণ্য কাটা এবং ঢালাইয়ের জন্য 6kW এর কম শক্তি ব্যবহার করা যেতে পারে, যার পুরুত্ব শীট এবং টিউব উভয় উপকরণের জন্য 10 মিমি এর বেশি নয়। ১০,০০০-ওয়াট লেজারের কাটার গতি ৬,০০০-ওয়াট লেজারের দ্বিগুণ এবং ২০,০০০-ওয়াট লেজারের কাটার গতি ১০,০০০-ওয়াট লেজারের তুলনায় ৬০% এরও বেশি বেশি। এটি পুরুত্বের সীমাও লঙ্ঘন করে এবং 50 মিমি-এর বেশি কার্বন ইস্পাত কাটতে পারে, যা সাধারণ শিল্প পণ্যগুলিতে বিরল। তাহলে ৩০,০০০ ওয়াটের উপরে উচ্চ ক্ষমতার লেজারের কী হবে?

জাহাজ নির্মাণের মান উন্নত করতে উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন লেজারের প্রয়োগ

এই বছরের এপ্রিলে, ফরাসি রাষ্ট্রপতি ম্যাক্রোঁ চীন সফর করেন, তার সাথে ছিলেন এয়ারবাস, ডাফেই শিপিং এবং ফরাসি বিদ্যুৎ সরবরাহকারী Électricité de France এর মতো কোম্পানিগুলি।

ফরাসি বিমান প্রস্তুতকারক এয়ারবাস চীনের সাথে ১৬০টি বিমানের জন্য একটি বাল্ক ক্রয় চুক্তি ঘোষণা করেছে, যার মোট মূল্য প্রায় ২০ বিলিয়ন ডলার। তারা তিয়ানজিনে দ্বিতীয় উৎপাদন লাইনও নির্মাণ করবে। চায়না শিপবিল্ডিং গ্রুপ কর্পোরেশন ফরাসি কোম্পানি ডাফেই শিপিং গ্রুপের সাথে একটি সহযোগিতা চুক্তি স্বাক্ষর করেছে, যার মধ্যে রয়েছে টাইপ ২ এর ১৬টি সুপার লার্জ কন্টেইনার জাহাজ নির্মাণ, যার মূল্য ২১ বিলিয়ন ইউয়ানেরও বেশি। চায়না জেনারেল নিউক্লিয়ার পাওয়ার গ্রুপ এবং ইলেক্ট্রিসিটি ডি ফ্রান্সের মধ্যে ঘনিষ্ঠ সহযোগিতা রয়েছে, যার একটি সর্বোত্তম উদাহরণ হল তাইশান নিউক্লিয়ার পাওয়ার প্ল্যান্ট।

৩০,০০০ থেকে ৫০,০০০ ওয়াট পর্যন্ত উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন লেজার সরঞ্জামগুলিতে ১০০ মিমি পুরু স্টিল প্লেট কাটার ক্ষমতা রয়েছে। জাহাজ নির্মাণ এমন একটি শিল্প যেখানে ব্যাপকভাবে পুরু ধাতব প্লেট ব্যবহার করা হয়, সাধারণ বাণিজ্যিক জাহাজগুলিতে ২৫ মিমি-এর বেশি পুরুত্বের হাল স্টিল প্লেট থাকে এবং বড় পণ্যবাহী জাহাজ এমনকি ৬০ মিমি-এরও বেশি পুরুত্বের হয়। বড় যুদ্ধজাহাজ এবং অতি বৃহৎ কন্টেইনার জাহাজগুলিতে ১০০ মিমি পুরুত্বের বিশেষ ইস্পাত ব্যবহার করা যেতে পারে। লেজার ওয়েল্ডিংয়ের গতি দ্রুত, তাপ বিকৃতি এবং পুনর্নির্মাণ কম, উচ্চতর ওয়েল্ডিং গুণমান, ফিলার উপাদানের ব্যবহার কম এবং পণ্যের গুণমান উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত। হাজার হাজার ওয়াট ক্ষমতাসম্পন্ন লেজারের আবির্ভাবের সাথে সাথে, জাহাজ নির্মাণের জন্য লেজার কাটিং এবং ঢালাইয়ের ক্ষেত্রে আর কোনও সীমাবদ্ধতা নেই, যা ভবিষ্যতে প্রতিস্থাপনের জন্য দুর্দান্ত সম্ভাবনার দ্বার উন্মোচন করে।

