एक ड्रिल के रूप में लेजर बीम। मुद्रित सर्किट बोर्डों के उत्पादन में लेजर प्रसंस्करण के लिए उपकरण

घड़ी के पत्थरों में ड्रिलिंग छेद - यह लेजर की श्रम गतिविधि की शुरुआत थी। हम बात कर रहे हैं रूबी स्टोन्स की, जिनका इस्तेमाल घड़ियों में प्लेन बियरिंग के तौर पर किया जाता है। ऐसे बीयरिंगों के निर्माण में, रूबी में छेद ड्रिल करना आवश्यक है - एक बहुत ही कठिन और एक ही समय में नाजुक सामग्री - केवल 0.1-0.05 मिमी के व्यास के साथ छेद। कई वर्षों तक, यह गहना संचालन सामान्य यांत्रिक विधि द्वारा 40-50 माइक्रोन के व्यास के साथ पतले पियानो तार से बने ड्रिल का उपयोग करके किया जाता था। इस तरह की एक ड्रिल ने प्रति मिनट 30 हजार चक्कर लगाए और साथ ही साथ लगभग सौ पारस्परिक आंदोलनों का प्रदर्शन किया। एक पत्थर को ड्रिल करने में 10-15 मिनट तक का समय लगा। कानों में प्लग कैसे निकालें - सल्फर प्लग nmedik.org/sernaya-probka.html।

1964 की शुरुआत में, घड़ी के पत्थरों की अक्षम यांत्रिक ड्रिलिंग को हर जगह लेजर ड्रिलिंग द्वारा प्रतिस्थापित किया जाने लगा। बेशक, "लेजर ड्रिलिंग" शब्द का शाब्दिक अर्थ नहीं लिया जाना चाहिए; लेजर बीम एक छेद ड्रिल नहीं करता है - यह इसे छेदता है, जिससे सामग्री का तीव्र वाष्पीकरण होता है। आजकल घड़ी के पत्थरों की लेजर ड्रिलिंग आम बात हो गई है। इस उद्देश्य के लिए, विशेष रूप से, नियोडिमियम ग्लास लेजर का उपयोग किया जाता है। पत्थर में एक छेद (0.5-1 मिमी की वर्कपीस मोटाई के साथ) 0.5-1 जे की ऊर्जा के साथ कई लेजर दालों की एक श्रृंखला द्वारा छिद्रित किया जाता है। स्वचालित मोड में लेजर मशीन की उत्पादकता प्रति सेकंड एक पत्थर है। यह यांत्रिक ड्रिलिंग की उत्पादकता से एक हजार गुना अधिक है!

अपनी उपस्थिति के कुछ ही समय बाद, लेजर को अगला कार्य प्राप्त हुआ, जिसे उसने सफलतापूर्वक सामना किया - हीरे में ड्रिलिंग (छिद्रण) छेद मर जाता है। तांबे, कांसे, टंगस्टन से एक बहुत पतला तार प्राप्त करने के लिए, धातु को उपयुक्त व्यास के एक छेद के माध्यम से खींचने की तकनीक का उपयोग किया जाता है। इस तरह के छेद विशेष रूप से उच्च कठोरता वाली सामग्री में ड्रिल किए जाते हैं, क्योंकि तार खींचने की प्रक्रिया में, छेद का व्यास अपरिवर्तित रहना चाहिए। हीरा सबसे कठोर माना जाता है। इसलिए, हीरे में एक छेद के माध्यम से एक पतली तार खींचना सबसे अच्छा है - तथाकथित हीरे के माध्यम से मर जाता है। केवल हीरे की मदद से केवल 10 माइक्रोन के व्यास के साथ एक अति पतली तार प्राप्त करना संभव है। लेकिन आप हीरे जैसी सुपरहार्ड सामग्री में एक पतला छेद कैसे ड्रिल करते हैं? इसे यंत्रवत् रूप से करना बहुत कठिन है - हीरे की डाई में एक छेद को यांत्रिक रूप से ड्रिल करने में दस घंटे तक का समय लगता है। लेकिन, जैसा कि यह निकला, कई शक्तिशाली लेजर दालों की एक श्रृंखला के साथ इस छेद को तोड़ना मुश्किल नहीं है।

आज, लेजर ड्रिलिंग व्यापक रूप से न केवल विशेष रूप से कठोर सामग्रियों के लिए, बल्कि बढ़ी हुई भंगुरता की विशेषता वाली सामग्रियों के लिए भी उपयोग की जाती है। लेजर ड्रिल न केवल शक्तिशाली निकला, बल्कि एक बहुत ही नाजुक "उपकरण" भी निकला। उदाहरण: एल्यूमिना सिरेमिक से बने माइक्रोक्रिकिट सबस्ट्रेट्स में छेद करते समय लेजर का उपयोग। सिरेमिक बेहद भंगुर होते हैं। इस कारण से, "कच्चे" सामग्री पर, एक नियम के रूप में, माइक्रोक्रिकिट के सब्सट्रेट में छेदों की यांत्रिक ड्रिलिंग की गई थी। ड्रिलिंग के बाद सिरेमिक को निकाल दिया गया था। इस मामले में, उत्पाद का कुछ विरूपण हुआ, ड्रिल किए गए छिद्रों की सापेक्ष स्थिति विकृत हो गई थी। लेजर ड्रिल के आगमन के साथ समस्या हल हो गई थी। उनका उपयोग करके, सिरेमिक सब्सट्रेट्स के साथ काम करना संभव है जिन्हें पहले ही निकाल दिया गया है। लेजर की मदद से सिरेमिक में बहुत पतले छेद किए जाते हैं - व्यास में केवल 10 माइक्रोन। ऐसे छेद यांत्रिक ड्रिलिंग द्वारा प्राप्त नहीं किए जा सकते हैं।

तथ्य यह है कि ड्रिलिंग लेजर का व्यवसाय है, किसी को संदेह नहीं था। यहां, लेज़र के पास वास्तव में योग्य प्रतियोगी नहीं थे, खासकर जब यह बहुत पतले और बहुत गहरे छेदों की ड्रिलिंग की बात आती थी, जब छेदों को बहुत भंगुर या बहुत कठोर सामग्री में ड्रिल करना पड़ता था।

4. लेजर काटने और वेल्डिंग।

एक लेजर बीम बिल्कुल सब कुछ काट सकता है: कपड़े, कागज, लकड़ी, प्लाईवुड, रबर; प्लास्टिक, चीनी मिट्टी की चीज़ें, शीट एस्बेस्टस, कांच, धातु की चादरें। इस मामले में, जटिल प्रोफाइल के साथ सटीक कटौती प्राप्त करना संभव है। ज्वलनशील पदार्थों को काटते समय, कटी हुई जगह को अक्रिय गैस के जेट से उड़ा दिया जाता है; परिणाम एक चिकनी, बिना कटा हुआ किनारा है। सीडब्ल्यू लेजर आमतौर पर काटने के लिए उपयोग किया जाता है। आवश्यक विकिरण शक्ति वर्कपीस की सामग्री और मोटाई पर निर्भर करती है। उदाहरण के लिए, 5 सेमी मोटे बोर्डों को काटने के लिए 200 W CO2 लेजर का उपयोग किया गया था। चीरा की चौड़ाई केवल 0.7 मिमी थी; चूरा, ज़ाहिर है, नहीं था।

धातुओं को काटने के लिए कई किलोवाट की शक्ति वाले लेज़रों की आवश्यकता होती है। गैस लेजर कटिंग विधि का उपयोग करके आवश्यक शक्ति को कम किया जा सकता है - जब ऑक्सीजन के एक मजबूत जेट को लेजर बीम के साथ-साथ कट सतह पर निर्देशित किया जाता है। ऑक्सीजन जेट में धातु के दहन के दौरान (इस जेट में होने वाली धातु की ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं के कारण), महत्वपूर्ण ऊर्जा निकलती है; नतीजतन, केवल 100-500 वाट की शक्ति वाले लेजर विकिरण का उपयोग किया जा सकता है। इसके अलावा, ऑक्सीजन जेट उड़ जाता है और धातु के पिघलने और दहन उत्पादों को काटने वाले क्षेत्र से दूर ले जाता है।

इस तरह की कटिंग का पहला उदाहरण एक बुनाई कारखाने में कपड़ों की लेजर कटिंग है। सेटअप में 100 W CO2 लेजर, लेजर बीम को फोकस करने और स्थानांतरित करने के लिए एक प्रणाली, एक कंप्यूटर और ऊतक को खींचने और स्थानांतरित करने के लिए एक उपकरण शामिल है। काटने की प्रक्रिया में, बीम कपड़े की सतह के साथ 1 मीटर/सेकेंड की गति से चलती है। केंद्रित प्रकाश स्थान का व्यास 0.2 मिमी है। बीम और ऊतक की गतिविधियों को कंप्यूटर द्वारा ही नियंत्रित किया जाता है। उदाहरण के लिए, इंस्टॉलेशन एक घंटे के भीतर 50 सूट के लिए सामग्री काटने की अनुमति देता है। कटिंग न केवल जल्दी से की जाती है, बल्कि बहुत सटीक रूप से भी की जाती है; जबकि कट के किनारे चिकने और सख्त हैं। दूसरा उदाहरण विमानन उद्योग में एल्यूमीनियम, स्टील, टाइटेनियम की चादरों की स्वचालित कटाई है। इस प्रकार, 3 kW की शक्ति वाला CO2 लेजर 5 सेमी/सेकेंड की गति से 5 मिमी मोटी टाइटेनियम की एक शीट को काटता है। ऑक्सीजन जेट का उपयोग करके, लगभग एक ही परिणाम 100-300 डब्ल्यू की विकिरण शक्ति के साथ प्राप्त किया जाता है।

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रूसी संघ के शिक्षा और विज्ञान मंत्रालय। उच्च शिक्षा के संघीय राज्य बजटीय शैक्षिक संस्थान। व्लादिमीर स्टेट यूनिवर्सिटी का नाम ए.जी. और एनजी स्टोलेटोव्स के नाम पर रखा गया।

एफपीएम विभाग।

विषय पर सार

"लेजर होल ड्रिलिंग"

पूरा हुआ:

छात्र समूह एलटी - 115

गोर्डीवा एकातेरिना

व्लादिमीर, 2016

परिचय

एक ड्रिल के रूप में लेजर बीम

धातुओं में छेद की लेजर ड्रिलिंग

गैर-धातु सामग्री ड्रिलिंग

कठोर सतहों में छेदों की लेजर ड्रिलिंग

लेजर ड्रिलिंग भेदबढ़ी हुई भंगुरता

निष्कर्ष

ग्रन्थसूची

परिचय

वर्तमान में, लेजर सफलतापूर्वक कई तकनीकी संचालन करता है, मुख्य रूप से काटने, वेल्डिंग, ड्रिलिंग छेद, सतह गर्मी उपचार, स्क्रिबिंग, अंकन, उत्कीर्णन इत्यादि, और कुछ मामलों में अन्य प्रकार के प्रसंस्करण पर लाभ प्रदान करता है। इस प्रकार, ड्रिलिंग सामग्री में छेद तेजी से पूरा किया जा सकता है, और अलग-अलग सामग्रियों का लेखन अधिक सही है। इसके अलावा, कुछ प्रकार के संचालन जो पहले मुश्किल पहुंच के कारण असंभव थे, बड़ी सफलता के साथ किए जा रहे हैं। उदाहरण के लिए, सामग्री की वेल्डिंग और छिद्रों की ड्रिलिंग कांच के माध्यम से निर्वात या विभिन्न गैसों के वातावरण में की जा सकती है।

"लेजर" शब्द अंग्रेजी वाक्यांश लाइट एम्प्लीफिकेशन बाय स्टिम्युलेटेड एमिशन ऑफ रेडिएशन के शुरुआती अक्षरों से बना है, जिसका रूसी में अनुवाद है: उत्तेजित उत्सर्जन के माध्यम से प्रकाश का प्रवर्धन। शास्त्रीय रूप से, ऐसा हुआ कि प्रसंस्करण सामग्री के लिए लेजर प्रौद्योगिकियों का वर्णन करते समय, मुख्य ध्यान केवल स्वयं लेज़रों, उनके संचालन सिद्धांतों और तकनीकी मापदंडों पर दिया जाता है। हालांकि, सामग्री के लेजर आयामी प्रसंस्करण की किसी भी प्रक्रिया को लागू करने के लिए, लेजर के अलावा, एक बीम फोकसिंग सिस्टम, वर्कपीस की सतह के साथ बीम की गति को नियंत्रित करने के लिए एक उपकरण या उत्पाद को सापेक्ष स्थानांतरित करने के लिए एक उपकरण बीम, एक गैस ब्लोइंग सिस्टम, ऑप्टिकल गाइडेंस और पोजिशनिंग सिस्टम, प्रोसेस कंट्रोल सॉफ्टवेयर लेजर कटिंग, एनग्रेविंग आदि। ज्यादातर मामलों में, सीधे लेजर की सेवा करने वाले उपकरणों और प्रणालियों के लिए मापदंडों का चुनाव लेजर के मापदंडों से कम महत्वपूर्ण नहीं है। उदाहरण के लिए, 10 मिमी से कम के व्यास के साथ बीयरिंगों को चिह्नित करने के लिए, या सटीक स्पॉट लेजर वेल्डिंग के लिए, उत्पाद की स्थिति और ध्यान केंद्रित करने में लगने वाला समय उत्कीर्णन या वेल्डिंग के समय से अधिक परिमाण के एक या दो आदेशों (लागू करने के लिए समय) से अधिक है। असर पर अंकन लगभग 0.5 एस है)। इसलिए, स्वचालित पोजिशनिंग और फोकसिंग सिस्टम के उपयोग के बिना, कई मामलों में लेजर सिस्टम का उपयोग आर्थिक रूप से अक्षम हो जाता है। कारों के साथ लेजर सिस्टम की सादृश्यता से पता चलता है कि लेजर एक इंजन के रूप में कार्य करता है। इंजन कितना भी अच्छा क्यों न हो, लेकिन पहियों और बाकी सब चीजों के बिना कार नहीं चलेगी।

