ایک طویل عرصے سے، لیزر ٹیکنالوجی کو ویلڈنگ، کاٹنے اور مارکنگ میں اپنے وسیع استعمال کے لیے جانا جاتا ہے، اور یہ صرف ان دو سالوں میں ہے، لیزر کی صفائی کے بتدریج مقبول ہونے کے ساتھ، لیزر سطح کے علاج کا تصور زیادہ سے زیادہ بن گیا ہے۔ توجہ کا مرکز اور لوگوں کے ذہنوں میں ظاہر ہوا۔ غیر رابطہ انداز میں لیزر پروسیسنگ، اعلی لچک، تیز رفتار، کوئی شور نہیں، چھوٹے گرمی سے متاثرہ زون، سبسٹریٹ کو نقصان کے بغیر، کوئی استعمال کی اشیاء اور ماحولیاتی کم کاربن۔
لیزر سطح کا علاجدرحقیقت لیزر کلیننگ کے علاوہ ایپلی کیشنز کی ایک بہت بڑی تعداد ہے، جیسے لیزر پالش، لیزر کلیڈنگ، لیزر بجھانا وغیرہ۔ یہ طریقے مادی سطح کی مخصوص طبیعی کیمیکل خصوصیات کو تبدیل کرنے کے لیے استعمال کیے جاتے ہیں، مثال کے طور پر، سطح کو ہائیڈروفوبک فنکشن میں پروسیس کرنے کے لیے، یا تقریباً 10 مائیکرون کا قطر پیدا کرنے کے لیے لیزر کی دالیں، صرف چند مائیکرون چھوٹے دباؤ کی گہرائی۔ ، کھردری کو بڑھانے کے طریقے کے طور پر، سطح کے آسنجن کو بڑھانا، وغیرہ۔
اس کے علاوہلیزر کی صفائی، کیا آپ لیزر سطح کے علاج کی درج ذیل اقسام کو جانتے ہیں؟
لیزر بجھانا
لیزر ہارڈننگ انتہائی دباؤ والے اور پیچیدہ اجزاء کی مشینی کرنے کے حل میں سے ایک ہے، جس سے زیادہ لباس والے حصوں، جیسے کیمشافٹ اور موڑنے والے ٹولز کے لیے زیادہ تناؤ اور طویل زندگی ہوتی ہے۔
یہ کاربن پر مشتمل ورک پیس کی جلد کو پگھلنے والے درجہ حرارت سے تھوڑا نیچے درجہ حرارت پر گرم کرکے کام کرتا ہے (900 - 1400 ڈگری، 40 فیصد شعاعی طاقت جذب ہو جاتی ہے)، تاکہ دھاتی جالی میں کاربن ایٹموں کو دوبارہ ترتیب دیا جائے ( austenitization)، اور پھر لیزر بیم مسلسل سطح کو فیڈ کی سمت میں گرم کرتی ہے، اور لیزر بیم کے ارد گرد کا مواد اتنی تیزی سے ٹھنڈا ہوجاتا ہے جیسے ہی لیزر بیم حرکت کرتی ہے کہ دھات کی جالی اپنی اصل شکل میں واپس آنے سے قاصر رہتی ہے۔ martensite، جس کا سبب بنتا ہے اس کے نتیجے میں martensite اور سختی میں نمایاں اضافہ ہوتا ہے۔
لیزر سختی سے حاصل ہونے والی کاربن اسٹیل کی بیرونی تہوں کی سختی کی گہرائی عام طور پر 0 ہے۔ روایتی سختی کے طریقوں کے فوائد یہ ہیں:
1. ٹارگٹڈ ہیٹ ان پٹ ایک مقامی علاقے تک محدود ہے، جس کے نتیجے میں مشینی کے دوران عملی طور پر کوئی جزو وار پیج نہیں ہوتا ہے۔ دوبارہ کام کے اخراجات کم ہو جاتے ہیں یا مکمل طور پر ختم ہو جاتے ہیں۔
