ग्लास लेजर प्रसंस्करण की वर्तमान स्थिति और क्षमता की खोज

पिछले एक दशक में लेज़र निर्माण तकनीक में तेजी से विकास हुआ है, इसका प्राथमिक अनुप्रयोग धातु सामग्री के लिए लेज़र प्रसंस्करण है। धातु लेजर प्रसंस्करण में लेजर कटिंग, लेजर वेल्डिंग और धातुओं की लेजर क्लैडिंग सबसे महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं में से हैं। हालाँकि, जैसे-जैसे एकाग्रता बढ़ती है, लेजर उत्पादों का समरूपीकरण गंभीर हो गया है, जिससे लेजर बाजार की वृद्धि सीमित हो गई है। इसलिए, आगे बढ़ने के लिए, लेजर अनुप्रयोगों को नए सामग्री डोमेन में विस्तार करना होगा। लेज़र अनुप्रयोग के लिए उपयुक्त गैर-धातु सामग्रियों में कपड़े, कांच, प्लास्टिक, पॉलिमर, चीनी मिट्टी की चीज़ें और बहुत कुछ शामिल हैं। प्रत्येक सामग्री में कई उद्योग शामिल होते हैं, लेकिन परिपक्व प्रसंस्करण तकनीकें पहले से ही मौजूद हैं, जिससे लेजर प्रतिस्थापन एक आसान काम नहीं है।

गैर-धातु सामग्री क्षेत्र में प्रवेश करने के लिए, यह विश्लेषण करना आवश्यक है कि क्या सामग्री के साथ लेजर इंटरैक्शन संभव है और क्या प्रतिकूल प्रतिक्रियाएं होंगी। वर्तमान में, बैच लेजर प्रसंस्करण अनुप्रयोगों के लिए उच्च अतिरिक्त मूल्य और क्षमता के साथ ग्लास एक प्रमुख क्षेत्र के रूप में खड़ा है।

ग्लास लेजर कटिंग के लिए बड़ी जगह

ग्लास एक महत्वपूर्ण औद्योगिक सामग्री है जिसका उपयोग ऑटोमोटिव, निर्माण, चिकित्सा और इलेक्ट्रॉनिक्स जैसे विभिन्न उद्योगों में किया जाता है। इसके अनुप्रयोगों में माइक्रोमीटर मापने वाले छोटे पैमाने के ऑप्टिकल फिल्टर से लेकर ऑटोमोटिव या निर्माण जैसे उद्योगों में उपयोग किए जाने वाले बड़े पैमाने के ग्लास पैनल तक शामिल हैं।

ग्लास को ऑप्टिकल ग्लास, क्वार्ट्ज ग्लास, माइक्रोक्रिस्टलाइन ग्लास, नीलमणि ग्लास और बहुत कुछ में वर्गीकृत किया जा सकता है। ग्लास की महत्वपूर्ण विशेषता इसकी भंगुरता है, जो पारंपरिक प्रसंस्करण विधियों के लिए महत्वपूर्ण चुनौतियां पैदा करती है। पारंपरिक कांच काटने के तरीकों में आमतौर पर कठोर मिश्र धातु या हीरे के औजारों का उपयोग किया जाता है, काटने की प्रक्रिया को दो चरणों में विभाजित किया जाता है। सबसे पहले, हीरे की नोक वाले उपकरण या कठोर मिश्र धातु पीसने वाले पहिये का उपयोग करके कांच की सतह पर एक दरार बनाई जाती है। दूसरे, दरार रेखा के साथ कांच को अलग करने के लिए यांत्रिक साधनों का उपयोग किया जाता है। हालाँकि, इन पारंपरिक प्रक्रियाओं में स्पष्ट कमियाँ हैं। वे अपेक्षाकृत अकुशल हैं, जिसके परिणामस्वरूप असमान किनारे होते हैं जिन्हें अक्सर माध्यमिक पॉलिशिंग की आवश्यकता होती है, और वे बहुत सारे मलबे और धूल का उत्पादन करते हैं। इसके अलावा, कांच के पैनलों के बीच में छेद करने या अनियमित आकृतियों को काटने जैसे कार्यों के लिए, पारंपरिक तरीके काफी चुनौतीपूर्ण हैं। यहीं पर लेजर कटिंग ग्लास के फायदे स्पष्ट हो जाते हैं। 2022 में, चीन के कांच उद्योग की बिक्री का राजस्व लगभग 744.3 बिलियन युआन था। कांच उद्योग में लेजर कटिंग तकनीक की प्रवेश दर अभी भी प्रारंभिक चरण में है, जो विकल्प के रूप में लेजर कटिंग तकनीक के अनुप्रयोग के लिए एक महत्वपूर्ण स्थान का संकेत देती है।