लेजर प्रौद्योगिकी प्रणालियों को चुनने में एक अन्य महत्वपूर्ण कारक उनके रखरखाव में आसानी है। जैसा कि अभ्यास से पता चला है, ऑपरेटरों के पास ऐसे उपकरणों की सर्विसिंग के लिए कम योग्यता है। इसका एक कारण यह है कि ज्यादातर मामलों में पुरानी तकनीकी प्रक्रियाओं (उत्पादों के प्रभाव और रासायनिक अंकन, यांत्रिक उत्कीर्णन, मैनुअल वेल्डिंग, मैनुअल अंकन, आदि) को बदलने के लिए लेजर सिस्टम स्थापित किए जाते हैं। उद्यमों के प्रमुख जो अपने उत्पादन का आधुनिकीकरण करते हैं, एक नियम के रूप में, नैतिक कारणों से, पुराने उपकरणों को नए के साथ बदलकर, पुराने (शाब्दिक और आलंकारिक रूप से) सेवा कर्मियों को छोड़ दें। इसलिए, इसके विकास की प्रारंभिक शर्तों (सोवियत के बाद के गणराज्यों में) के तहत उत्पादन में लेजर तकनीकी प्रणालियों की शुरूआत के लिए, स्वचालन के उच्चतम संभव स्तर और सीखने में आसानी प्रदान करना आवश्यक है। हमें इस तथ्य को नहीं छोड़ना चाहिए कि अकुशल कर्मियों का वेतन प्रशिक्षित विशेषज्ञ की तुलना में कम है। इसलिए, उच्च योग्य कर्मियों को आमंत्रित करने की तुलना में रखरखाव में आसानी की संभावना के साथ परिष्कृत उपकरण खरीदना अधिक लागत प्रभावी है।

इस प्रकार, आधुनिक उत्पादन में लेजर प्रौद्योगिकियों का उपयोग करने का कार्य न केवल लेजर के तकनीकी मानकों के दृष्टिकोण से माना जाना चाहिए, बल्कि उपकरण और सॉफ्टवेयर की विशेषताओं को भी ध्यान में रखना चाहिए जो लेजर के विशिष्ट गुणों का उपयोग करने की अनुमति देता है। एक विशेष तकनीकी समस्या को हल करने के लिए।

सामग्री के आयामी प्रसंस्करण के लिए डिज़ाइन की गई कोई भी लेजर प्रणाली निम्नलिखित मापदंडों की विशेषता है:

प्रसंस्करण गति (काटने, उत्कीर्णन, आदि);

संकल्प;

प्रसंस्करण सटीकता;

कार्य क्षेत्र का आकार;

प्रसंस्करण सामग्री की रेंज (लौह धातु, अलौह धातु, लकड़ी, प्लास्टिक, आदि);

प्रसंस्करण के लिए इच्छित उत्पादों के आकार और वजन की सीमा;

उत्पाद विन्यास (उदाहरण के लिए, सपाट, बेलनाकार, लहरदार सतहों पर उत्कीर्णन);

प्रदर्शन किए गए कार्यों को बदलने के लिए आवश्यक समय (उत्कीर्णन पैटर्न बदलना, कॉन्फ़िगरेशन - कटिंग लाइनें, प्रसंस्करण सामग्री बदलना, आदि);

उत्पाद की स्थापना और स्थिति का समय;

पर्यावरण की स्थिति (तापमान सीमा, आर्द्रता, धूल सामग्री) के पैरामीटर ---- जिसमें सिस्टम संचालित किया जा सकता है;

सेवा कर्मियों की योग्यता के लिए आवश्यकताएँ।

इन मापदंडों के आधार पर, लेजर के प्रकार, बीम स्वीप डिवाइस का चयन किया जाता है, उत्पाद फास्टनरों का डिज़ाइन विकसित किया जाता है, समग्र रूप से सिस्टम के स्वचालन का स्तर, ड्राइंग फाइल तैयार करने के लिए विशेष कार्यक्रम लिखने की आवश्यकता का मुद्दा। , कटिंग लाइन आदि का निर्णय लिया जा रहा है।

प्रसंस्करण की प्रकृति को निर्धारित करने वाली मुख्य तकनीकी विशेषताएं लेजर के ऊर्जा पैरामीटर हैं - ऊर्जा, शक्ति, ऊर्जा घनत्व, नाड़ी अवधि, विकिरण की स्थानिक और अस्थायी संरचना, फोकस स्थान में विकिरण शक्ति घनत्व का स्थानिक वितरण, ध्यान केंद्रित करने की स्थिति, भौतिक सामग्री के गुण।

एक ड्रिल के रूप में लेजर बीम

घड़ी के पत्थरों में ड्रिलिंग छेद - यह लेजर की श्रम गतिविधि की शुरुआत थी। हम बात कर रहे हैं रूबी स्टोन्स की, जिनका इस्तेमाल घड़ियों में प्लेन बियरिंग के तौर पर किया जाता है। ऐसे बीयरिंगों के निर्माण में, रूबी में छेद ड्रिल करना आवश्यक है - एक बहुत ही कठिन और एक ही समय में नाजुक सामग्री - केवल 1-0.05 मिमी के व्यास के साथ छेद। कई वर्षों तक, यह गहना संचालन सामान्य यांत्रिक विधि द्वारा 40-50 माइक्रोन के व्यास के साथ पतले पियानो तार से बने ड्रिल का उपयोग करके किया जाता था। इस तरह की एक ड्रिल ने प्रति मिनट 30 हजार चक्कर लगाए और साथ ही साथ लगभग सौ पारस्परिक आंदोलनों का प्रदर्शन किया। एक पत्थर को ड्रिल करने में 10-15 मिनट तक का समय लगा।

1964 की शुरुआत में, घड़ी के पत्थरों की अक्षम यांत्रिक ड्रिलिंग को हर जगह लेजर ड्रिलिंग द्वारा प्रतिस्थापित किया जाने लगा। बेशक, "लेजर ड्रिलिंग" शब्द का शाब्दिक अर्थ नहीं लिया जाना चाहिए; लेजर बीम एक छेद ड्रिल नहीं करता है, यह इसे छेदता है, जिससे सामग्री का तीव्र वाष्पीकरण होता है। आजकल घड़ी के पत्थरों की लेजर ड्रिलिंग आम बात हो गई है। इस उद्देश्य के लिए, विशेष रूप से, नियोडिमियम ग्लास लेजर का उपयोग किया जाता है। पत्थर में एक छेद (0.5-1 मिमी की वर्कपीस मोटाई के साथ) 0.5-1 जे की ऊर्जा के साथ कई लेजर दालों की एक श्रृंखला द्वारा छिद्रित किया जाता है। स्वचालित मोड में लेजर मशीन की उत्पादकता प्रति सेकंड एक पत्थर है। यह यांत्रिक ड्रिलिंग की उत्पादकता से एक हजार गुना अधिक है!

अपने जन्म के कुछ ही समय बाद, लेजर को अगला कार्य प्राप्त हुआ, जिसे उसने सफलतापूर्वक सामना किया - हीरे में ड्रिलिंग (छिद्रण) छेद मर जाता है। शायद हर कोई नहीं जानता कि तांबे, कांस्य, टंगस्टन से बहुत पतले तार प्राप्त करने के लिए, धातु को उपयुक्त व्यास के छेद के माध्यम से खींचने की तकनीक का उपयोग किया जाता है। इस तरह के छेद विशेष रूप से उच्च कठोरता वाली सामग्रियों में ड्रिल किए जाते हैं, क्योंकि तार खींचने की प्रक्रिया में, छेद का व्यास अपरिवर्तित रहना चाहिए। हीरा सबसे कठोर माना जाता है। इसलिए, हीरे में एक छेद के माध्यम से एक पतली तार खींचना सबसे अच्छा है - तथाकथित हीरे के माध्यम से मर जाता है। केवल हीरे की मदद से केवल 10 माइक्रोन के व्यास के साथ एक अति पतली तार प्राप्त करना संभव है। लेकिन आप हीरे जैसी सुपरहार्ड सामग्री में एक पतला छेद कैसे ड्रिल करते हैं? इसे यंत्रवत् रूप से करना बहुत कठिन है - हीरे की डाई में एक छेद को यांत्रिक रूप से ड्रिल करने में दस घंटे तक का समय लगता है।

इस तरह से हीरे के डाई में छेद सेक्शन में दिखता है। लेजर दालें हीरे के रिक्त स्थान में किसी न किसी चैनल को छेदती हैं। फिर, चैनल को अल्ट्रासाउंड, पीसने और चमकाने के साथ इलाज करते हुए, वे इसे आवश्यक प्रोफ़ाइल देते हैं। पासे से खींचकर प्राप्त तार का व्यास d . है

0.3 मिमी व्यास वाले इन साफ ​​छिद्रों को CO2 लेजर का उपयोग करके 0.7 मिमी मोटी एल्यूमिना सिरेमिक प्लेट में छिद्रित किया जाता है।

लेज़रों की मदद से, सिरेमिक में बहुत पतले छेद किए जाते हैं - केवल 10 माइक्रोन के व्यास के साथ। ध्यान दें कि ऐसे छेद यांत्रिक ड्रिलिंग द्वारा प्राप्त नहीं किए जा सकते हैं।

तथ्य यह है कि ड्रिलिंग लेजर का व्यवसाय है, किसी को संदेह नहीं था। यहां, लेज़र के पास वास्तव में योग्य प्रतियोगी नहीं थे, खासकर जब यह बहुत पतले और बहुत गहरे छेदों की ड्रिलिंग की बात आती थी, जब छेदों को बहुत भंगुर या बहुत कठोर सामग्री में ड्रिल करना पड़ता था। अपेक्षाकृत कम समय बीत गया और यह स्पष्ट हो गया कि लेजर बीम का उपयोग न केवल ड्रिलिंग के लिए, बल्कि कई अन्य सामग्री प्रसंस्करण कार्यों के लिए भी किया जा सकता है। तो आज हम एक नई तकनीक - लेजर के उद्भव और विकास के बारे में बात कर सकते हैं।

धातुओं में छेद की लेजर ड्रिलिंग

ड्रिलिंग उपकरण के रूप में लेजर का उपयोग करने के फायदे हैं।

ड्रिलिंग उपकरण और सामग्री के साथ-साथ ड्रिल के टूटने और पहनने के बीच कोई यांत्रिक संपर्क नहीं है।

होल प्लेसमेंट की सटीकता बढ़ जाती है, क्योंकि लेज़र बीम को फ़ोकस करने के लिए उपयोग किए जाने वाले प्रकाशिकी का उपयोग इसे वांछित बिंदु पर निर्देशित करने के लिए भी किया जाता है। छिद्रों को किसी भी दिशा में उन्मुख किया जा सकता है।

अन्य ड्रिलिंग विधियों की तुलना में ड्रिलिंग के व्यास और गहराई का अधिक अनुपात प्राप्त किया जाता है।

ड्रिलिंग करते समय, साथ ही काटने के दौरान, संसाधित की जा रही सामग्री के गुण ऑपरेशन करने के लिए आवश्यक लेजर मापदंडों को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करते हैं। 1 μs के क्रम की पल्स अवधि के साथ फ्री-रनिंग मोड में और क्यू-स्विच मोड में कई दसियों नैनोसेकंड की अवधि के साथ काम करने वाले स्पंदित लेज़रों द्वारा ड्रिलिंग की जाती है। दोनों ही मामलों में, सामग्री, उसके पिघलने और वाष्पीकरण पर थर्मल प्रभाव पड़ता है। छेद मुख्य रूप से वाष्पीकरण के कारण गहराई में बढ़ता है, और व्यास में दीवारों के पिघलने और निर्मित अतिरिक्त वाष्प दबाव के तहत तरल के बहिर्वाह के कारण होता है।

आमतौर पर, वांछित व्यास के गहरे छेद दोहराए जाने वाले कम ऊर्जा वाले लेजर दालों का उपयोग करके प्राप्त किए जाते हैं। इस मामले में, एक एकल पल्स की उच्च ऊर्जा के साथ प्राप्त छिद्रों की तुलना में छोटे टेपर और बेहतर गुणवत्ता वाले छेद बनते हैं। अपवाद ऐसी सामग्री है जिसमें उच्च वाष्प दबाव बनाने में सक्षम तत्व होते हैं। इस प्रकार, उच्च जस्ता सामग्री के कारण पीतल को लेजर स्पंदित विकिरण के साथ वेल्ड करना बहुत मुश्किल है, हालांकि, जब ड्रिलिंग, पीतल के कुछ फायदे होते हैं, क्योंकि जस्ता परमाणु वाष्पीकरण तंत्र में काफी सुधार करते हैं।

चूंकि मल्टी-पल्स मोड आपको वांछित ज्यामिति की सर्वोत्तम गुणवत्ता के छेद प्राप्त करने की अनुमति देता है और निर्दिष्ट आयामों से एक छोटे से विचलन के साथ, व्यवहार में पतली धातुओं और गैर-धातु सामग्री में छेद ड्रिलिंग करते समय यह मोड व्यापक हो गया है। हालांकि, मोटी सामग्री में छेद करते समय, उच्च ऊर्जा एकल दालों को प्राथमिकता दी जाती है। लेजर प्रवाह के डायाफ्राम से आकार के छेद प्राप्त करना संभव हो जाता है, लेकिन इस पद्धति का उपयोग अक्सर पतली फिल्मों और गैर-धातु सामग्री के प्रसंस्करण में किया जाता है। जब लेजर ड्रिलिंग 0.5 मिमी से कम की मोटाई के साथ पतली चादरों में की जाती है, तो प्रक्रिया का कुछ एकीकरण होता है, जिसमें यह तथ्य शामिल होता है कि 0.001 से 0.2 मिमी के व्यास वाले छेद अपेक्षाकृत कम शक्तियों पर सभी धातुओं में किए जा सकते हैं। .