2. پیچیدہ جیومیٹریوں اور درست اجزاء پر بھی سخت ہونا، مقامی طور پر محدود فنکشنل سطحوں کے عین مطابق سختی کی اجازت دیتا ہے جنہیں روایتی سخت کرنے کے طریقوں سے سخت نہیں کیا جا سکتا۔
تحریف کے بغیر. روایتی سختی کے عمل زیادہ توانائی کے ان پٹ اور بجھانے کی وجہ سے بگاڑ پیدا کرتے ہیں، لیکن لیزر سختی کے دوران ہیٹ ان پٹ کو لیزر ٹیکنالوجی اور درجہ حرارت کے کنٹرول کی وجہ سے درست طریقے سے کنٹرول کیا جا سکتا ہے۔ جزو عملی طور پر قدیم رہتا ہے؛
جزو کی سختی جیومیٹری کو تیزی سے اور "مکھی پر" تبدیل کیا جا سکتا ہے۔ اس کا مطلب ہے کہ آپٹکس/پورے سسٹم کو تبدیل کرنے کی ضرورت نہیں ہے۔
Lبالوں کا پن
لیزر گراسنگ دھاتی مواد کی سطح میں ترمیم کرنے کے عمل کے ٹولز میں سے ایک ہے۔ ساخت سازی کے عمل میں، لیزر تہوں یا ذیلی جگہوں میں باقاعدگی سے ترتیب شدہ جیومیٹریز تخلیق کرتا ہے تاکہ جان بوجھ کر تکنیکی خصوصیات میں ترمیم کی جا سکے اور نئے افعال کو تیار کیا جا سکے۔ اس عمل میں عام طور پر لیزر ریڈی ایشن کا استعمال شامل ہوتا ہے (عموماً لیزر لائٹ کی چھوٹی دالیں) تاکہ کسی سطح پر ری پروڈیکیبل انداز میں باقاعدگی سے ترتیب دی گئی جیومیٹری تیار کی جا سکے۔ لیزر بیم مواد کو کنٹرول شدہ طریقے سے پگھلاتا ہے اور مناسب عمل کے انتظام کے ذریعے متعین ڈھانچے میں مضبوط ہوتا ہے۔
مثال کے طور پر ہائیڈروفوبک سطح کے ڈھانچے پانی کو سطح سے بہنے دیتے ہیں۔ الٹرا شارٹ پلسڈ لیزرز کے ساتھ سطحوں پر ذیلی مائیکرون ڈھانچے کی تخلیق اس خاصیت کو حاصل کرنے کی اجازت دیتی ہے، اور جو ڈھانچہ بنایا جانا ہے اسے لیزر پیرامیٹرز کو مختلف کرکے درست طریقے سے کنٹرول کیا جا سکتا ہے۔ الٹا اثر، مثلاً ہائیڈرو فیلک سطحیں، بھی محسوس کی جا سکتی ہیں۔
پینٹ کرنے کے لیے آٹوموٹو پینلز، آپ کو پینٹ کے چپکنے کو بڑھانے کے لیے پتلی پلیٹ کی سطح کو "مائیکرو پٹ" کی یکساں تقسیم کرنا چاہیے، جس میں ہزاروں سے دسیوں بار فی سیکنڈ پلسڈ لیزر بیم رول کے واقعے کی سطح پر مرکوز ہوتی ہے۔ رول پر، ایک چھوٹا سا گھلنشیل پول بنانے کے لئے رول کی سطح پر توجہ مرکوز کرنے والے نقطہ میں، ایک ہی وقت میں مائکرو گھلنشیل پول کے کنارے پر، تاکہ پگھلے ہوئے مواد کی گھلنشیل پول مخصوص ضروریات کے مطابق زیادہ سے زیادہ ہو پول تک ممکنہ ڈھیر! آرک کے سائز کے ٹیبز کی تشکیل کے کنارے، یہ چھوٹے ٹیبز اور مائیکرو گڑھے نہ صرف پینٹ کے چپکنے کو بڑھانے کے لیے مواد کی سطح کی کھردری کو بڑھا سکتے ہیں، بلکہ سروس کی زندگی کو بڑھانے کے لیے مواد کی سطح کی سختی کو بھی بہتر بنا سکتے ہیں۔