ग्लास लेजर कटिंग: मोबाइल फोन से आगे

ग्लास लेजर कटिंग में अक्सर ग्लास के भीतर उच्च शिखर शक्ति और घनत्व लेजर बीम उत्पन्न करने के लिए बेज़ियर फ़ोकसिंग हेड का उपयोग किया जाता है। कांच के अंदर बेज़ियर बीम को केंद्रित करके, यह तुरंत सामग्री को वाष्पीकृत कर देता है, जिससे वाष्पीकरण क्षेत्र बनता है, जो तेजी से फैलकर ऊपरी और निचली सतहों पर दरारें बनाता है। ये दरारें अनगिनत छोटे छिद्र बिंदुओं से बना काटने वाला खंड बनाती हैं, जो बाहरी तनाव फ्रैक्चर के माध्यम से काटने में मदद करती हैं।

लेजर प्रौद्योगिकी में महत्वपूर्ण प्रगति के साथ, शक्ति का स्तर भी बढ़ गया है। 20W से अधिक शक्ति वाला एक नैनोसेकंड हरा लेजर प्रभावी ढंग से कांच को काट सकता है, जबकि 15W से अधिक शक्ति वाला एक पिकोसेकंड पराबैंगनी लेजर 2 मिमी मोटे कांच को आसानी से काट सकता है। ऐसे चीनी उद्यम मौजूद हैं जो 17 मिमी मोटे कांच को काट सकते हैं। लेजर कटिंग ग्लास उच्च दक्षता का दावा करता है। उदाहरण के लिए, 3 मिमी मोटे कांच पर 10 सेमी व्यास वाले कांच के टुकड़े को काटने में यांत्रिक चाकू से काटने में लगने वाले कई मिनटों की तुलना में लेजर काटने में केवल 10 सेकंड लगते हैं। लेजर-कट किनारे चिकने होते हैं, 30μm तक की पायदान सटीकता के साथ, सामान्य औद्योगिक उत्पादों के लिए द्वितीयक मशीनिंग की आवश्यकता समाप्त हो जाती है।

लेजर-कटिंग ग्लास अपेक्षाकृत हाल ही का विकास है, जो लगभग छह से सात साल पहले शुरू हुआ था। मोबाइल फोन विनिर्माण उद्योग कैमरे के ग्लास कवर पर लेजर कटिंग का उपयोग करने वाले शुरुआती अपनाने वालों में से था और लेजर अदृश्यता काटने वाले उपकरण की शुरूआत के साथ वृद्धि का अनुभव कर रहा था। फ़ुल-स्क्रीन स्मार्टफ़ोन की लोकप्रियता के साथ, पूरे बड़े-स्क्रीन ग्लास पैनल की सटीक लेजर कटिंग ने ग्लास प्रोसेसिंग क्षमता को काफी बढ़ा दिया है। जब मोबाइल फोन के लिए ग्लास घटक प्रसंस्करण की बात आती है तो लेजर कटिंग आम हो गई है। यह प्रवृत्ति मुख्य रूप से मोबाइल फोन कवर ग्लास के लेजर प्रसंस्करण के लिए स्वचालित उपकरण, कैमरा सुरक्षा लेंस के लिए लेजर कटिंग डिवाइस और लेजर ड्रिलिंग ग्लास सब्सट्रेट के लिए बुद्धिमान उपकरण द्वारा संचालित है।

कार पर लगे इलेक्ट्रॉनिक स्क्रीन ग्लास धीरे-धीरे लेजर कटिंग को अपना रहे हैं

कार पर लगे स्क्रीन बहुत सारे ग्लास पैनल की खपत करते हैं, विशेष रूप से केंद्रीय नियंत्रण स्क्रीन, नेविगेशन सिस्टम, डैशकैम आदि के लिए। आजकल, कई नई ऊर्जा वाहन बुद्धिमान प्रणालियों और बड़े आकार के केंद्रीय नियंत्रण स्क्रीन से लैस हैं। ऑटोमोबाइल में इंटेलिजेंट सिस्टम मानक बन गए हैं, बड़ी और एकाधिक स्क्रीन के साथ-साथ 3डी घुमावदार स्क्रीन भी धीरे-धीरे बाजार की मुख्यधारा बन रही हैं। कार-माउंटेड स्क्रीन के लिए ग्लास कवर पैनल उनकी उत्कृष्ट विशेषताओं के कारण व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं, और एक उच्च गुणवत्ता वाला घुमावदार स्क्रीन ग्लास ऑटोमोटिव उद्योग के लिए अधिक अंतिम अनुभव प्रदान कर सकता है। हालाँकि, कांच की उच्च कठोरता और भंगुरता प्रसंस्करण के लिए एक चुनौती पेश करती है।