धातुओं में ड्रिलिंग छेद का उपयोग कई मामलों में किया जा सकता है। तो, स्पंदित लेजर की मदद से, उच्च गति से घूमने वाले भागों का गतिशील संतुलन किया जा सकता है। सामग्री की एक निश्चित मात्रा के स्थानीय पिघलने से असंतुलन का चयन किया जाता है। लेजर का उपयोग इलेक्ट्रॉनिक घटकों को फिट करने के लिए भी किया जा सकता है, या तो सामग्री के स्थानीय वाष्पीकरण द्वारा या सामान्य हीटिंग द्वारा। उच्च शक्ति घनत्व, छोटे स्थान का आकार और छोटी पल्स अवधि लेजर को इस एप्लिकेशन के लिए एक आदर्श उपकरण बनाती है।

धातु में ड्रिलिंग छेद के लिए उपयोग किए जाने वाले लेज़रों को 107 - 108 W/cm2 के क्रम की एक केंद्रित बीम शक्ति घनत्व प्रदान करना चाहिए। 0.25 मिमी से कम व्यास वाले धातु ड्रिल के साथ ड्रिलिंग छेद एक कठिन व्यावहारिक कार्य है, जबकि लेजर ड्रिलिंग पर्याप्त उच्च प्लेसमेंट सटीकता के साथ विकिरण तरंगदैर्ध्य के अनुरूप व्यास के साथ छेद प्राप्त करना संभव बनाता है। कंपनी "जनरल इलेक्ट्रिक" (यूएसए) के विशेषज्ञों ने गणना की कि इलेक्ट्रॉन बीम प्रसंस्करण की तुलना में छिद्रों की लेजर ड्रिलिंग में उच्च आर्थिक प्रतिस्पर्धा है। वर्तमान में, सॉलिड-स्टेट लेजर का उपयोग मुख्य रूप से ड्रिलिंग छेद के लिए किया जाता है। वे 1000 हर्ट्ज तक की पल्स पुनरावृत्ति दर और 1 से 103 डब्ल्यू तक निरंतर मोड में बिजली, पल्स मोड में सैकड़ों किलोवाट तक और क्यू-स्विच मोड में कई मेगावाट तक प्रदान करते हैं। ऐसे लेज़रों द्वारा प्रसंस्करण के कुछ परिणाम तालिका में दिए गए हैं।

	मोटाई, मिमी	छेद व्यास, मिमी	अवधि ड्रिलिंग	लेजर ऊर्जा,
		इनपुट	सप्ताहांत
स्टेनलेस स्टील				10 आवेग
निकल स्टील
टंगस्टन
मोलिब्डेनम

गैर-धातु सामग्री ड्रिलिंग

होल ड्रिलिंग लेजर तकनीक के पहले क्षेत्रों में से एक है। सबसे पहले, विभिन्न सामग्रियों में छेद जलाकर, प्रयोगकर्ताओं ने उनका उपयोग लेजर दालों की विकिरण ऊर्जा का अनुमान लगाने के लिए किया। वर्तमान में, लेजर ड्रिलिंग की प्रक्रिया लेजर तकनीक की एक स्वतंत्र दिशा बनती जा रही है। लेजर बीम से ड्रिल की जाने वाली सामग्री में हीरे, रूबी स्टोन, फेराइट, सिरेमिक आदि जैसे गैर-धातु शामिल हैं, जिसमें पारंपरिक तरीकों से ड्रिलिंग छेद मुश्किल या अप्रभावी है। लेजर बीम का उपयोग करके, आप विभिन्न व्यास के छेद ड्रिल कर सकते हैं। इस ऑपरेशन के लिए निम्नलिखित दो विधियों का उपयोग किया जाता है। पहली विधि में, लेजर बीम किसी दिए गए समोच्च के साथ चलता है, और छेद का आकार उसके सापेक्ष आंदोलन के प्रक्षेपवक्र द्वारा निर्धारित किया जाता है। यहां, एक काटने की प्रक्रिया होती है, जिसमें गर्मी स्रोत एक निश्चित दिशा में एक निश्चित गति से चलता है: इस मामले में, एक नियम के रूप में, निरंतर-लहर लेज़रों का उपयोग किया जाता है, साथ ही स्पंदित लेज़रों को एक बढ़ी हुई पल्स पुनरावृत्ति दर के साथ संचालित किया जाता है। .

दूसरी विधि में, प्रक्षेपण विधि कहा जाता है, संसाधित छेद लेजर बीम के आकार को दोहराता है, जिसे ऑप्टिकल सिस्टम का उपयोग करके कोई भी खंड दिया जा सकता है। ड्रिलिंग छेद की प्रक्षेपण विधि में पहले की तुलना में कुछ फायदे हैं। इसलिए, यदि बीम पथ पर एक डायाफ्राम (मुखौटा) रखा जाता है, तो इस तरह से इसके परिधीय भाग को काटना और बीम क्रॉस सेक्शन पर अपेक्षाकृत समान तीव्रता वितरण प्राप्त करना संभव है। इसके कारण, विकिरणित क्षेत्र की सीमा तेज होती है, छेद का टेपर कम होता है, और गुणवत्ता में सुधार होता है।

ऐसी कई तकनीकें हैं जो आपको संसाधित किए जा रहे छेद से पिघली हुई सामग्री के एक हिस्से को अतिरिक्त रूप से चुनने की अनुमति देती हैं। उनमें से एक संपीड़ित हवा या अन्य गैसों द्वारा अतिरिक्त दबाव का निर्माण है, जो लेजर विकिरण के साथ एक नोजल समाक्षीय का उपयोग करके ड्रिलिंग क्षेत्र में खिलाया जाता है। इस विधि का उपयोग निरंतर मोड में संचालित CO2 लेजर का उपयोग करके 2.5 मिमी मोटी सिरेमिक प्लेटों में 0.05-0.5 मिमी के व्यास के साथ छेद ड्रिल करने के लिए किया गया था।

कठोर सिरेमिक में ड्रिलिंग छेद एक आसान काम नहीं है: पारंपरिक विधि के लिए हीरे के उपकरण की आवश्यकता होती है, जबकि अन्य मौजूदा तरीके एक मिलीमीटर के दसवें व्यास के बराबर व्यास में छेद के आकार के कारण मुश्किल होते हैं। ये कठिनाइयाँ विशेष रूप से ध्यान देने योग्य होती हैं जब मशीनीकृत होने वाली प्लेट की मोटाई छेद के व्यास से बड़ी होती है। छेद की गहराई (सामग्री की मोटाई) का उसके व्यास का अनुपात पतले छेद प्राप्त करने की गुणवत्ता का एक उपाय है; यह पारंपरिक ड्रिलिंग के साथ 2:1 है और सिरेमिक और अन्य अपवर्तक सामग्री ड्रिलिंग करते समय उपयोग की जाने वाली अल्ट्रासोनिक विधि के साथ लगभग 4:1 है।

सामग्री के इस वर्ग की लेजर ड्रिलिंग विधि बहुत उच्च छेद प्लेसमेंट सटीकता और अपेक्षाकृत कम समय के साथ सर्वोत्तम अनुपात प्राप्त करने की अनुमति देती है। इस प्रकार, उच्च घनत्व वाले पॉलीक्रिस्टलाइन एल्यूमिना सिरेमिक की लेजर ड्रिलिंग के लिए, एक रूबी लेजर का उपयोग 1.4 जे की पल्स ऊर्जा के साथ किया गया था, डिस्क की सतह पर 25 मिमी की फोकल लंबाई के साथ एक केंद्रित लेंस और लगभग 4 की शक्ति घनत्व प्रदान करता है। -106 डब्ल्यू/सेमी2. 3.2 मिमी मोटी सिरेमिक डिस्क के माध्यम से ड्रिल करने के लिए औसतन 1 हर्ट्ज की पुनरावृत्ति दर पर 40 दालों की आवश्यकता होती है। लेजर पल्स अवधि 0.5 एमएस थी। परिणामी छिद्रों में इनलेट पर लगभग 0.5 मिमी और आउटलेट पर 0.1 मिमी के व्यास के साथ एक शंकु था। यह देखा जा सकता है कि गहराई और औसत छेद व्यास का अनुपात लगभग 11:1 है, जो अन्य छेद ड्रिलिंग विधियों के समान अनुपात से काफी बड़ा है। साधारण सामग्री के लिए, लेजर ड्रिलिंग के लिए यह अनुपात 50:1 हो सकता है।

ड्रिलिंग क्षेत्र से दहन उत्पादों और तरल चरण को हटाने के लिए, हवा या अन्य गैसों के साथ उड़ाने का उपयोग किया जाता है। उत्पादों का अधिक कुशल ब्लोइंग नमूना के पीछे की ओर से सामने की ओर से ब्लोइंग और वैक्यूम के संयोजन के साथ होता है। 5 मिमी मोटी तक सिरेमिक में छेद ड्रिल करने के लिए इसी तरह की योजना का उपयोग किया गया था। हालांकि, इस मामले में तरल चरण का प्रभावी निष्कासन एक छेद के गठन के बाद ही होता है।

तालिका में। 7 कुछ गैर-धातु सामग्री और उनके प्रसंस्करण मोड में छेद के मापदंडों को दर्शाता है।

सामग्री	छेद पैरामीटर	प्रसंस्करण मोड
	व्यास, मिमी	गहराई, मिमी	व्यास अनुपात की गहराई	ऊर्जा, जे	नाड़ी अवधि	फ्लक्स घनत्व, डब्ल्यू / सेमी 2	प्रति छेद दालों की संख्या
मिट्टी के पात्र

कठोर सतहों में छेदों की लेजर ड्रिलिंग

छिद्रों की लेजर ड्रिलिंग को सामग्री के ताप, वाष्पीकरण और पिघलने जैसी भौतिक प्रक्रियाओं की विशेषता है। यह माना जाता है कि वाष्पीकरण के परिणामस्वरूप गहराई में छेद बढ़ता है, और व्यास में - दीवारों के पिघलने और अतिरिक्त वाष्प दबाव से तरल के विस्थापन के परिणामस्वरूप।

लगभग 2 माइक्रोन की सहनशीलता के साथ सटीक छेद प्राप्त करने के लिए, एनएस और पीएस की सीमा में बहुत कम दालों वाले लेजर का उपयोग किया जाता है। आपको दिए गए स्तर पर छेद के व्यास को नियंत्रित करने की अनुमति देता है, अर्थात। छेद व्यास के विकास के लिए जिम्मेदार दीवारों के हीटिंग और पिघलने के लिए अग्रणी नहीं है, लेकिन ठोस चरण से सामग्री के वाष्पीकरण की ओर अग्रसर है। इसके अलावा, एनएस और पीएस पल्स रेंज के साथ लेजर का उपयोग छेद की साइड सतहों पर एक ठोस तरल चरण की उपस्थिति को काफी कम कर सकता है।

फिलहाल, लेजर होल ड्रिलिंग को लागू करने के कई तरीके हैं: सिंगल पल्स ड्रिलिंग सिंगल पल्स का उपयोग करती है, जिसके परिणामस्वरूप एक छेद ड्रिल किया जाता है। इस पद्धति के फायदे गति हैं। छेद की बढ़ती गहराई के साथ तापीय ऊर्जा के हस्तांतरण में कमी के कारण उच्च पल्स ऊर्जा, कम मोटाई और छेद के विहित आकार को नुकसान पहुंचाता है।

प्रभाव ड्रिलिंग में, छोटी अवधि और ऊर्जा के कई लेजर दालों द्वारा एक छेद बनाया जाता है।

लाभ: छोटे व्यास के छेद प्राप्त करने के लिए एक गहरा छेद (लगभग 100 मिमी) बनाने की क्षमता। इस पद्धति का नुकसान लंबी ड्रिलिंग प्रक्रिया है।

कई लेजर दालों की कार्रवाई के तहत होल ड्रिलिंग होती है। सबसे पहले, लेजर हथौड़ा प्रारंभिक छेद को ड्रिल करता है। फिर वह वर्कपीस पर बढ़ते हुए वृत्ताकार पथ के साथ कई बार चलते हुए प्रारंभिक छेद को बड़ा करता है। अधिकांश पिघली हुई सामग्री को छेद से नीचे की दिशा में बाहर निकाला जाता है। कोर ड्रिलिंग के विपरीत, ट्विस्ट ड्रिलिंग में शुरुआती छेद बनाना शामिल नहीं है। पहले दालों से पहले से ही लेजर सामग्री के माध्यम से एक गोलाकार पथ के साथ चलता है। इस आंदोलन के साथ, बड़ी मात्रा में सामग्री ऊपर जाती है। एक सर्पिल सीढ़ी की तरह चलते हुए, लेजर छेद को गहरा करता है। लेज़र के सामग्री से गुजरने के बाद, कुछ और लैप्स किए जा सकते हैं। वे छेद के नीचे को चौड़ा करने और किनारों को चिकना करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। ट्विस्ट ड्रिलिंग बहुत बड़े और गहरे उच्च गुणवत्ता वाले छेद पैदा करती है। लाभ: उच्च गुणवत्ता के बड़े और गहरे छेद प्राप्त करना।

लेजर ड्रिलिंग के लाभ: छोटे छेद (100 माइक्रोन से कम) प्राप्त करने की संभावना, एक कोण पर एक छेद ड्रिल करने की आवश्यकता, बहुत कठिन सामग्री में एक छेद ड्रिलिंग, छेद प्राप्त करने की क्षमता जो गोल नहीं हैं, उच्च प्रक्रिया उत्पादकता, सामग्री पर कम थर्मल प्रभाव (पल्स अवधि सामग्री में कमी के साथ हीटिंग कम हो जाती है), एक गैर-संपर्क विधि जो नाजुक सामग्री (हीरा, चीनी मिट्टी के बरतन, फेराइट, नीलमणि क्रिस्टल, कांच) की ड्रिलिंग की अनुमति देती है, प्रक्रिया के उच्च स्वचालन, लंबी सेवा जीवन और प्रक्रिया की स्थिरता।

यह कार्य विभिन्न कठोर सतहों पर छेदों की लेजर ड्रिलिंग के इष्टतम तरीकों की खोज के लिए समर्पित है।