کچھ خصوصیات لیزر کی ساخت سے پیدا ہوتی ہیں، جیسے رگڑ کی خصوصیات یا کچھ دھاتی مواد کی برقی اور تھرمل چالکتا۔ اس کے علاوہ، لیزر ڈھانچہ ورک پیس کی بانڈنگ طاقت اور سروس کی زندگی کو بڑھاتا ہے۔
روایتی طریقوں کے مقابلے میں، سطحوں کی لیزر ساخت زیادہ ماحول دوست ہے، جس میں کسی اضافی کھرچنے والے بلاسٹنگ ایجنٹوں یا کیمیکلز کی ضرورت نہیں ہے۔ دوبارہ قابل اور درست، لیزرز کنٹرول شدہ ڈھانچے کو فعال کرتے ہیں جو مائکرون کے عین مطابق ہیں اور نقل کرنے میں بہت آسان ہیں۔ کم دیکھ بھال، لیزرز غیر رابطہ ہیں اور اس لیے تیزی سے پہننے والے مکینیکل ٹولز کے مقابلے میں بالکل پہننے سے پاک ہیں۔ اور پوسٹ پروسیسنگ کی کوئی ضرورت نہیں ہے، جس میں لیزر سے پروسیس شدہ حصے پر کوئی پگھلا یا دیگر مشینی باقیات باقی نہیں رہ جاتے ہیں۔
لیزر ڈیزل سطح ختم
لیزر ٹیمپرنگ عام طور پر لیزر چمکدار سطح کے علاج میں استعمال ہوتی ہے، جسے لیزر کلر مارکنگ بھی کہا جاتا ہے۔ عمل کا اصول یہ ہے کہ لیزر حرارتی مواد، دھات کی مقامی حرارت کو اس کے پگھلنے کے مقام سے تھوڑا نیچے تک، مناسب عمل کے پیرامیٹرز میں، اس وقت، گیٹ کی ساخت بدل جائے گی۔ workpiece کی سطح میں ایک آکسائڈ پرت تشکیل دے گا، روشنی کی شعاع ریزی میں فلم کی اس پرت، واقعہ روشنی مداخلت تاکہ اس وقت مختلف قسم کے ٹیمپرنگ رنگ، رنگین مارکنگ پرت کی اس پرت سے پیدا ہونے والی پرت کی سطح، مشاہدے کے زاویے کو تبدیل کرنے کی ضرورت نہیں ہے، مارکنگ پیٹرن کو مختلف رنگوں کی ایک قسم سے تبدیل کیا جائے گا۔
یہ رنگ درجہ حرارت تقریباً مستحکم رہتے ہیں۔ 200 ڈگری زیادہ درجہ حرارت پر، گیٹ اپنی اصل حالت میں واپس آجاتا ہے - نشان ختم ہوجاتا ہے۔ سطح کا معیار برقرار ہے۔ انسداد جعل سازی کی ایپلی کیشنز میں اعلی درجے کی سیکیورٹی اور ٹریس ایبلٹی حاصل کی جاتی ہے۔ الٹرا شارٹ پلسڈ لیزرز کے ساتھ نئی بلیک مارکنگ کے علاوہ، جو حالیہ برسوں میں میڈیکل ٹیکنالوجی کے شعبے میں اچھی طرح سے قائم ہو چکا ہے، یہ پروڈکٹ مارکنگ کے لیے بھی مثالی طور پر موزوں ہے اور اس طرح UDI کی ہدایت کے مطابق منفرد ٹریس ایبلٹی کے لیے بھی۔