বিলাসবহুল ক্রুজ জাহাজগুলিকে জাহাজ নির্মাণ শিল্পের শীর্ষস্থান হিসেবে বিবেচনা করা হয়, ঐতিহ্যগতভাবে ইতালির ফিনকান্তিয়েরি এবং জার্মানির মেয়ার ওয়ার্ফ্টের মতো কয়েকটি শিপইয়ার্ডের একচেটিয়া অধিকারে। জাহাজ নির্মাণের প্রাথমিক পর্যায়ে উপাদান প্রক্রিয়াকরণের জন্য লেজার প্রযুক্তি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়েছে। চীনের প্রথম দেশীয়ভাবে উৎপাদিত ক্রুজ জাহাজ ২০২৩ সালের শেষ নাগাদ চালু করার পরিকল্পনা করা হয়েছে। চায়না মার্চেন্টস গ্রুপ তাদের ক্রুজ জাহাজ উৎপাদন প্রকল্পের জন্য নানটং হাইটং-এ একটি লেজার প্রক্রিয়াকরণ কেন্দ্র নির্মাণের কাজও এগিয়ে নিয়েছে, যার মধ্যে রয়েছে একটি উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন লেজার কাটিং এবং ওয়েল্ডিং পাতলা প্লেট উৎপাদন লাইন। এই প্রয়োগের প্রবণতা ধীরে ধীরে বেসামরিক বাণিজ্যিক জাহাজগুলিতে প্রবেশ করবে বলে আশা করা হচ্ছে। বিশ্বের সবচেয়ে বেশি জাহাজ নির্মাণের অর্ডার চীনে রয়েছে এবং পুরু ধাতব প্লেট কাটা এবং ঢালাইয়ের ক্ষেত্রে লেজারের ভূমিকা ক্রমশ বৃদ্ধি পাবে।

মহাকাশে ১০ কিলোওয়াট+ লেজারের প্রয়োগ

মহাকাশ পরিবহন ব্যবস্থায় মূলত রকেট এবং বাণিজ্যিক বিমান অন্তর্ভুক্ত থাকে, যার মধ্যে ওজন হ্রাস একটি গুরুত্বপূর্ণ বিবেচ্য বিষয়। এটি অ্যালুমিনিয়াম এবং টাইটানিয়াম অ্যালয় কাটা এবং ঢালাইয়ের জন্য নতুন প্রয়োজনীয়তা আরোপ করে। উচ্চ-নির্ভুল ওয়েল্ডিং এবং কাটিং অ্যাসেম্বলি প্রক্রিয়া অর্জনের জন্য লেজার প্রযুক্তি অপরিহার্য। ১০ কিলোওয়াট+ উচ্চ-ক্ষমতার লেজারের আবির্ভাব কাটিং মান, কাটিং দক্ষতা এবং উচ্চ-সংহত বুদ্ধিমত্তার দিক থেকে মহাকাশ ক্ষেত্রে ব্যাপক আপগ্রেড এনেছে। 

মহাকাশ শিল্পের উৎপাদন প্রক্রিয়ায়, ইঞ্জিন দহন চেম্বার, ইঞ্জিন কেসিং, বিমানের ফ্রেম, টেল উইং প্যানেল, মধুচক্র কাঠামো এবং হেলিকপ্টার প্রধান রোটর সহ অনেক উপাদান কাটা এবং ঢালাইয়ের প্রয়োজন হয়। এই উপাদানগুলির কাটিং এবং ওয়েল্ডিং ইন্টারফেসের জন্য অত্যন্ত কঠোর প্রয়োজনীয়তা রয়েছে।

এয়ারবাস দীর্ঘদিন ধরে উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন লেজার প্রযুক্তি ব্যবহার করে আসছে। A340 বিমান তৈরিতে, সমস্ত অ্যালুমিনিয়াম খাদ অভ্যন্তরীণ বাল্কহেড লেজার ব্যবহার করে ঢালাই করা হয়। এয়ারবাস A380-তে বাস্তবায়িত ফিউজলেজ স্কিন এবং স্ট্রিংগারের লেজার ওয়েল্ডিংয়ে যুগান্তকারী অগ্রগতি হয়েছে। চীন দেশীয়ভাবে উৎপাদিত C919 বৃহৎ বিমানের সফল পরীক্ষামূলক উড়োজাহাজটি পরীক্ষা করেছে এবং এই বছরই এটি সরবরাহ করবে। ভবিষ্যতের প্রকল্পগুলিও রয়েছে যেমন C929 এর উন্নয়ন। ভবিষ্যতে বাণিজ্যিক বিমান তৈরিতে লেজারের স্থান হবে বলে পূর্বাভাস দেওয়া যায়।