प्रयोगों के लिए, 1064 एनएम की तरंग दैर्ध्य के साथ एक अवरक्त स्पंदित एनडी: वाईएजी लेजर का उपयोग किया गया था। 110 डब्ल्यू की अधिकतम लेजर शक्ति, 10 किलोहर्ट्ज़ की पल्स पुनरावृत्ति दर और 84 एनएस की पल्स अवधि के साथ, इस काम में छेद प्रभाव ड्रिलिंग द्वारा प्राप्त किए गए थे। लेजर ड्रिलिंग के दौरान, लेजर विकिरण की शक्ति 3.7 डब्ल्यू से 61.4 डब्ल्यू तक भिन्न होती है, नमूना सतह पर लेजर स्पॉट का व्यास 2 मिमी से 4 मिमी तक भिन्न होता है।

निम्नलिखित ठोस सतहों पर छिद्रों की लेजर ड्रिलिंग की गई: प्लास्टिक (पीला), कार्बन फाइबर, एल्यूमीनियम, क्रमशः 1.22.3 मिमी मोटी। लेजर ड्रिलिंग छेद धातु

सतह की लेजर ड्रिलिंग की गुणवत्ता निम्नलिखित मापदंडों से काफी प्रभावित होती है: लेजर विकिरण की औसत शक्ति, नमूने की सतह पर लेजर स्पॉट का व्यास, सामग्री के भौतिक गुण (सतह द्वारा लेजर विकिरण के अवशोषण का गुणांक, पिघलने का तापमान) लेजर विकिरण तरंग दैर्ध्य, पल्स अवधि और लेजर ड्रिलिंग की विधि (एकल पल्स, प्रभाव ड्रिलिंग, आदि)।

तालिका 1 विभिन्न कठोर सतहों पर लेजर ड्रिलिंग के तरीके दिखाती है।

विभिन्न सतहों पर छेदों की लेजर ड्रिलिंग के तरीके

बढ़ी हुई नाजुकता द्वारा विशेषता लेजर ड्रिलिंग

लेजर ड्रिलिंगन केवल कठोर और सुपरहार्ड सामग्री में छेद प्राप्त करने के लिए व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, बल्कि बढ़ी हुई भंगुरता की विशेषता वाली सामग्री में भी उपयोग किया जाता है।

के लिये छेद लेजर ड्रिलिंगवर्तमान में, वे एक स्पंदित YAG-Nd लेजर के आधार पर बनाए गए Kvant-11 इंस्टॉलेशन का उपयोग कर रहे हैं। लेजर वेल्डिंग भी केंद्रित स्पंदित लेजर विकिरण की क्रिया पर आधारित है। इसके अलावा, सीम और स्पॉट वेल्डिंग दोनों का उपयोग किया जाता है।

में मुख्य प्रक्रियाएं लेज़र गैर-धातु सामग्री की ड्रिलिंग, साथ ही काटने के दौरान, लेजर विकिरण क्षेत्र से हीटिंग, पिघलना और वाष्पीकरण होता है। इन प्रक्रियाओं को सुनिश्चित करने के लिए, फोकल स्पॉट में ऑप्टिकल सिस्टम द्वारा निर्मित 106 - 107 डब्ल्यू / सेमी 2 की शक्ति घनत्व होना आवश्यक है। इस मामले में, सामग्री के वाष्पीकरण के कारण छेद गहराई में बढ़ता है; दीवारों का पिघलना और अतिरिक्त वाष्प दबाव द्वारा निर्मित तरल अंश की अस्वीकृति भी है। वर्तमान उद्योग वर्तमान में व्यापक रूप से उपयोग कर रहा है हीरे में छेद की लेजर ड्रिलिंग, ड्रिलिंग प्रक्रिया में छेद के गठन पर उच्च परिशुद्धता और नियंत्रण प्रदान करती है।

0 25 मिमी से कम व्यास वाले धातु ड्रिल के साथ ड्रिलिंग छेद एक कठिन व्यावहारिक कार्य है, जबकि लेजर ड्रिलिंगप्लेसमेंट की पर्याप्त उच्च सटीकता के साथ, विकिरण की तरंग दैर्ध्य के अनुरूप व्यास के साथ छेद प्राप्त करने की अनुमति देता है।

प्रयोगों से यह ज्ञात होता है कि पतली धातु की प्लेटों की सटीक लेजर कटिंग की तकनीकी विशेषताओं और विशेषताओं को आमतौर पर प्रक्रियाओं की तकनीकी विशेषताओं के समान स्थितियों और कारकों द्वारा निर्धारित किया जाता है। मल्टीपल्स लेजर ड्रिलिंग . पतली धातु की प्लेटों में कट के माध्यम से औसत चौड़ाई आमतौर पर नमूने की पूरी लंबाई के साथ 30 - 50 माइक्रोन होती है, उनकी दीवारें लगभग समानांतर होती हैं, सतह में बड़े दोष और विदेशी समावेशन नहीं होते हैं। स्पंदित विकिरण के साथ काटने की विशेषताओं में से एक तथाकथित नहरीकरण प्रभाव की संभावना है। यह प्रभाव अपनी दीवार से पुन: प्रतिबिंब के माध्यम से पिछली दालों द्वारा गठित चैनल में गुणात्मक (विवर्तन) बीम के प्रवेश में व्यक्त किया जाता है। एक नए चैनल का निर्माण पिछले एक की रूपरेखा से परे पूरे विवर्तन बीम के विस्थापन के बाद शुरू होता है। यह प्रक्रिया कट दीवार की सीमित खुरदरापन को निर्धारित करती है और मल्टी-पास मशीनिंग के दौरान दिशात्मक पैटर्न की अस्थिरता की भरपाई करके कट की सटीकता को स्थिर कर सकती है। इस मामले में, कटे हुए किनारों की खुरदरापन आमतौर पर 4-5 माइक्रोन से अधिक नहीं होती है, जिसे काफी संतोषजनक माना जा सकता है।

लेज़र भी इस तरह का एक ऑपरेशन करते हैं क्योंकि मानक के अनुसार अगले बड़े व्यास में खर्च किए गए रफिंग अप मर जाते हैं। यदि यांत्रिक ड्रिलिंग के दौरान इस ऑपरेशन में लगभग 20 घंटे लगे, तो साथ लेजर ड्रिलिंग के लिए केवल कुछ दसियों दालों की आवश्यकता होती है। एक मरने के लिए कुल समय अंतराल लगभग 15 मिनट है।

होल ड्रिलिंग शायद लेजर तकनीक के पहले क्षेत्रों में से एक है। प्रक्रिया वर्तमान में है लेजर ड्रिलिंग लेजर प्रौद्योगिकी की एक स्वतंत्र दिशा बन जाती है और घरेलू और विदेशी उद्योग में एक महत्वपूर्ण हिस्सेदारी रखती है। लेजर बीम से ड्रिल की जाने वाली सामग्री में हीरे, रूबी स्टोन, फेराइट, सिरेमिक आदि जैसे गैर-धातु शामिल हैं, जिसमें पारंपरिक तरीकों से ड्रिलिंग छेद मुश्किल या अप्रभावी है।

हालांकि, मोटी सामग्री में छेद करते समय, उच्च ऊर्जा एकल दालों को प्राथमिकता दी जाती है। लेजर प्रवाह के डायाफ्राम से आकार के छेद प्राप्त करना संभव हो जाता है, लेकिन इस पद्धति का उपयोग अक्सर पतली फिल्मों और गैर-धातु सामग्री के प्रसंस्करण में किया जाता है। उस मामले में, प्रतिजब मैंलेजर ड्रिलिंग 0.5 मिमी से कम मोटी पतली चादरों में निर्मित होता है, प्रक्रिया का कुछ एकीकरण होता है, जिसमें यह तथ्य शामिल होता है कि 0.001 से 0.2 मिमी के व्यास वाले छेद सभी धातुओं में अपेक्षाकृत कम शक्तियों पर बनाए जा सकते हैं। बड़ी मोटाई में, अंजीर के अनुसार। 83, स्क्रीनिंग प्रभाव के कारण एक गैर-रैखिकता प्रकट होती है।

पहले भी, यह नोट किया गया था कि लचीले पीसीबी के उपयोग से उनकी विश्वसनीयता बढ़ जाती है, उपकरणों के असेंबली समय को सैकड़ों घंटे कम कर देता है, और कठोर पीसीबी के उपयोग की तुलना में 2-4 के कारक द्वारा मात्रा और द्रव्यमान में लाभ देता है। विदेश मंत्रालय। अब लचीले सॉफ्टवेयर के विकास पर पहले से मौजूद ब्रेक, अर्थात् डिजाइनरों के प्रसिद्ध रूढ़िवाद, जो पारंपरिक सॉफ्टवेयर के साथ काम करने के आदी हैं, को एक पारित चरण माना जा सकता है। इस मामले में, क्रिस्टल धारक में पीसीबी और उस पर स्थापित एलएसआई के बीच यांत्रिक तनाव को कम करने का कार्य सुगम हो जाता है, और इसे प्राप्त करना भी संभव हो जाता है इंटरलेयर स्विचिंग के लिए लगातार तांबे से भरकर 125 माइक्रोन (पारंपरिक पीसीबी में 800 माइक्रोन के बजाय) के व्यास के साथ लेजर ड्रिलिंग सबमिनेचर छेद। अंत में, लचीला पॉलीमाइड पीसीबी पारदर्शी है, ध्यान से चयनित प्रकाश स्थितियों के तहत प्रत्येक परत में सभी सोल्डर जोड़ों के दृश्य निरीक्षण की अनुमति देता है।

निष्कर्ष

अंत में, मैं आधुनिक उत्पादन में लेजर प्रौद्योगिकियों को पेश करने के कुछ सामान्य मुद्दों पर ध्यान देना चाहूंगा।

लेजर तकनीकी स्थापना के निर्माण में पहला चरण तकनीकी कार्य का विकास है। कई मामलों में, ग्राहक इसे सुरक्षित रूप से चलाने की कोशिश करते हैं और इसमें ऐसी विशेषताएं डालते हैं जो उत्पादन की वास्तविक जरूरतों से कहीं अधिक हैं। नतीजतन, उपकरणों की लागत 30-50% बढ़ जाती है। विरोधाभासी रूप से, इसका कारण, एक नियम के रूप में, लेजर सिस्टम की सापेक्ष उच्च लागत है। कई व्यापारिक नेता ऐसा सोचते हैं:

"... अगर मैं नए महंगे उपकरण खरीदता हूं, तो विशेषताओं के मामले में यह इस समय आवश्यक मानकों से अधिक होना चाहिए, "शायद", किसी दिन यह मेरे काम आएगा ..."। नतीजतन, उपकरण की संभावित क्षमताओं का कभी भी उपयोग नहीं किया जाता है, और इसका भुगतान समय बढ़ जाता है।

इस तरह के दृष्टिकोण का एक उदाहरण भागों के यांत्रिक अंकन से लेजर अंकन में संक्रमण है। मुख्य अंकन मानदंड शिलालेख के विपरीत और घर्षण के प्रतिरोध हैं। कंट्रास्ट उत्कीर्णन रेखा की चौड़ाई और गहराई के अनुपात से निर्धारित होता है। यांत्रिक उत्कीर्णन के लिए न्यूनतम लाइन चौड़ाई लगभग 0.3 मिमी है। एक विपरीत शिलालेख प्राप्त करने के लिए, इसकी गहराई लगभग 0.5 मिमी होनी चाहिए। इसलिए, कई मामलों में, लेजर इंस्टॉलेशन के लिए संदर्भ की शर्तें तैयार करते समय, इन मापदंडों को ध्यान में रखा जाता है। लेकिन लेजर उत्कीर्णन के दौरान लाइन की चौड़ाई क्रमशः 0.01-0.03 मिमी है, शिलालेख की गहराई 0.05 मिमी, यानी बनाई जा सकती है। एक यांत्रिक की तुलना में कम परिमाण का एक क्रम। इसलिए, सिस्टम की लागत के संबंध में लेजर पावर और अंकन समय के बीच संबंध को अनुकूलित किया जा सकता है। नतीजतन, लेजर स्थापना की कीमत कम हो जाती है, और परिणामस्वरूप, इसका भुगतान समय।

कई मामलों में लेजर प्रौद्योगिकियों की शुरूआत मौलिक रूप से नई विधियों के साथ "पुरानी" समस्याओं को हल करना संभव बनाती है। इसका एक उत्कृष्ट उदाहरण सुरक्षात्मक शिलालेखों, ब्रांडों आदि का उपयोग है। जालसाजी से बचाव के लिए उत्पादों पर। लेजर तकनीक की क्षमताएं शिलालेख में एक पंक्ति द्वारा सुरक्षा शिलालेख की पहचान करना संभव बनाती हैं। क्रिप्टोग्राफिक विधियों का उपयोग करने की क्षमता आपको जालसाजी के खिलाफ "गतिशील" सुरक्षा को लागू करने की अनुमति देती है, अर्थात। सामान्य ड्राइंग को सहेजते समय, एक निश्चित समय के बाद, कुछ तत्व जो केवल विशेषज्ञों द्वारा पहचानने योग्य होते हैं या विशेष उपकरण बदल जाते हैं। यांत्रिक जालसाजी विधियों के लिए अप्राप्य एक लेजर के साथ उत्कीर्णन रेखा के किनारों पर धातु उत्सर्जन से एक छोटा सा किनारा (3-10 माइक्रोन) बनाने की संभावना है। ऐसी तकनीकों का जटिल उपयोग जालसाजी की संभावना को कम करता है और इसे आर्थिक रूप से लाभहीन बनाता है।