لیزر پگھلنا
یہ ایک اضافی مینوفیکچرنگ عمل ہے جو دھات اور دھاتی سیرامک ہائبرڈ مواد کے لیے موزوں ہے۔ اس کی مدد سے تھری ڈی جیومیٹریاں بنائی یا تبدیل کی جا سکتی ہیں۔ اس پیداواری طریقہ کو استعمال کرتے ہوئے، لیزرز کو مرمت یا کوٹنگ کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔ اس طرح، ایرو اسپیس کے شعبے میں، ٹربائن بلیڈ کی مرمت کے لیے اضافی مینوفیکچرنگ کا استعمال کیا جاتا ہے۔
ٹول اور مولڈ بنانے میں، پھٹے یا پھٹے ہوئے کناروں اور شکل والی فنکشنل سطحوں کی مرمت کی جا سکتی ہے، یا مقامی طور پر بکتر بند بھی۔ پہننے اور سنکنرن کو روکنے کے لیے، بیئرنگ لوکیشنز، رولرس یا ہائیڈرولک پرزوں کو انرجی ٹیکنالوجی یا پیٹرو کیمسٹری میں لیپت کیا جاتا ہے۔ اضافی مینوفیکچرنگ آٹوموٹو مینوفیکچرنگ میں بھی استعمال ہوتی ہے۔ یہاں متعدد اجزاء میں ترمیم کی گئی ہے۔
روایتی لیزر میٹل کلیڈنگ میں، لیزر بیم پہلے مقامی طور پر ورک پیس کو گرم کرتا ہے اور پھر پگھلا ہوا تالاب بناتا ہے۔ اس کے بعد باریک دھاتی پاؤڈر لیزر پروسیسنگ ہیڈ کے نوزل سے براہ راست پگھلے ہوئے تالاب میں اسپرے کیے جاتے ہیں۔ تیز رفتار لیزر میٹل پگھلنے کے دوران، پاؤڈر کے ذرات پہلے ہی تقریباً پگھلنے والے درجہ حرارت پر سبسٹریٹ کی سطح کے اوپر گرم ہوتے ہیں۔ نتیجے کے طور پر، پاؤڈر کے ذرات کو پگھلانے کے لیے کم وقت درکار ہوتا ہے۔
اثر: عمل کی رفتار میں نمایاں اضافہ۔ چھوٹے تھرمل اثرات کی وجہ سے، تیز رفتار لیزر دھات پگھلنے سے ایسے مواد کو کوٹ کرنا بھی ممکن ہو جاتا ہے جو گرمی کے لیے بہت حساس ہوتے ہیں، جیسے ایلومینیم کے مرکب اور کاسٹ آئرن مرکب۔ HS-LMD کے عمل کے ساتھ، 1500 cm²/min تک کی اونچی سطح کی شرح گردشی ہم آہنگی والی سطحوں پر حاصل کی جا سکتی ہے، جبکہ کئی سو میٹر فی منٹ تک فیڈ کی شرح کو حاصل کیا جا سکتا ہے۔
لیزر پاؤڈر لیزر میٹل کلیڈنگ کے ذریعے مہنگے حصوں یا سانچوں کی جلد اور آسانی سے مرمت کی جا سکتی ہے۔ نقصان، بڑا یا چھوٹا، تیزی سے اور تقریباً نشانات کے بغیر ٹھیک کیا جا سکتا ہے۔ ڈیزائن میں تبدیلیاں بھی ممکن ہیں۔ اس سے وقت، توانائی اور مواد کی بچت ہوتی ہے۔ خاص طور پر نکل یا ٹائٹینیم جیسی مہنگی دھاتوں کے لیے یہ کافی فائدہ مند ہے۔ ایپلی کیشنز کی عام مثالیں ٹربائن بلیڈ، مختلف پسٹن، والوز، شافٹ، یا مولڈ ہیں۔
