لیزر کاٹنے کا ڈیزائن اصول آپٹکس ، تھرموڈینامکس ، اور میٹریل سائنس کے چوراہے پر بنایا گیا ایک منظم عمل فریم ورک ہے۔ اس کا بنیادی حصہ ایک قابل کنٹرول اعلی -} {- کثافت لیزر بیم کے ساتھ مواد کی باہمی تعامل کے ذریعے مواد کو ختم کرنا اور اس کی تشکیل ہے۔ اس اصول کے نفاذ کے لئے تین جہتوں پر غور کرنے کی ضرورت ہے: لیزر جنریشن اور ٹرانسمیشن ، توانائی کے تعامل کے طریقہ کار ، اور عمل پیرامیٹر کے ملاپ ، جس سے "توانائی کے منبع" سے "پروسیسنگ کے نتیجے میں" مکمل منطقی چین تشکیل دیا جاتا ہے۔
لیزر جنریشن ڈیزائن کا نقطہ آغاز ہے۔ موجودہ صنعتی ایپلی کیشنز میں ، فائبر لیزرز ، کو ₂ لیزرز ، اور ٹھوس - ریاستی لیزرز میڈیا اور جوش و خروش کے طریقوں میں اختلافات کی وجہ سے بیم کی مختلف خصوصیات کی نمائش کرتے ہیں: فائبر لیزرز نایاب - {زمین {3-} ڈوپڈ آپٹیکل ریشوں کو حاصل کرتے ہیں اور اعلی الیکٹرو آپٹیکل ریشوں کو حاصل کرتے ہیں اور اعلی الیکٹرو کو حاصل کرتے ہیں { سیمیکمڈکٹر پمپنگ ، قریب قریب - انفراریڈ بینڈ (تقریبا 1070nm) میں مسلسل یا پلسڈ بیم کو آؤٹ پٹ کرنا ، جس میں بہترین بیم کے معیار (1 کے قریب) ، کمپیکٹ ڈھانچہ ، اور بحالی - مفت آپریشن جیسے فوائد کے ساتھ فوائد کے ساتھ ، فوائد کے ساتھ۔ Co₂ لیزرز ایک Co₂ گیس کا مرکب استعمال کرتے ہیں کیونکہ گین میڈیم کے طور پر اور ایک دور - انفراریڈ بینڈ (10.6μm) بیم کو خارج ہونے والے مادہ کے ذریعے پیدا کرتا ہے ، حالانکہ الیکٹرو {- آپٹک کارکردگی نسبتا low کم ہے (تقریبا 10 10 ٪) ، لیکن غیر {14 {14} met میٹالک مادے کے لئے جذب کی شرح ہے۔ ٹھوس - ریاستی لیزرز (جیسے این ڈی: یاگ) کرسٹل کو گین میڈیم کے طور پر استعمال کرتے ہیں اور مختصر - نبض یا الٹراشورٹ - پلس لیزر پیدا کرسکتے ہیں ، جو مائیکرو - مشینی منظرنامے کے لئے موزوں ہیں۔ لیزر کا انتخاب طول موج کے ل material مواد کی جذب خصوصیات پر ایک جامع غور کرنے پر مبنی ہونا چاہئے (جیسے ، تانبے اور ایلومینیم میں 10.6μm Co₂ لیزرز کی اعلی عکاسی ہوتی ہے ، جس سے وہ فائبر لیزرز کے ل more زیادہ موزوں ہوجاتے ہیں) ، مطلوبہ پروسیسنگ کی موٹائی ، اور صحت سے متعلق۔ یہ ڈیزائن میں "انرجی سورس موافقت" اصول کا بنیادی مجسمہ ہے۔
عین مطابق توانائی کی فراہمی کے لئے لیزر ٹرانسمیشن اور توجہ مرکوز اہم ہیں۔ لیزر گونج گہا سے بیم آؤٹ پٹ کو آپٹیکل عناصر کے ذریعہ پروسیسنگ ہیڈ میں منتقل کرنے کی ضرورت ہے جیسے آئینے اور عکاسی کرنے والے آئینے۔ اس کے بعد ، ایک فوکسنگ آئینہ (عام طور پر ایک محدب عینک) موڑنے والی بیم کو ایک جگہ میں تبدیل کرتا ہے جس کا قطر دسیوں کے قطر کے ساتھ سیکڑوں مائکرو میٹر تک ہوتا ہے۔ اسپاٹ قطر (ڈی) ، فوکل کی لمبائی (ایف) ، اور واقعہ بیم قطر (ڈی) کے مابین تعلقات عینک امیجنگ فارمولے کی پیروی کرتے ہیں (D کلبہ · θ ، جہاں شہتیر کی تبدیلی کا زاویہ ہے) ، توانائی کی کثافت کا براہ راست تعین کرتا ہے (E= P/(πd²/4) جہاں P ہے P ہے LASER Power ہے۔ کثافت ، اور اعلی - صحت سے متعلق کاٹنے کو حاصل کرنا آسان ہے۔ ڈیزائن کے لئے پروسیسنگ ایریا اور صحت سے متعلق تقاضوں کی بنیاد پر فوکل کی لمبائی کا انتخاب کرنے کی ضرورت ہے (مختصر فوکل لمبائی کے نتیجے میں ایک چھوٹی سی توجہ مرکوز جگہ ہے لیکن فوکس کی اتلی گہرائی ، پتلی پلیٹوں کی صحت سے متعلق کاٹنے کے لئے موزوں ہے۔ لمبی فوکل کی لمبائی میں فوکس کی ایک بڑی گہرائی ہوتی ہے ، جو موٹی پلیٹوں کی مستحکم پروسیسنگ کے لئے موزوں ہے)۔ متحرک توجہ مرکوز کرنے والی ٹکنالوجی (جیسے پلیٹ کی سطح کے خاتمے کی پیروی کرنے کے لئے پروسیسنگ ہیڈ کے Z - محور کے ساتھ فوکل پوائنٹ کی پوزیشن کو خود بخود ایڈجسٹ کرنا) ایکشن ایریا میں توانائی کی یکسانیت کو یقینی بناتے ہوئے پلیٹ میں عدم استحکام کی وجہ سے توانائی کی توجہ کی تلافی کے لئے استعمال کیا جاتا ہے۔
توانائی اور مادے کے مابین تعامل کا طریقہ کار کاٹنے کے عمل کی جسمانی نوعیت کا تعین کرتا ہے۔ جب ایک لیزر بیم مادی سطح کو ختم کرتا ہے تو ، توانائی جذب اور گرمی میں تبدیل ہوجاتی ہے ، جس کی وجہ سے مقامی درجہ حرارت تیزی سے پگھلنے والے مقام یا ابلتے ہوئے مقام پر پہنچ جاتا ہے (زیادہ تر دھاتی مواد کا پگھلنے والا نقطہ 1000 ڈگری سے اوپر ہوتا ہے ، اور ابلتے نقطہ 3000 ڈگری تک پہنچ سکتا ہے)۔ کم تھرمل چالکتا (جیسے سٹینلیس سٹیل) والے مواد کے ل have ، گرمی اسپاٹ ایریا میں مرکوز ہوتی ہے ، جس سے تیزی سے پگھلنے کا اہل ہوتا ہے۔ انتہائی عکاس مواد (جیسے ایلومینیم اور تانبے) کے لئے ، لیزر پاور کو بڑھانا یا پلسڈ موڈ (چوٹی کی طاقت کے ساتھ عکاسی کی حد کو توڑ کر) استعمال کرنا ضروری ہے تاکہ توانائی کے جذب کو بڑھایا جاسکے۔ پگھلا ہوا دھات ایک معاون گیس (آکسیجن ، نائٹروجن ، یا کمپریسڈ ہوا) کے ذریعہ کیرف سے اڑا دیا جاتا ہے: آکسیجن آئرن (آکسیکرن) کے ساتھ exothermically رد عمل کا اظہار کرتی ہے ، جس سے اضافی کاٹنے والی توانائی مہیا ہوتی ہے ، جو کاربن اسٹیل جیسے آسانی سے آکسائڈائزڈ مواد کی تیز رفتار کاٹنے کے لئے موزوں ہے۔ نائٹروجن ، ایک غیر فعال گیس کی حیثیت سے ، صرف کائنےٹک توانائی کا استعمال کرتے ہوئے سلیگ کو ہٹاتا ہے ، آکسیکرن سے گریز کرتا ہے اور اس کے نتیجے میں اعلی سطح کے معیار کی ضرورت ہوتی ہے ، جیسے اسٹینلیس سٹیل اور ایلومینیم مرکب کی ضرورت ہوتی ہے۔ ڈیزائن کو مواد کی تھرمل چالکتا ، مخصوص گرمی کی گنجائش ، اور آکسیکرن کی خصوصیات - بہت کم دباؤ کی بنیاد پر اسسٹ گیس کی قسم اور دباؤ سے مماثل ہونا چاہئے جس کا نتیجہ سلیگ کی باقیات کا نتیجہ ہوگا ، جبکہ بہت زیادہ دباؤ بہت زیادہ وسیع پیمانے پر کیرف یا مادی نقصان کا باعث بن سکتا ہے۔ آپٹیکل راہ میں مداخلت کیے بغیر موثر سلیگ ہٹانے کو یقینی بنانے کے لئے نوزل ڈھانچے اور ہوا کے بہاؤ کی سمت کو بہتر بنانے کے لئے عددی نقالی (جیسے کمپیوٹیشنل فلوڈ ڈائنامکس (سی ایف ڈی) تجزیہ) کو نوزل ڈھانچے اور ہوا کے بہاؤ کی سمت کو بہتر بنانے کی ضرورت ہے۔
پروسیس پیرامیٹرز کا مربوط ڈیزائن مستحکم کاٹنے کے حصول کا بنیادی مرکز ہے۔ لیزر پاور (پی) ، کاٹنے کی رفتار (وی) ، پلس فریکوینسی (ایف) ، اور ڈیوٹی سائیکل (η) کا مماثل ہونا ضروری ہے: طاقت فی یونٹ وقت کا کل توانائی کے ان پٹ کا تعین کرتی ہے ، رفتار توانائی کے دوران (توانائی فی یونٹ کی لمبائی=ای/وی) کو متاثر کرتی ہے ، اور دونوں مل کر یہ طے کرتے ہیں کہ آیا مواد مکمل طور پر پگھل/بخارات ہے۔ نبض وضع میں ، تعدد اور ڈیوٹی سائیکل سنگل - پلس انرجی (e_pulse =} p × η/f) اور پلس کے وقفے کو لگاتار گرمی سے بچنے کے ل pulliss کہ گرمی کے جمع ہونے سے بچنے کے ل controls (جیسے موٹی پلیٹ کاٹنے ، کم تعدد اور اعلی ڈیوٹی سائیکل متاثرہ زون کی چوڑائی کو کم کرسکتی ہے۔ ڈیزائن کو "مواد -} موٹائی - پیرامیٹر" ڈیٹا بیس قائم کرنے کے لئے آرتھوگونل تجرباتی ڈیزائن یا مشین لرننگ الگورتھم کا استعمال کرنا چاہئے۔ مثال کے طور پر ، 3 ملی میٹر موٹی 304 سٹینلیس سٹیل کے لئے ، پیرامیٹر کے امتزاج کو 1200W پاور ، 2m/منٹ کی رفتار ، اور 0.8MPA نائٹروجن پریشر سے بہتر بنانا اعلی {- معیار کاٹنے کو ایک کراس کے ساتھ - سیکشنل کھردری RA سے کم یا 12.5μm سے کم یا برابر حاصل کرسکتا ہے۔
خلاصہ یہ کہ ، لیزر کاٹنے کا ڈیزائن اصول "توانائی کے ماخذ کی خصوصیات ، آپٹیکل راہ ٹرانسمیشن ، مادی تعامل ، اور پیرامیٹر مماثل" کی ایک کثیر - جہتی ہم آہنگی ہے۔ بنیادی طور پر ، یہ لیزر جسمانی خصوصیات اور مادی طرز عمل کے عین مطابق کنٹرول کے ذریعہ تجریدی "لائٹ انرجی" کو کنٹرول کرنے والی "پروسیسنگ فورس" میں تبدیل کرتا ہے ، بالآخر موثر اور اعلی- پیچیدہ شکلوں کی درستگی کی تشکیل کو حاصل کرتا ہے۔ اس اصول کا مسلسل ارتقاء (جیسے الٹرا فاسٹ لیزرز میں تھرمل بازی اور حقیقی - ٹائم پیرامیٹر کی اصلاح کو ذہین الگورتھم کا استعمال کرتے ہوئے ، لیزر کاٹنے کی حدود کو بڑھا رہا ہے ، جس سے یہ جدید ترین مینوفیکچرنگ میں مستقل طور پر بنیادی ٹیکنالوجی بنا رہا ہے۔