तकनीकी विकास के इस स्तर पर लेजर प्रौद्योगिकियों की शुरूआत ("जंगली" पूंजीवाद से सामान्य उत्पादन में संक्रमण) उच्च तकनीक वाले उत्पादन के गठन की शुरुआत के विकल्पों में से एक है। इस तरह के कई लेजर सिस्टम का उपयोग करने वाले छोटे उद्यमों ने मात्रा से गुणवत्ता में संक्रमण के द्वंद्वात्मक कानून की पुष्टि की है। नए उपकरणों को इसके रखरखाव के मौलिक रूप से नए तरीकों की आवश्यकता होती है, एक नियम के रूप में, जिसमें कर्मचारियों का ध्यान बढ़ाना और उस कमरे में "स्वच्छता" बनाए रखना शामिल है जहां यह स्थित है। वे। उत्पादन संस्कृति के गुणात्मक रूप से नए स्तर पर संक्रमण हो रहा है। उसी समय, कर्मचारियों की संख्या आमतौर पर कम हो जाती है, और उद्यम प्रबंधक "श्रमिक टीम" के काम को व्यवस्थित करने के मुद्दों को हल करना शुरू करते हैं, लेकिन एक उद्यम के काम का अनुकूलन करते हैं जिसमें कर्मचारी केवल तकनीकी का एक अभिन्न अंग होते हैं। प्रक्रिया। भले ही भविष्य में इस उत्पादन में लेजर तकनीक का उपयोग किया जाए या नहीं, प्राप्त अनुभव और जो संस्कृति बनी है, वह कहीं भी गायब नहीं होगी। इसे बाहरी पर्यवेक्षक आमतौर पर तकनीकी या वैज्ञानिक और तकनीकी क्रांति कहते हैं, हालांकि वास्तव में यह एक सामान्य विकासवादी प्रक्रिया है। कई बड़ी प्रौद्योगिकी फर्मों के विकास के इतिहास से पता चलता है कि किसी समय विकास के प्रारंभिक चरणों में, सभी में संक्रमण का एक समान चरण था। ऐसा हो सकता है कि हम वर्तमान में तकनीकी विकास के चरण में हैं जहां नई प्रौद्योगिकियों में अपेक्षाकृत छोटे निवेश से भविष्य में बड़े रिटर्न मिलेंगे। सहक्रिया विज्ञान में, स्व-आयोजन प्रणालियों का विज्ञान, ऐसी स्थिति "तितली" कानून (आर। ब्रैडबरी "और थंडर रंग ...") के अधीन है, जो उस प्रक्रिया का वर्णन करती है जब अतीत या वर्तमान में छोटे परिवर्तन वैश्विक परिणामों की ओर ले जाते हैं। भविष्य में।

प्रयुक्त साहित्य की सूची

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लेजर प्रौद्योगिकियां सामग्रियों के औद्योगिक प्रसंस्करण में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाने में सक्षम हैं। वे सफलतापूर्वक कटिंग, वेल्डिंग, ड्रिलिंग, थर्मल सरफेस मशीनिंग, स्क्रिबिंग और अन्य ऑपरेशन करते हैं। इसके लाभों में उच्च उत्पादकता, उत्तम गुणवत्ता, पहुंच से बाहर स्थानों या बहुत छोटी सतहों में किए गए संचालन की विशिष्टता शामिल है। लेजर परिसरों की स्थिति और ध्यान केंद्रित करने के लिए स्वचालित प्रणालियां उनके आवेदन को और भी अधिक कुशल बनाती हैं और संचालन में आसानी उत्पादन प्रक्रियाओं में उनके व्यापक कार्यान्वयन के लिए पूर्व शर्त बनाती है।

एस.एन. कोलपकोव, ए.ए. स्वीकृति,
एलएलसी "ऑल्ट लेजर", खार्कोव,

वर्तमान में, लेजर सफलतापूर्वक कई तकनीकी संचालन करता है, जैसे कि काटने, वेल्डिंग, ड्रिलिंग, सतह गर्मी उपचार, स्क्रिबिंग, अंकन, उत्कीर्णन इत्यादि, और कुछ मामलों में अन्य प्रकार के प्रसंस्करण पर लाभ प्रदान करता है। इस प्रकार, सामग्री में छेद की ड्रिलिंग तेजी से पूरी की जा सकती है, और अलग-अलग सामग्रियों की स्क्रिबिंग अधिक सही है। इसके अलावा, कुछ प्रकार के ऑपरेशन जो पहले श्रम की तीव्रता में वृद्धि के कारण असंभव थे, बड़ी सफलता के साथ किए जाते हैं। उदाहरण के लिए, सामग्री की वेल्डिंग और छिद्रों की ड्रिलिंग कांच के माध्यम से निर्वात या विभिन्न गैसों के वातावरण में की जा सकती है।

औद्योगिक सामग्री प्रसंस्करण उन क्षेत्रों में से एक बन गया है जहां लेजर का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। लेज़रों के आगमन से पहले, तकनीकी प्रसंस्करण के लिए मुख्य ऊष्मा स्रोत एक गैस बर्नर, एक इलेक्ट्रिक आर्क डिस्चार्ज, एक प्लाज्मा आर्क और एक इलेक्ट्रॉन बीम थे। उच्च ऊर्जा उत्सर्जित करने वाले लेज़रों के आगमन के साथ, उपचारित सतह पर उच्च प्रकाश प्रवाह घनत्व बनाना संभव हो गया। निरंतर, स्पंदित या विशाल पल्स मोड में काम करने वाले प्रकाश स्रोतों के रूप में लेज़रों की भूमिका संसाधित सामग्री की सतह को उसके ताप, पिघलने या वाष्पीकरण के लिए पर्याप्त शक्ति घनत्व प्रदान करना है, जो कि लेजर तकनीक का आधार है।

वर्तमान में, लेजर सफलतापूर्वक कई तकनीकी संचालन करता है, जैसे कि काटने, वेल्डिंग, ड्रिलिंग छेद, सतह गर्मी उपचार, स्क्रिबिंग, अंकन, उत्कीर्णन इत्यादि, और कुछ मामलों में अन्य प्रकार के प्रसंस्करण पर लाभ प्रदान करता है। इस प्रकार, सामग्री में छेद की ड्रिलिंग तेजी से पूरी की जा सकती है, और अलग-अलग सामग्रियों की स्क्रिबिंग अधिक सही है। इसके अलावा, कुछ प्रकार के संचालन जो पहले मुश्किल पहुंच के कारण असंभव थे, बड़ी सफलता के साथ किए जा रहे हैं। उदाहरण के लिए, सामग्री की वेल्डिंग और छिद्रों की ड्रिलिंग कांच के माध्यम से निर्वात या विभिन्न गैसों के वातावरण में की जा सकती है।

"लेजर" शब्द अंग्रेजी वाक्यांश लाइट एम्प्लीफिकेशन बाय स्टिम्युलेटेड एमिशन ऑफ रेडिएशन के शुरुआती अक्षरों से बना है, जिसका रूसी में अनुवाद किया गया है: उत्तेजित उत्सर्जन द्वारा प्रकाश का प्रवर्धन . शास्त्रीय रूप से, ऐसा हुआ कि प्रसंस्करण सामग्री के लिए लेजर प्रौद्योगिकियों का वर्णन करते समय, मुख्य ध्यान केवल स्वयं लेज़रों, उनके संचालन सिद्धांतों और तकनीकी मापदंडों पर दिया जाता है। हालांकि, सामग्री के लेजर आयामी प्रसंस्करण की किसी भी प्रक्रिया को लागू करने के लिए, लेजर के अलावा, किसी को एक बीम फोकसिंग सिस्टम, वर्कपीस की सतह के साथ बीम की गति को नियंत्रित करने के लिए एक उपकरण या स्थानांतरित करने के लिए एक उपकरण की भी आवश्यकता होती है। बीम के सापेक्ष उत्पाद, एक गैस ब्लोइंग सिस्टम, ऑप्टिकल मार्गदर्शन और पोजिशनिंग सिस्टम, लेजर कटिंग, उत्कीर्णन आदि की सॉफ्टवेयर प्रक्रियाओं को नियंत्रित करता है। ज्यादातर मामलों में, उपकरणों और प्रणालियों के मापदंडों का चुनाव जो सीधे लेजर की सेवा करते हैं, इससे कम महत्वपूर्ण नहीं है लेजर के पैरामीटर ही। उदाहरण के लिए, 10 मिमी से कम के व्यास या सटीक स्पॉट लेजर वेल्डिंग के साथ बीयरिंगों को चिह्नित करने के लिए, उत्पाद की स्थिति और ध्यान केंद्रित करने में लगने वाला समय उत्कीर्णन या वेल्डिंग के समय से अधिक परिमाण के एक या दो आदेश (असर को चिह्नित करने का समय) से अधिक है। लगभग 0.5 एस है)। इसलिए, स्वचालित पोजिशनिंग और फोकसिंग सिस्टम के उपयोग के बिना, कई मामलों में लेजर सिस्टम का उपयोग आर्थिक रूप से अक्षम हो जाता है। कारों के साथ लेजर सिस्टम की सादृश्यता से पता चलता है कि लेजर एक इंजन के रूप में कार्य करता है। इंजन कितना भी अच्छा क्यों न हो, लेकिन पहियों और बाकी सब चीजों के बिना कार नहीं चलेगी।

लेजर प्रौद्योगिकी प्रणालियों को चुनने में एक अन्य महत्वपूर्ण कारक उनके रखरखाव में आसानी है। जैसा कि अभ्यास से पता चला है, ऑपरेटरों के पास ऐसे उपकरणों की सर्विसिंग के लिए कम योग्यता है। इसका एक कारण यह है कि ज्यादातर मामलों में पुरानी तकनीकी प्रक्रियाओं (उत्पादों के झटके और रासायनिक अंकन, यांत्रिक उत्कीर्णन, मैनुअल वेल्डिंग, मैनुअल अंकन, आदि) को बदलने के लिए लेजर सिस्टम स्थापित किए जाते हैं। उद्यमों के प्रमुख जो अपने उत्पादन का आधुनिकीकरण करते हैं, एक नियम के रूप में, नैतिक कारणों से, पुराने उपकरणों को नए के साथ बदलकर, पुराने (शाब्दिक और आलंकारिक रूप से) सेवा कर्मियों को छोड़ दें। इसलिए, इसके विकास की दी गई प्रारंभिक स्थितियों (सोवियत-बाद के गणराज्यों में) के तहत उत्पादन में लेजर तकनीकी प्रणालियों की शुरूआत के लिए, स्वचालन के उच्चतम संभव स्तर और प्रशिक्षण में आसानी प्रदान करना आवश्यक है। हमें इस तथ्य को नहीं छोड़ना चाहिए कि अकुशल कर्मियों का वेतन प्रशिक्षित विशेषज्ञ की तुलना में कम है। इसलिए, उच्च योग्य कर्मियों को आमंत्रित करने की तुलना में रखरखाव में आसानी की संभावना के साथ परिष्कृत उपकरण खरीदना अधिक लागत प्रभावी है।

इस प्रकार, आधुनिक उत्पादन में लेजर प्रौद्योगिकियों का उपयोग करने का कार्य न केवल लेजर के तकनीकी मानकों के दृष्टिकोण से माना जाना चाहिए, बल्कि उपकरण और सॉफ्टवेयर की विशेषताओं को भी ध्यान में रखना चाहिए, जो विशिष्ट गुणों का उपयोग करने की अनुमति देते हैं। एक विशेष तकनीकी समस्या को हल करने के लिए लेजर।

सामग्री के आयामी प्रसंस्करण के लिए डिज़ाइन की गई कोई भी लेजर प्रणाली निम्नलिखित मापदंडों की विशेषता है:

• प्रसंस्करण गति (काटने, उत्कीर्णन, आदि);
• संकल्प;
• प्रसंस्करण सटीकता;
• कार्य क्षेत्र का आकार;
• प्रसंस्करण सामग्री की श्रेणी (लौह धातु, अलौह धातु, लकड़ी, प्लास्टिक, आदि);
• प्रसंस्करण के लिए इच्छित उत्पादों के आकार और वजन की सीमा;
• उत्पाद विन्यास (उदाहरण के लिए, सपाट, बेलनाकार, लहरदार सतहों पर उत्कीर्णन);
• प्रदर्शन किए गए कार्यों को बदलने के लिए आवश्यक समय (उत्कीर्णन पैटर्न बदलना, लाइन कॉन्फ़िगरेशन काटना, प्रसंस्करण सामग्री बदलना, आदि);
• उत्पाद की स्थापना और स्थिति का समय;
• पर्यावरणीय परिस्थितियों के पैरामीटर (तापमान सीमा, आर्द्रता, धूल सामग्री) जिसमें सिस्टम संचालित किया जा सकता है;
• सेवा कर्मियों की योग्यता के लिए आवश्यकताएँ।

इन मापदंडों के आधार पर, लेजर के प्रकार, बीम स्वीप डिवाइस का चयन किया जाता है, उत्पाद फास्टनरों का डिज़ाइन विकसित किया जाता है, समग्र रूप से सिस्टम के स्वचालन का स्तर, ड्राइंग फाइल तैयार करने के लिए विशेष कार्यक्रम लिखने की आवश्यकता का मुद्दा। , कटिंग लाइन आदि का निर्णय लिया जा रहा है।

प्रसंस्करण की प्रकृति को निर्धारित करने वाली मुख्य तकनीकी विशेषताएं लेजर के ऊर्जा पैरामीटर हैं - ऊर्जा, शक्ति, ऊर्जा घनत्व, नाड़ी अवधि, विकिरण की स्थानिक और अस्थायी संरचनाएं, फोकस स्थान में विकिरण शक्ति घनत्व का स्थानिक वितरण, ध्यान केंद्रित करने की स्थिति, भौतिक सामग्री के गुण (परावर्तन, थर्मोफिजिकल गुण, गलनांक, आदि)।

धातुओं में छेद की लेजर ड्रिलिंग

ड्रिलिंग उपकरण के रूप में लेजर का उपयोग करने के फायदे हैं।

ड्रिलिंग उपकरण और सामग्री के साथ-साथ ड्रिल के टूटने और पहनने के बीच कोई यांत्रिक संपर्क नहीं है।

होल प्लेसमेंट की सटीकता बढ़ जाती है, क्योंकि लेज़र बीम को फ़ोकस करने के लिए उपयोग किए जाने वाले प्रकाशिकी का उपयोग इसे वांछित बिंदु पर निर्देशित करने के लिए भी किया जाता है। छिद्रों को किसी भी दिशा में उन्मुख किया जा सकता है।