لیزر گرمی کا علاج
ایک ہی چپ پر ہزاروں چھوٹے لیزر (VCSELs) نصب ہیں۔ ہر ایمیٹر 56 ایسی چپس سے لیس ہوتا ہے، جبکہ ایک ماڈیول کئی ایمیٹرز پر مشتمل ہوتا ہے۔ مستطیل تابکاری کے علاقے میں لاکھوں مائیکرو لیزرز شامل ہو سکتے ہیں اور کئی کلو واٹ اورکت لیزر پاور آؤٹ پٹ کر سکتے ہیں۔
VCSELs ایک بڑے، دشاتمک مستطیل بیم کراس سیکشن کے ذریعہ 100 W/cm² کی تابکاری کی شدت کے ساتھ قریب اورکت بیم تیار کرتے ہیں۔ اصولی طور پر، یہ ٹیکنالوجی ان تمام صنعتی عملوں کے لیے موزوں ہے جو انتہائی درست سطح اور درجہ حرارت کے کنٹرول کی ضرورت ہوتی ہے۔
لیزر ہیٹ ٹریٹمنٹ ماڈیول خاص طور پر بڑے ایریا ہیٹنگ ایپلی کیشنز کے لیے موزوں ہیں جہاں درستگی اور لچک کی ضرورت ہوتی ہے۔ گرم کرنے کے روایتی طریقوں کے مقابلے میں، یہ نیا حرارتی عمل لچک، درستگی اور لاگت کی بچت کی اعلیٰ ڈگری پیش کرتا ہے۔
ٹکنالوجی کا استعمال پاؤچڈ سیلوں کو سیل کرنے کے لیے کیا جا سکتا ہے تاکہ ورق کو جھریوں سے بچایا جا سکے، اس طرح خلیوں کی زندگی میں اضافہ ہوتا ہے۔ اس کو ایپلی کیشنز میں بھی استعمال کیا جا سکتا ہے جیسے کہ سیل فوائلز کو خشک کرنا، سولر پینلز کی ہلکی امگنیشن، اور مخصوص مواد جیسے اسٹیل اور سلیکون ویفرز کے لیے گرم کیے جانے والے علاقے کا درست علاج۔
لیزر پالش کرنا
کا طریقہ کارلیزر پالش ٹیکنالوجیسطح کا تنگ فیوژن اور سطح اوور فیوژن ہے، جو سطح کے ریمیلٹنگ پر انحصار کرتا ہے اور لیزر سے ریمیلیٹڈ پرت کو دوبارہ مضبوط کرتا ہے۔ جب کسی دھات کی سطح کو کافی زیادہ توانائی کے ساتھ لیزر کے ذریعے شعاع کیا جاتا ہے، تو سطح کو ایک خاص حد تک دوبارہ پگھلانے اور دوبارہ تقسیم کرنے سے گزرنا پڑتا ہے، اور ہموار سطحیں مضبوطی سے پہلے سطح کے تناؤ کے دباؤ اور کشش ثقل کے ذریعے حاصل کی جاتی ہیں۔
پگھلنے والی پرت کی پوری موٹائی گرت سے چوٹی کی اونچائی سے کم ہے، اس طرح پوری پگھلی ہوئی دھات قریبی گرتوں کو بھرنے کی اجازت دیتی ہے، اس بھرنے کی محرک قوت کیپلیری اثر ہے، جب کہ ایک موٹی پگھلنے والی پرت مائع دھات کو آمادہ کرتی ہے۔ پگھلنے والے تالاب کے مرکز سے باہر کی طرف بہنا، دوبارہ تقسیم کی محرک قوت تھرمو کیپلیری اثر یا مارکونی اثر ہے۔