লেজার প্রযুক্তি পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রের নিরাপদ নির্মাণে সহায়তা করতে পারে

পারমাণবিক শক্তি হল পরিচ্ছন্ন শক্তির একটি নতুন রূপ, এবং মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র এবং ফ্রান্সের পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্র নির্মাণে সবচেয়ে উন্নত প্রযুক্তি রয়েছে। ফ্রান্সের বিদ্যুৎ সরবরাহের প্রায় ৭০% পারমাণবিক বিদ্যুৎ থেকে আসে এবং চীন তার পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রের প্রাথমিক পর্যায়ে ফ্রান্সের সাথে সহযোগিতা করেছিল। পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রগুলির নিরাপত্তা সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ দিক, এবং এমন অনেক ধাতব উপাদান রয়েছে যার প্রতিরক্ষামূলক কার্যকারিতা রয়েছে এবং কাটা বা ঢালাইয়ের প্রয়োজন হয়।

তিয়ানওয়ান পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রের ৭ এবং ৮ নম্বর ইউনিটের স্টিল লাইনার ডোম এবং ব্যারেলে চীনের স্বাধীনভাবে বিকশিত লেজার ইন্টেলিজেন্ট ট্র্যাকিং MAG ওয়েল্ডিং প্রযুক্তি ব্যাপকভাবে প্রয়োগ করা হয়েছে। প্রথম নিউক্লিয়ার-গ্রেড পেনিট্রেশন স্লিভ ওয়েল্ডিং রোবট বর্তমানে প্রস্তুত করা হচ্ছে।

লেজার উন্নয়নের ধারা অনুসরণ করে, টেইউ CWFL-60000 অতি উচ্চ ক্ষমতাসম্পন্ন লেজার তৈরির যন্ত্র চালু করেছে। ফাইবার লেজার চিলার

টেইউ লেজার উন্নয়নের ধারার সাথে তাল মিলিয়ে চলছে এবং CWFL-60000 অতি উচ্চ ক্ষমতার ফাইবার লেজার চিলার তৈরি ও উৎপাদন করেছে, যা 60kW লেজার সরঞ্জামের জন্য স্থিতিশীল শীতলতা প্রদান করে। একটি দ্বৈত স্বাধীন তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থার সাহায্যে, এটি উচ্চ-তাপমাত্রার লেজার হেড এবং নিম্ন-তাপমাত্রার লেজার উৎস উভয়কেই ঠান্ডা করতে সক্ষম, লেজার সরঞ্জামের জন্য একটি স্থিতিশীল আউটপুট প্রদান করে এবং উচ্চ-ক্ষমতার লেজার কাটিং মেশিনের দ্রুত এবং দক্ষ পরিচালনার কার্যকরভাবে নিশ্চয়তা দেয়। 

লেজার প্রযুক্তির অগ্রগতি লেজার প্রক্রিয়াকরণ সরঞ্জামের জন্য একটি বিস্তৃত বাজারের জন্ম দিয়েছে। বাজারের তীব্র প্রতিযোগিতায় কেবলমাত্র সঠিক সরঞ্জামের সাহায্যেই এগিয়ে থাকা সম্ভব। মহাকাশ, জাহাজ নির্মাণ এবং পারমাণবিক শক্তির মতো উচ্চ-সম্পন্ন অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে রূপান্তর এবং আপগ্রেডিংয়ের প্রয়োজনীয়তার সাথে সাথে, পুরু প্লেট ইস্পাত প্রক্রিয়াকরণের চাহিদা বৃদ্ধি পাচ্ছে এবং উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন লেজারগুলি শিল্পের ত্বরান্বিত উন্নয়নে সহায়তা করবে। ভবিষ্যতে, ৩০,০০০ ওয়াটের বেশি ক্ষমতাসম্পন্ন অতি-উচ্চ ক্ষমতাসম্পন্ন লেজারগুলি মূলত বায়ু শক্তি, জলবিদ্যুৎ, পারমাণবিক শক্তি, জাহাজ নির্মাণ, খনির যন্ত্রপাতি, মহাকাশ এবং বিমান চলাচলের মতো ভারী শিল্প ক্ষেত্রে ব্যবহৃত হবে।