अन्य ड्रिलिंग विधियों की तुलना में ड्रिलिंग के व्यास और गहराई का अधिक अनुपात प्राप्त किया जाता है।

ड्रिलिंग करते समय, साथ ही काटने के दौरान, संसाधित की जा रही सामग्री के गुण ऑपरेशन करने के लिए आवश्यक लेजर मापदंडों को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करते हैं। 1 μs के क्रम की पल्स अवधि के साथ फ्री-रनिंग मोड में और क्यू-स्विच मोड में कई दसियों नैनोसेकंड की अवधि के साथ काम करने वाले स्पंदित लेज़रों द्वारा ड्रिलिंग की जाती है। दोनों ही मामलों में, सामग्री, उसके पिघलने और वाष्पीकरण पर थर्मल प्रभाव पड़ता है। छेद मुख्य रूप से वाष्पीकरण के कारण गहराई में बढ़ता है, और व्यास में - दीवारों के पिघलने और निर्मित अतिरिक्त वाष्प दबाव के तहत तरल के बहिर्वाह के कारण।

आमतौर पर, वांछित व्यास के गहरे छेद दोहराए जाने वाले कम ऊर्जा वाले लेजर दालों का उपयोग करके प्राप्त किए जाते हैं। इस मामले में, एक एकल पल्स की उच्च ऊर्जा के साथ प्राप्त छिद्रों की तुलना में छोटे टेपर और बेहतर गुणवत्ता वाले छेद बनते हैं। अपवाद ऐसी सामग्री है जिसमें उच्च वाष्प दबाव बनाने में सक्षम तत्व होते हैं। इस प्रकार, उच्च जस्ता सामग्री के कारण पीतल को लेजर स्पंदित विकिरण के साथ वेल्ड करना बहुत मुश्किल है, हालांकि, जब ड्रिलिंग, पीतल के कुछ फायदे होते हैं, क्योंकि जस्ता परमाणु वाष्पीकरण तंत्र में काफी सुधार करते हैं।

चूंकि मल्टी-पल्स मोड आपको वांछित ज्यामिति की सर्वोत्तम गुणवत्ता के छेद प्राप्त करने की अनुमति देता है और निर्दिष्ट आयामों से एक छोटे से विचलन के साथ, व्यवहार में पतली धातुओं और गैर-धातु सामग्री में छेद ड्रिलिंग करते समय यह मोड व्यापक हो गया है। हालांकि, मोटी सामग्री में छेद करते समय, उच्च ऊर्जा एकल दालों को प्राथमिकता दी जाती है। लेजर प्रवाह के डायाफ्राम से आकार के छेद प्राप्त करना संभव हो जाता है, लेकिन इस पद्धति का उपयोग अक्सर पतली फिल्मों और गैर-धातु सामग्री के प्रसंस्करण में किया जाता है। जब लेजर ड्रिलिंग 0.5 मिमी से कम की मोटाई के साथ पतली चादरों में की जाती है, तो प्रक्रिया का कुछ एकीकरण होता है, जिसमें यह तथ्य शामिल होता है कि 0.001 से 0.2 मिमी के व्यास वाले छेद अपेक्षाकृत कम शक्तियों पर सभी धातुओं में किए जा सकते हैं। .

धातुओं में ड्रिलिंग छेद का उपयोग कई मामलों में किया जा सकता है। तो, स्पंदित लेजर की मदद से, उच्च गति से घूमने वाले भागों का गतिशील संतुलन किया जा सकता है। सामग्री की एक निश्चित मात्रा के स्थानीय पिघलने से असंतुलन का चयन किया जाता है। लेजर का उपयोग इलेक्ट्रॉनिक घटकों को फिट करने के लिए भी किया जा सकता है, या तो सामग्री के स्थानीय वाष्पीकरण द्वारा या सामान्य हीटिंग द्वारा। उच्च शक्ति घनत्व, छोटे स्थान का आकार और छोटी पल्स अवधि लेजर को इस एप्लिकेशन के लिए एक आदर्श उपकरण बनाती है।

धातु में ड्रिलिंग छेद के लिए उपयोग किए जाने वाले लेजर को 10 7 -10 8 W/cm 2 के क्रम की शक्ति घनत्व के साथ एक केंद्रित बीम प्रदान करना चाहिए। 0.25 मिमी से कम व्यास वाले धातु ड्रिल के साथ ड्रिलिंग छेद एक कठिन व्यावहारिक कार्य है, जबकि लेजर ड्रिलिंग पर्याप्त उच्च प्लेसमेंट सटीकता के साथ विकिरण तरंगदैर्ध्य के अनुरूप व्यास के साथ छेद प्राप्त करना संभव बनाता है। कंपनी "जनरल इलेक्ट्रिक" (यूएसए) के विशेषज्ञों ने गणना की कि इलेक्ट्रॉन बीम प्रसंस्करण की तुलना में छिद्रों की लेजर ड्रिलिंग में उच्च आर्थिक प्रतिस्पर्धा है (तालिका 1)। वर्तमान में, सॉलिड-स्टेट लेजर का उपयोग मुख्य रूप से ड्रिलिंग छेद के लिए किया जाता है। वे 1000 हर्ट्ज तक की पल्स पुनरावृत्ति दर और 1 से 10 3 डब्ल्यू तक निरंतर मोड में शक्ति प्रदान करते हैं, स्पंदित मोड में सैकड़ों किलोवाट तक, और क्यू-स्विच मोड में कई मेगावाट तक। ऐसे लेज़रों द्वारा प्रसंस्करण के कुछ परिणाम तालिका में दिए गए हैं। 2.

धातुओं की लेजर वेल्डिंग

इसके विकास में लेजर वेल्डिंग के दो चरण थे। प्रारंभ में, स्पॉट वेल्डिंग विकसित की गई थी। यह उस समय शक्तिशाली स्पंदित सॉलिड-स्टेट लेज़रों की उपस्थिति से समझाया गया था। वर्तमान में, उच्च-शक्ति CO2 गैस और सॉलिड-स्टेट Nd: YAG लेज़रों की उपस्थिति में जो निरंतर और पल्स-निरंतर विकिरण प्रदान करते हैं, कई मिलीमीटर तक की पैठ गहराई के साथ सीम वेल्डिंग संभव है। अन्य प्रकार की वेल्डिंग की तुलना में लेजर वेल्डिंग के कई फायदे हैं। एक उच्च प्रकाश प्रवाह घनत्व और एक ऑप्टिकल प्रणाली की उपस्थिति में, उच्च सटीकता के साथ किसी दिए गए बिंदु पर स्थानीय प्रवेश संभव है। यह परिस्थिति हार्ड-टू-पहुंच क्षेत्रों में सामग्री को वेल्ड करना संभव बनाती है, एक वैक्यूम या गैस से भरे कक्ष में जिसमें खिड़कियां होती हैं जो लेजर विकिरण के लिए पारदर्शी होती हैं। वेल्डिंग, उदाहरण के लिए, एक अक्रिय गैस वातावरण वाले कक्ष में माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक तत्व विशेष व्यावहारिक रुचि रखते हैं, क्योंकि इस मामले में कोई ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया नहीं होती है।

भागों की वेल्डिंग काटने की तुलना में बहुत कम बिजली घनत्व पर होती है। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि वेल्डिंग के दौरान, केवल सामग्री को गर्म करना और पिघलाना आवश्यक है, अर्थात, बिजली के घनत्व की आवश्यकता होती है जो अभी भी गहन वाष्पीकरण के लिए अपर्याप्त है (10 5 -10 6 डब्ल्यू / सेमी 2), पल्स अवधि के साथ लगभग 10 -3 -10 -4 साथ। चूंकि संसाधित की जा रही सामग्री पर केंद्रित लेजर विकिरण एक सतह गर्मी स्रोत है, इसलिए थर्मल चालकता के कारण वेल्डेड भागों की गहराई तक गर्मी हस्तांतरण किया जाता है, और प्रवेश क्षेत्र समय के साथ ठीक से चयनित वेल्डिंग मोड के साथ बदलता है। अपर्याप्त बिजली घनत्व के मामले में, वेल्डेड ज़ोन का गैर-प्रवेश होता है, और उच्च शक्ति घनत्व की उपस्थिति में, धातु का वाष्पीकरण और छिद्रों का निर्माण देखा जाता है।

वेल्डिंग कम शक्ति पर गैस-लेजर काटने की मशीन पर और वेल्डिंग क्षेत्र में निष्क्रिय गैस के कमजोर प्रहार का उपयोग करके किया जा सकता है। लगभग 200 डब्ल्यू की सीओ 2 लेजर शक्ति के साथ, स्टील को 0.8 मिमी मोटी तक 0.12 मीटर/मिनट की गति से वेल्ड करना संभव है; सीम की गुणवत्ता इलेक्ट्रॉन बीम प्रसंस्करण से भी बदतर नहीं है। इलेक्ट्रॉन बीम वेल्डिंग में वेल्डिंग की गति कुछ अधिक होती है, लेकिन इसे एक निर्वात कक्ष में किया जाता है, जिससे बहुत असुविधा होती है और इसके लिए महत्वपूर्ण कुल समय लागत की आवश्यकता होती है।

तालिका में। चित्रा 3 विभिन्न सामग्रियों के 250 डब्ल्यू की शक्ति के साथ सीओ 2 लेजर के साथ बट वेल्डिंग पर डेटा दिखाता है।

CO2 लेजर की अन्य विकिरण शक्तियों पर, तालिका 1 में दिए गए सीम वेल्डिंग डेटा प्राप्त किए गए थे। 4. जब एक ओवरलैप, बट और कोने के साथ वेल्डिंग करते हैं, तो बीम प्रभाव क्षेत्र में वेल्डेड होने वाली सामग्री के पूर्ण प्रवेश के साथ, तालिका में इंगित गति के करीब गति प्राप्त की गई थी।

लेजर वेल्डिंग सिस्टम अलग-अलग धातुओं को वेल्डिंग करने में सक्षम हैं, लेजर स्पॉट के छोटे आकार के कारण न्यूनतम थर्मल प्रभाव पैदा करते हैं, साथ ही तार-तार या वायर-शीट पैटर्न में 20 माइक्रोन से कम व्यास वाले पतले तारों को वेल्डिंग करते हैं।

साहित्य

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निर्माण में प्रयुक्त कंक्रीट मिश्रणों की संरचना में मोटे अनाज वाली सामग्री जैसे कुचल पत्थर और बजरी शामिल हैं। इसके अलावा, कंक्रीट संरचनाओं को प्रबलित किया जाता है। इसलिए, ड्रिलिंग करते समय, उपकरण को धातु और पत्थर की बाधाओं को दूर करना चाहिए। कंक्रीट में ड्रिल किए गए छेद की गुणवत्ता सीधे उपकरण और ड्रिलिंग विधि के सही विकल्प पर निर्भर करती है।

कंक्रीट में सूखी ड्रिलिंग पानी या किसी अन्य शीतलक के उपयोग के बिना एक छेद बनाने की प्रक्रिया है। आज तक, हीरे-लेपित उपकरणों के साथ ठोस सतहों की ड्रिलिंग की तुलना में अधिक विश्वसनीय, सुरक्षित और सटीक विधि की कल्पना करना मुश्किल है। ऐसी ड्रिलिंग विशेष प्रतिष्ठानों द्वारा की जाती है, जिसके बदले उन्हें संभालने में कुछ कौशल की आवश्यकता होती है। इसलिए, मदद के लिए, उन पेशेवरों की ओर मुड़ना बेहतर है जो अच्छी तरह से जानते हैं कि इसे जल्दी और कुशलता से कैसे करना है।

डायमंड टूल आपको 15 से 1000 मिमी के व्यास और 5 मीटर . तक की गहराई के साथ छेद ड्रिल करने की अनुमति देता है

ड्रिलिंग द्वारा हल किए गए कार्यों की सूची बहुत विस्तृत है।

मूल रूप से, हीरे की ड्रिलिंग का उपयोग छत और दीवारों में छेद बनाने के लिए किया जाता है:

• हीटिंग, गैस की आपूर्ति, बिजली की आपूर्ति के लिए पाइप;
• अग्नि सुरक्षा प्रणाली;
• वेंटिलेशन सिस्टम और एयर कंडीशनर;
• विभिन्न संचार (इंटरनेट, टेलीफोन, आदि);
• सीढ़ियों पर बाड़ और रेलिंग की स्थापना;
• रासायनिक लंगर की स्थापना;
• स्विमिंग पूल के लिए उपकरणों की स्थापना।

हीरे की ड्रिलिंग तकनीक की मदद से छत और दीवारों के उद्घाटन को काटना भी संभव है।वेंटिलेशन नलिकाओं, दरवाजों, खिड़कियों और अन्य जरूरतों के लिए इस घटना में कि इसके लिए कंक्रीट काटने के लिए विशेष उपकरण का उपयोग करना संभव नहीं है।

इस पद्धति की तकनीक इस तथ्य में निहित है कि 130-200 मिमी के व्यास के साथ छेद भविष्य के उद्घाटन की परिधि के साथ ड्रिल किए जाते हैं। फिर उद्घाटन के किनारों को एक छिद्रक या सीमेंट-रेत मिश्रण के साथ समतल किया जाता है। इस तथ्य के बावजूद कि इस पद्धति के लिए बहुत समय की आवश्यकता होती है, परिणाम व्यावहारिक रूप से काटने से अलग नहीं होता है। इस तकनीक को क्षैतिज हीरा ड्रिलिंग कहा जाता है।