ایپلیکیشن کی مثالیں جیسے کہ سلکان کاربائیڈ سیرامکس، ہلکے وزن اور بڑے ٹیلی سکوپ آپٹیکل پرزوں کے لیے مواد (خاص طور پر بڑے سائز کے اور پیچیدہ سائز کے آئینے۔) RB-SiC، ایک عام ہائی سختی، پیچیدہ فیز میٹریل کے طور پر، مشکل اور غیر موثر ہے۔ سطحوں کی صحت سے متعلق پالش کرنے کی تکنیک۔ فیمٹوسیکنڈ لیزر کے ذریعے Si پاؤڈر کے ساتھ پری کوٹڈ RB-SiC کی سطح کو تبدیل کرکے، 4.45 nm کی سطح کی کھردری Sq کے ساتھ ایک آپٹیکل سطح صرف 4.5 گھنٹے پالش کرنے کے بعد حاصل کی جا سکتی ہے، جو پالش کرنے کی کارکردگی کو تین گنا سے زیادہ بہتر بناتی ہے۔ براہ راست پیسنے اور پالش. لیزر پالش بھی بڑے پیمانے پر سانچوں، کیموں اور ٹربائن بلیڈوں کو پالش کرنے میں استعمال ہوتی ہے۔
لیزر بلاسٹنگ
لیزر امپیکٹ پیننگ، جسے لیزر بلاسٹنگ بھی کہا جاتا ہے، ایک اعلی توانائی کی کثافت، ہائی فوکس، شارٹ پلس لیزر (λ=1053nm) دھاتی حصوں کی سطح کی شعاع ریزی، سطح کی دھات (یا جذب کرنے والی تہہ) ہے۔ پلازما دھماکے کی فوری تشکیل میں لیزر کے کردار کی اعلی طاقت کی کثافت، منتقلی کے اندر دھاتی حصوں کی باؤنڈنگ پرت پر رکاوٹوں میں جھٹکے کی لہر کا دھماکہ تاکہ اناج کی سطح کی تہہ سطح میں پلاسٹک کی خرابی پیدا کرے۔ ایک موٹی رینج میں حصوں کی پرت بقایا compressive کشیدگی، اناج کی تطہیر اور دیگر سطح کو مضبوط بنانے کے اثرات حاصل کریں. روایتی مکینیکل شاٹ بلاسٹنگ کے مقابلے میں درج ذیل فوائد ہیں۔
1. مضبوط سمت بندی: لیزر دھات کی سطح پر ایک کنٹرول شدہ زاویہ پر کام کرتا ہے، اعلی توانائی کی تبدیلی کی کارکردگی کے ساتھ، جبکہ مکینیکل پروجیکٹائل اثر زاویہ بے ترتیب ہے۔
2. بڑی طاقت: لیزر بلاسٹنگ پلازما پھٹتا ہے جو کئی GPa تک فوری دباؤ سے پیدا ہوتا ہے۔ پاور کثافت: لیزر اثر کی چوٹی کی طاقت کی کثافت کئی درجن GW/cm2 تک پہنچ جاتی ہے۔
اچھی سطح کی سالمیت: سطح پر لیزر کا اثر تقریباً کوئی پھٹنے والا اثر نہیں ہوتا ہے، اور مکینیکل شاٹ پیننگ کے بعد، سطح کی شکل کو نقصان پہنچتا ہے تاکہ تناؤ کا ارتکاز پیدا ہو۔
زیادہ سے زیادہ کمپریسیو اسٹریس ویلیو کے بعد لیزر کا اثر بہتر ہے، سطح کے بقایا کمپریسو تناؤ میں تقریباً 40 فیصد سے 50 فیصد اضافہ ہوا، ورک پیس کی تھکاوٹ کی زندگی، اعلی درجہ حرارت اور موڑنے والی مولڈنگ کے خلاف مزاحمت اور عددی قدر کے دیگر متعلقہ اشاریوں میں نمایاں بہتری آئی ہے۔ . فی الحال، یہ ہوائی جہاز کی سطح کے علاج، ایرو انجن کی سطح کے علاج اور اسی طرح کے میدان میں لاگو کیا گیا ہے.