कार-माउंटेड ग्लास स्क्रीन को उच्च परिशुद्धता की आवश्यकता होती है, और इकट्ठे संरचनात्मक घटकों की सहनशीलता बहुत छोटी होती है। वर्गाकार/बार स्क्रीन को काटने के दौरान बड़ी आयामी त्रुटियाँ असेंबली समस्याओं का कारण बन सकती हैं। पारंपरिक प्रसंस्करण विधियों में कई चरण शामिल होते हैं जैसे व्हील कटिंग, मैनुअल ब्रेकिंग, सीएनसी शेपिंग और चैम्फरिंग, अन्य। चूंकि यह यांत्रिक प्रसंस्करण है, इसलिए यह कम दक्षता, खराब गुणवत्ता, कम उपज दर और उच्च लागत जैसी समस्याओं से ग्रस्त है। व्हील कटिंग के बाद, सिंगल कार सेंट्रल कंट्रोल कवर ग्लास शेप की सीएनसी मशीनिंग में 8-10 मिनट तक का समय लग सकता है। 100W से अधिक के अल्ट्रा-फास्ट लेजर के साथ, 17 मिमी ग्लास को एक झटके में काटा जा सकता है; कई उत्पादन प्रक्रियाओं को एकीकृत करने से दक्षता 80% बढ़ जाती है, जहां 1 लेजर 20 सीएनसी मशीनों के बराबर होता है। इससे उत्पादकता में काफी सुधार होता है और इकाई प्रसंस्करण लागत कम हो जाती है।

ग्लास में लेजर के अन्य अनुप्रयोग

क्वार्ट्ज़ ग्लास की एक अनूठी संरचना होती है, जिससे लेज़रों से कट को विभाजित करना मुश्किल हो जाता है, लेकिन क्वार्ट्ज़ ग्लास पर नक़्क़ाशी के लिए फेमटोसेकंड लेज़रों का उपयोग किया जा सकता है। यह क्वार्ट्ज ग्लास पर सटीक मशीनिंग और नक़्क़ाशी के लिए फेमटोसेकंड लेजर का एक अनुप्रयोग है।फेमटोसेकंड लेजर तकनीक हाल के वर्षों में तेजी से विकसित होने वाली उन्नत प्रसंस्करण तकनीक है, जिसमें अत्यधिक उच्च प्रसंस्करण परिशुद्धता और गति है, जो विभिन्न सामग्री सतहों पर माइक्रोमीटर से नैनोमीटर स्तर की नक़्क़ाशी और प्रसंस्करण में सक्षम है। लेज़र कूलिंग तकनीक बदलती बाज़ार माँगों के साथ बदलती रहती है। एक अनुभवी चिलर निर्माता के रूप में जो हमारे अपडेट करता हैपानी ठंडा करने वाला बाजार के रुझान को ध्यान में रखते हुए उत्पादन लाइनें, TEYU चिलर निर्माता की CWUP-सीरीज़ अल्ट्राफास्ट लेजर चिलर 60W तक पिकोसेकंड और फेमटोसेकंड लेजर के लिए कुशल और स्थिर शीतलन समाधान प्रदान कर सकते हैं।

कांच की लेजर वेल्डिंग एक नई तकनीक है जो पिछले दो से तीन वर्षों में उभरी है, शुरुआत में जर्मनी में दिखाई दी। वर्तमान में, चीन में केवल कुछ इकाइयाँ, जैसे हुआगोंग लेजर, शीआन इंस्टीट्यूट ऑफ ऑप्टिक्स एंड फाइन मैकेनिक्स, और हार्बिन हिट वेल्ड टेक्नोलॉजी, इस तकनीक से आगे निकल पाई हैं।उच्च-शक्ति, अल्ट्रा-शॉर्ट पल्स लेजर की कार्रवाई के तहत, लेजर द्वारा उत्पन्न दबाव तरंगें कांच में माइक्रोक्रैक या तनाव सांद्रता पैदा कर सकती हैं, जो कांच के दो टुकड़ों के बीच संबंध को बढ़ावा दे सकती हैं। वेल्डिंग के बाद बंधा हुआ ग्लास बहुत मजबूत होता है, और 3 मिमी मोटे ग्लास के बीच टाइट वेल्डिंग हासिल करना पहले से ही संभव है। भविष्य में, शोधकर्ता अन्य सामग्रियों के साथ ग्लास की ओवरले वेल्डिंग पर भी ध्यान केंद्रित कर रहे हैं। वर्तमान में, इन नई प्रक्रियाओं को अभी तक बैचों में व्यापक रूप से लागू नहीं किया गया है, लेकिन एक बार परिपक्व होने के बाद, वे निस्संदेह कुछ उच्च-स्तरीय अनुप्रयोग क्षेत्रों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाएंगे।

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