प्रभाव के बिना ड्रिलिंग कंक्रीट

डायमंड ड्रिलिंग तकनीक हीरे की अनूठी विशेषता पर आधारित है - इसकी नायाब कठोरता। ड्रिलिंग उपकरण के अत्याधुनिक को हीरे युक्त कोटिंग, तथाकथित "मैट्रिक्स" के साथ लेपित किया जाता है। ड्रिलिंग प्रक्रिया के दौरान, उपकरण के हीरे के खंड कट क्षेत्र में सदमे रहित स्थानीय विनाश का उत्पादन करते हैं। इसके साथ ही कंक्रीट के विनाश के साथ, मैट्रिक्स खुद ही टूट जाता है, लेकिन चूंकि यह बहुस्तरीय है, इसलिए इसकी सतह पर नए हीरे के दाने दिखाई देते हैं और काम करने वाला किनारा लंबे समय तक तेज रहता है।

डायमंड ड्रिलिंग का एक बहुत ही महत्वपूर्ण लाभ है - कंक्रीट की सतह पर कठोर प्रभावों की पूर्ण अनुपस्थिति और असहनीय शोर। इस तरह के सकारात्मक गुण बहुमंजिला इमारतों के अपार्टमेंट में मरम्मत कार्य के लिए हीरे की तकनीक को अपरिहार्य बनाते हैं। डायमंड ड्रिलिंग दीवारों की सतहों पर दरारों के गठन से बचने के लिए संभव बनाता है, जो जल्दी या बाद में उनकी असर क्षमता का पूर्ण नुकसान, गर्मी और ध्वनि इन्सुलेशन के स्तर में कमी, और ताकत विशेषताओं में गिरावट का कारण बनता है।

चूंकि अखंड निर्माण में विभिन्न आवश्यकताओं के लिए सभी तकनीकी छेदों को पहले से रखना असंभव है, हीरे के उपकरण के साथ ड्रिलिंग हीटिंग, पानी की आपूर्ति और अन्य संचार के लिए पाइप बिछाने पर उद्घाटन बनाने का एकमात्र तरीका बन जाता है। इस तरह के काम के लिए जैकहैमर का उपयोग न केवल आर्थिक रूप से लाभहीन है, बल्कि बेहद असुरक्षित भी है, क्योंकि मजबूत बेल्ट पर गतिशील भार कंक्रीट की सतहों में दरारें पैदा कर सकता है।

हीरा उपकरण अपने लाभ के कारण लोकप्रिय हैं क्योंकि किसी भी डिग्री के सुदृढीकरण के साथ कंक्रीट को ड्रिल करने की क्षमता है।

हीरे की ड्रिलिंग दो तरीकों से की जा सकती है: पानी के उपयोग से, जो उपकरण के ताप को कम करता है, और "सूखा" भी। तकनीकी रूप से, सूखी ड्रिलिंग बहुत सरल है और इसलिए अधिक सुविधाजनक है। यह "ड्राई कटर" नामक विशेष मुकुट की मदद से किया जाता है। इन मुकुटों के शरीर में छेद होते हैं जो गर्मी अपव्यय प्रदान करते हैं और विरूपण के जोखिम को कम करते हैं।

"गीले" ड्रिल बिट्स के विपरीत, जहां हीरे के खंड सोल्डर के साथ काम की सतह से बंधे होते हैं, सूखी ड्रिल बिट्स विशेष रूप से लेजर वेल्डिंग का उपयोग करके बनाई जाती हैं।

डायमंड सेगमेंट की लेजर वेल्डिंग ड्राई ड्रिलिंग के लिए इतनी महत्वपूर्ण क्यों है? उत्तर बहुत सरल है: शीतलक के उपयोग के बिना ड्रिलिंग क्षेत्र में तापमान बहुत जल्दी 600 डिग्री तक बढ़ जाता है।

यह तापमान साधारण मिलाप का गलनांक होता है, इसलिए इसके साथ मिलाप वाला खंड बस उड़ जाता है और छेद में रहता है। काम करना जारी रखने के लिए, खंड को छेद से हटा दिया जाना चाहिए, क्योंकि इसे ड्रिल नहीं किया जा सकता है। लेजर-वेल्डेड सेगमेंट वाला एक उपकरण पर्याप्त उच्च तापमान का सामना करने में सक्षम है और ऑपरेशन के दौरान "लोड" नहीं करता है।

हुस्कर्ण कंक्रीट सतहों में शुष्क ड्रिलिंग छेद के विचार के साथ आने वाले पहले लोगों में से एक थे। उसने इस पद्धति के लिए एक विशेष एडेप्टर विकसित किया है जिसमें वैक्यूम क्लीनर से जुड़ने की क्षमता है।

वैक्यूम क्लीनर ड्रिलिंग के दौरान उत्पन्न धूल को बाहर निकालता है और साथ ही बिट को ठंडा करता है. चूंकि एडॉप्टर क्राउन के आधार से जुड़ा है, धूल सीधे ड्रिलिंग क्षेत्र में एकत्र की जाती है और पूरे कमरे में नहीं फैलती है।

सूखी ड्रिलिंग के लाभ

सूखे हीरे की ड्रिलिंग का मुख्य लाभ उन मामलों में इस पद्धति का उपयोग करने की संभावना है जहां पानी को ठंडा करने का उपयोग अस्वीकार्य है। अलावा, सूखी ड्रिलिंग मशीन का उपयोग अपेक्षाकृत छोटी जगहों में किया जा सकता है. गीला प्रक्रिया संयंत्र अधिक जगह लेता है, क्योंकि यह आमतौर पर उपकरण को ठंडा करने के लिए उपयोग की जाने वाली काफी बड़ी पानी की टंकी से सुसज्जित होता है।

जब काम किया जाता है तो कंक्रीट में ड्रिलिंग छेद की सूखी विधि विशेष रूप से प्रासंगिक होती है:

• बिजली के तारों के करीब;
• उन सुविधाओं पर जहां पानी की आपूर्ति नहीं है;
• बढ़िया फिनिश वाले कमरों में;
• निचले कमरों में पानी भर जाने का खतरा है।

दुर्भाग्य से, सूखी विधि के कई नुकसान हैं। मुख्य एक अधिकतम प्रदर्शन और भार के साथ काम करने में असमर्थता है। यह हीरे के खंडों के तेजी से गर्म होने के कारण होता है, जिससे उपकरण की संसाधन तीव्रता में कमी और इसकी तीव्र विफलता होती है। शुष्क विधि के साथ, वायु-भंवर प्रवाह के साथ उपकरण को ठंडा करने के लिए ड्रिलिंग प्रक्रिया को समय-समय पर बाधित किया जाता है।

शुष्क ड्रिलिंग में छिद्रों के व्यास और गहराई पर सीमाएं होती हैं

इस प्रकार, गीला ड्रिलिंग पसंदीदा तरीका है, इस तथ्य के बावजूद कि इसके उपयोग में काम के संगठन के लिए अतिरिक्त प्रयास शामिल हैं, अर्थात्, पानी की आपूर्ति और जल निकासी का ध्यान रखना आवश्यक है। हालांकि, पर्याप्त मात्रा में काम करते समय, पानी की आपूर्ति से जुड़े अतिरिक्त प्रयास सूखी विधि की लागत की तुलना में बोझिल नहीं होंगे। दूसरे शब्दों में, बहुत अधिक प्रयास और समय के साथ ड्रिल करने की तुलना में पानी की आपूर्ति और जल निकासी की देखभाल करना बहुत आसान है।

प्रसंस्करण उपकरण का इस्तेमाल किया

सूखी ड्रिलिंग के लिए, हीरे के मुकुट का उपयोग किया जाता है जिन्हें अतिरिक्त शीतलन की आवश्यकता नहीं होती है। वे हवा की धाराओं और उच्च गुणवत्ता वाले स्नेहन द्वारा ठंडा होते हैं। मुकुट एक खोखले धातु के सिलेंडर जैसा दिखता है। इस कांच के एक छोर पर हीरे की कोटिंग के साथ एक अत्याधुनिक है। मुकुट का दूसरा या पिछला भाग उपयोग किए गए उपकरणों में माउंट करने के लिए अभिप्रेत है और इसमें एक प्लग होता है।

ड्रिलिंग के दौरान क्राउन सर्कुलर कटिंग मूवमेंट पैदा करता है। ये आंदोलन उच्च गति और दबाव में होते हैं, इसलिए उपकरण कंक्रीट की सतह के वांछित क्षेत्र को बहुत सटीक रूप से नष्ट कर देता है। उपकरण की ड्रिलिंग गति और पहनना सीधे दबाव बल पर निर्भर करता है। बहुत अधिक दबाव उपकरण के तेजी से विनाश की ओर जाता है, और बहुत कम दबाव ड्रिलिंग की गति को काफी कम कर देता है। इसलिए, यांत्रिक बल की सही गणना बहुत महत्वपूर्ण है। इस बल की गणना करते समय, हीरे के खंडों का कुल क्षेत्रफल और मशीनीकृत होने वाली सामग्री के प्रकार को ध्यान में रखा जाना चाहिए।

हीरे के मुकुट की बड़ी संख्या में किस्में हैं। आकार के आधार पर, उन्हें इसमें विभाजित किया गया है:

• छोटे आकार का;
• मध्यम;
• विशाल;
• अति-बड़ा।

छोटे आकार में 4-12 मिमी व्यास वाले मुकुट शामिल हैं। वे मुख्य रूप से विद्युत तारों के लिए छोटे छेद ड्रिलिंग के लिए उपयोग किए जाते हैं। मध्यम नोजल का व्यास 35-82 मिमी होता है और इसका उपयोग सॉकेट, छोटे पाइप आदि के लिए ड्रिलिंग छेद के लिए किया जाता है।

150-400 मिमी के व्यास के साथ बड़े आकार के मुकुट ठोस प्रबलित कंक्रीट संरचनाओं में ड्रिलिंग छेद के लिए उपयोग किए जाते हैं, उदाहरण के लिए, उच्च-वोल्टेज विद्युत केबल या सीवर में प्रवेश करने के लिए। 400-1400 मिमी के व्यास वाले नोजल का उपयोग काफी शक्तिशाली बुनियादी सुविधाओं के विकास में किया जाता है। वास्तव में, मुकुट के लिए भी 1400 मिमी की सीमा नहीं है।

अनुरोध पर, आप एक बड़ा नोजल बना सकते हैं। एक महत्वपूर्ण पैरामीटर ड्रिलिंग उपकरण की लंबाई भी है। सबसे छोटी नलिका की लंबाई 15 सेमी . से अधिक नहीं होती है. मध्यम वर्ग के मुकुटों की लंबाई 400-500 सेमी है।

काटने की सतह के आकार के आधार पर, निम्नलिखित प्रकार के कंक्रीट के लिए कोर ड्रिल हैं:

• अंगूठी. उनके पास शरीर से जुड़ी अंगूठी के रूप में एक ठोस हीरे के मैट्रिक्स का आभास होता है। आमतौर पर, ऐसे अभ्यासों का एक छोटा व्यास होता है, लेकिन कुछ अपवाद भी हैं;
• दांतेदारकोर ड्रिल का सबसे आम प्रकार है। ;
• संयुक्त. ये मुकुट मुख्य रूप से विशेष प्रकार के कंक्रीट के काम के लिए उपयोग किए जाते हैं।

दाँतेदार मुकुट के काटने वाले हिस्से में अलग-अलग हीरे के तत्व होते हैं, जो 3 से 32 . तक हो सकते हैं

जिस सामग्री से खंड बनाए जाते हैं और जिसमें हीरे तय किए जाते हैं उसे बाइंडर कहा जाता है, और पेशेवरों की भाषा में - एक मैट्रिक्स। यह हीरे के खंड को आकार और मजबूती देता है। व्यावहारिक उपयोग के दौरान, मैट्रिक्स को इस तरह से पहनना चाहिए कि "काम करने वाले" हीरे कुंद होने के बाद टूट जाते हैं, और नए और तेज हीरे काटने की सतह पर उनके "प्रतिस्थापन" के रूप में कार्य करते हैं।

काटने वाले खंडों के मैट्रिक्स में हीरे के स्थान के आधार पर, मुकुटों को विभाजित किया जाता है:

• एकल परत. इस मामले में मैट्रिक्स में हीरे के कटर की केवल एक सतह परत होती है। उनका घनत्व 60 पीसी / कैरेट से अधिक नहीं है। सिंगल-लेयर डायमंड टिप्स को सबसे अल्पकालिक माना जाता है। वे मुख्य रूप से सुदृढीकरण के बिना कंक्रीट ड्रिलिंग के लिए उपयोग किए जाते हैं;
• बहुपरत. ऐसे मैट्रिक्स में माइक्रोकटर का घनत्व 120 पीसी / कैरेट तक हो सकता है। मल्टी-लेयर क्राउन को सेल्फ शार्पनिंग भी कहा जाता है। जब हीरे की सतह की परत खराब हो जाती है, तो अगली परत खुल जाती है;
• गर्भवती. इस तरह के मुकुट में हीरे के दानों की कई परतों के साथ एक मैट्रिक्स भी होता है, लेकिन उनका घनत्व लगभग 40-60 टुकड़े/कैरेट होता है।

विभिन्न प्रकार के हीरे के औजारों के बावजूद, इसके डिजाइन की संरचना समान है। एक नियम के रूप में, इसमें एक सहायक धातु शरीर और एक हीरे की परत होती है, जो सीधे सामग्री के साथ बातचीत करती है और उपकरण का आधार है। यह परत हीरे और धातु के पाउडर का एक संयोजन है।

जितना अधिक सटीक रूप से बांड की संरचना का चयन किया जाता है, उतना ही अधिक कुशल और बेहतर हीरा उपकरण समग्र रूप से काम करेगा। बाइंडर बनाने का कोई मानक नुस्खा नहीं है।

प्रत्येक प्रमुख निर्माता प्रत्येक उपकरण के लिए अपना स्वयं का डायमंड लेयर फॉर्मूला विकसित करता है और इस प्रकार इसकी विशिष्टता सुनिश्चित करता है।

सबसे लोकप्रिय उपभोग्य सामग्रियों का उपयोग अब निम्नलिखित निर्माताओं द्वारा किया जाता है:

• BOSCH. इस ब्रांड के तहत निर्मित उत्पाद उच्च गुणवत्ता वाले निर्माण कार्य प्रदान करते हैं, क्योंकि वे विश्वसनीय होते हैं और एक लंबी सेवा जीवन रखते हैं;
• Husqvarna. यह निर्माता हीरे के औजारों के निर्माण में नवीन तकनीकों का उपयोग करने के लिए प्रसिद्ध है;
• सेडिमाकंक्रीट के लिए उपकरण काटने के अग्रणी निर्माताओं में से एक है;
• ROTHENBERGER. यह कंपनी इसके लिए हीरे की ड्रिलिंग उपकरण और सहायक उपकरण के उत्पादन में लगी हुई है;
• Hiltiबहुत उच्च गुणवत्ता वाले उपकरणों के उत्पादन में माहिर हैं और लगातार अपनी उत्पादन प्रक्रिया में सुधार करते हैं;
• दोहरानाएक घरेलू कंपनी है। प्रारंभ में, वह विदेशी उपकरणों की बिक्री में लगी हुई थी, लेकिन 2007 से उसने अपने स्वयं के उपकरणों का उत्पादन शुरू कर दिया।

हुस्कर्ण औद्योगिक कंक्रीट के लिए हीरे की ड्रिलिंग में अग्रणी है

ड्रिलिंग उपकरण के बल के कारण ताज का घूर्णन होता है। मुकुट को पारंपरिक ड्रिल और विशेष स्थापना दोनों पर स्थापित किया जा सकता है। इकाई उच्च गति से उपकरण को घुमाती है, लेकिन कोई झटका प्रभाव नहीं पड़ता है। नोजल बस घूमता है और धीरे-धीरे कंक्रीट की सतह पर दबाता है। इस प्रकार, यह कंक्रीट की मोटाई में मिलीमीटर से मिलीमीटर को काटता है।

चूंकि ताज अंदर से खोखला है, इसलिए केवल इसकी दीवारें कंक्रीट में कटती हैं। यह वर्कफ़्लो को महत्वपूर्ण रूप से गति देता है और सरल करता है। मुकुट कुछ ही मिनटों में दीवार की सतह में आवश्यक स्थिति में गहरा हो जाएगा, और फिर इसे कंक्रीट के कटे हुए टुकड़े के साथ बाहर निकालना होगा।

तकनीकी प्रक्रिया के मुख्य चरण

कंक्रीट संरचनाओं की ड्रिलिंग के लिए एल्गोरिथ्म इस प्रकार है:

• मुकुट चयन;
• ड्रिलिंग इकाई की विधानसभा;
• कार्य स्थल की तैयारी;
• ड्रिलिंग के केंद्र के सटीक संकेत के साथ काम की सतह को चिह्नित करना;
• काम की सतह पर इकाई की स्थापना;
• एक ड्रिलिंग मुकुट की स्थापना;
• ड्रिलिंग;
• ड्रिलिंग का पूरा होना;
• काम की गुणवत्ता की जाँच करना।

स्थापना को बहुत सावधानी से इकट्ठा किया जाना चाहिए। ड्रिलिंग उपकरण के बन्धन पर विशेष ध्यान देने की सिफारिश की गई है।. यह बहुत महत्वपूर्ण है कि ड्रिलिंग के दौरान आसपास कुछ भी अतिश्योक्तिपूर्ण न हो, इसलिए कार्य क्षेत्र को मलबे और अन्य अनावश्यक वस्तुओं से साफ किया जाना चाहिए। काम करने वाली सतह का अंकन दो प्रतिच्छेदन लंबवत रेखाओं को खींचने से शुरू होता है। फिर उनके केंद्र से आवश्यक व्यास का एक चक्र बनाया जाता है। यह सर्कल ताज का स्थान होगा।

ड्रिलिंग के दौरान, कुछ बारीकियों को ध्यान में रखना भी आवश्यक है। शुरू करने के लिए, ताज को बहुत सावधानी से समायोजित किया जाना चाहिए, इसे बिल्कुल खींचे गए सर्कल में रखकर। सबसे पहले, परीक्षण ड्रिलिंग 4-8 सेकंड के लिए की जाती है। इस तरह, एक छोटा चैनल बनाया जाता है, जो ताज की स्थापना और पूंजी ड्रिलिंग के कार्यान्वयन को सरल बनाता है।

काम करने की प्रक्रिया के अंत में, ताज हटा दिया जाता है और पहनने की डिग्री की जांच की जाती है। कटे हुए छेद के मध्य भाग को ताज के साथ हटा दिया जाता है।, लेकिन कभी-कभी इसे क्राउबर या पंचर से थोड़ा सा चुभाना आवश्यक होता है। यह भी दिलचस्प है कि एक विशेष कार्यशाला में खराब नोजल की मरम्मत की जा सकती है। प्रदर्शन किए गए कार्य की गुणवत्ता सीधे उपयोग किए गए उपकरणों की गुणवत्ता पर निर्भर करती है। हिल्टी, हुस्कर्णा, सेडिमा, टायरोलिट जैसे निर्माताओं के ड्रिलिंग रिग को सर्वश्रेष्ठ में से एक माना जाता है।

हीरे के उपकरण का संसाधन काफी हद तक उस सामग्री के प्रकार पर निर्भर करता है जिसमें छेद किया जाता है, हीरे के खंड के प्रकार और ड्रिलिंग रिग के सही उपयोग पर निर्भर करता है। एक नियम के रूप में, बड़े-व्यास वाले बिट्स में भी लंबे समय तक काम करने वाला जीवन होता है, जो बड़ी संख्या में हीरे के खंडों से जुड़ा होता है। प्रबलित कंक्रीट की ड्रिलिंग करते समय काटने वाले खंडों की अच्छी संतृप्ति के साथ 200 मिमी के व्यास के साथ हीरे के मुकुट का औसत संसाधन लगभग 18-20 चलने वाला मीटर है।

मशीन और उपकरण के गैर-कठोर बन्धन से उपकरण के काटने वाले खंड टूट जाते हैं

इसी समय, हीरे के खंडों की मुख्य खपत सुदृढीकरण पर काबू पाने पर पड़ती है। अत्यधिक या असमान बिट फीड या ढीले समर्थन के कारण बिट रनआउट जैसे कारक बिट को बहुत छोटा या नष्ट भी कर सकते हैं।

कंक्रीट लेजर ड्रिलिंग

इसके आविष्कार के तुरंत बाद एक लेजर के साथ छेदों की औद्योगिक ड्रिलिंग शुरू हुई। हीरे के दानों में छोटे छेदों को ड्रिल करने के लिए एक लेजर के उपयोग की सूचना 1966 की शुरुआत में दी गई थी। लेज़र ड्रिलिंग का लाभ सबसे स्पष्ट रूप से तब प्रकट होता है जब 10 मिमी तक गहरे छेद और मिलीमीटर के दसवें से सौवें हिस्से के व्यास के साथ छेद बनाते हैं। यह इस आकार सीमा में है, साथ ही साथ भंगुर और कठोर सामग्री की ड्रिलिंग करते समय, लेजर तकनीक का लाभ निर्विवाद है।

आप किसी भी सामग्री में लेजर के साथ छेद ड्रिल कर सकते हैं। इस प्रयोजन के लिए, एक नियम के रूप में, 0.1-30 जे की नाड़ी ऊर्जा के साथ स्पंदित लेजर का उपयोग किया जाता है। विभिन्न क्रॉस-सेक्शनल आकृतियों के साथ अंधा और छेद के माध्यम से एक लेजर के साथ ड्रिल किया जा सकता है. छेद निर्माण की गुणवत्ता और सटीकता विकिरण पल्स के ऐसे अस्थायी मापदंडों से प्रभावित होती है जैसे कि इसके अग्रणी और अनुगामी किनारों की स्थिरता, साथ ही विकिरण पैटर्न के भीतर कोणीय वितरण और विमान में विकिरण तीव्रता वितरण के कारण इसकी स्थानिक विशेषताएं। लेजर एपर्चर के।

फिलहाल, उपरोक्त मापदंडों को बनाने के लिए विशेष तरीके हैं जो आपको विभिन्न आकृतियों के छेद बनाने की अनुमति देते हैं, उदाहरण के लिए, त्रिकोणीय और बिल्कुल निर्दिष्ट गुणवत्ता विशेषताओं के अनुरूप। उनके अनुदैर्ध्य खंड में छिद्रों का स्थानिक आकार लक्ष्य सतह के सापेक्ष लेंस के फोकल प्लेन के स्थान के साथ-साथ फ़ोकसिंग सिस्टम के मापदंडों से काफी प्रभावित होता है। इस तरह, बेलनाकार, शंक्वाकार और यहां तक ​​कि बैरल के आकार के छेद बनाए जा सकते हैं।

पिछले बीस वर्षों में, लेजर विकिरण की शक्ति में तेज उछाल आया है। यह एक नई वास्तुकला (फाइबर और डायोड लेजर) के कॉम्पैक्ट लेजर के आगमन और आगे के विकास के कारण है। 1 kW से अधिक की शक्ति वाले उत्सर्जकों की सापेक्ष सस्तेपन ने विभिन्न क्षेत्रों में अनुसंधान में शामिल विशेषज्ञों के लिए उनकी व्यावसायिक उपलब्धता सुनिश्चित की। इन अध्ययनों के परिणामस्वरूप, कंक्रीट और प्राकृतिक पत्थरों जैसी कठोर सामग्री को काटने और ड्रिल करने के लिए उच्च शक्ति वाले लेजर विकिरण का उपयोग किया गया है।

पहले से मौजूद कंक्रीट की इमारतों में छेद बनाते समय भूकंपीय क्षेत्रों में शोर और कंपन मुक्त लेजर तकनीक सबसे प्रभावी ढंग से लागू होती है। उनका उपयोग वहां आपातकालीन घरों को स्टील के पेंच के साथ-साथ स्थापत्य स्मारकों की बहाली में मजबूत करने के लिए किया जाता है। परमाणु उद्योग में, उच्च शक्ति वाले लेजर विकिरण का व्यापक रूप से कंक्रीट परमाणु संरचनाओं को नष्ट करने के लिए उपयोग किया जाता है जो पहले से ही निष्क्रिय हो चुके हैं। इस मामले में, कंक्रीट संरचनाओं के प्रसंस्करण के दौरान उपयोगकर्ता कम धूल उत्सर्जन से आकर्षित होते हैं। प्रक्रिया के रिमोट कंट्रोल, यानी सुविधा से उपकरण के दूरस्थ स्थान द्वारा भी एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाई जाती है।

कंक्रीट की दीवारों और अन्य सतहों में छेद ड्रिल करने के लिए एक लेजर ड्रिल का उपयोग किया जाता है।. इसमें एक इलेक्ट्रिक मोटर, एक गियरबॉक्स, एक स्पिंडल शाफ्ट, एक लेजर डिवाइस, एक ड्रिलिंग टूल होता है। उत्तरार्द्ध में एक पेंच का रूप होता है, जो सीधे गियरबॉक्स आवास से जुड़ा होता है। इस स्क्रू के एक सिरे पर एक उच्च-तापमान क्राउन लगा होता है, और इसका दूसरा सिरा स्पिंडल शाफ्ट से जुड़ा होता है। लेज़र डिवाइस गियरबॉक्स हाउसिंग के ऊपरी भाग में स्थित है।

लेजर बीम कठोर कंक्रीट की दीवारों और ग्रेनाइट ब्लॉकों में ड्रिलिंग गति को काफी बढ़ा देता है

सुरक्षा के उपाय

कंक्रीट संरचनाओं में छेद करते समय, व्यक्तिगत सुरक्षा उपकरण का उपयोग किया जाना चाहिए। इनमें काले चश्मे, कैनवास के दस्ताने, एक श्वासयंत्र शामिल हैं। ऑपरेटर को घने कपड़े और रबर के जूते से बने काम के कपड़े पहनने चाहिए। ऑपरेशन के दौरान, इस बात का ध्यान रखा जाना चाहिए कि कपड़ों का कोई भी सामान ड्रिलिंग उपकरण के चलते भागों में न गिरे।

आंकड़ों के अनुसार, बिजली उपकरण की खराबी या इसके अनुचित उपयोग के कारण निर्माण स्थलों पर श्रमिकों को सबसे अधिक चोटें आती हैं। इसलिए, बिजली उपकरण अच्छे कार्य क्रम में होना चाहिए। इसके अलावा, प्रत्येक उपयोग से पहले क्षति के लिए पावर केबल की जांच करना आवश्यक है। काम के दौरान, केबल को तैनात किया जाना चाहिए ताकि इसे किसी भी तरह से क्षतिग्रस्त न किया जा सके।

फर्श पर खड़े होकर कंक्रीट को ड्रिल करना सबसे सुरक्षित है, लेकिन दुर्भाग्य से, हमेशा ऐसा नहीं होता है। इस प्रकार, केवल मानव विकास के स्तर पर एक छेद ड्रिल करना संभव है। यदि छेद अधिक है, तो एक अतिरिक्त आधार का उपयोग किया जाना चाहिए। इस मामले में मुख्य नियम नींव की विश्वसनीयता है। इसे काम के दौरान कार्यकर्ता को एक स्थिर, स्तर की स्थिति प्रदान करनी चाहिए। ऊंचाई पर काम करते समय एक अतिरिक्त सुरक्षा उपाय है कार्य क्षेत्र से किसी भी वस्तु को हटाना जो गलती से गिराए जाने पर घायल हो सकती है।

कंक्रीट की दीवारों में छेद करते समय, विभिन्न संचारों को नुकसान होने की संभावना अधिक होती है। यह इलेक्ट्रिकल वायरिंग, सेंट्रल हीटिंग पाइप आदि हो सकता है। दबे हुए वायर डिटेक्टर का उपयोग करके लाइव बिजली के तारों का आसानी से पता लगाया जा सकता है।

लेजर से छेद करते समय, शरीर के विभिन्न हिस्सों को उसके कार्य क्षेत्र में जाने से बचें ताकि जल न जाए। लेजर बीम या उसके प्रतिबिंब को न देखें, ताकि आंखों के कॉर्निया को नुकसान न पहुंचे।उसी कारण से, केवल विशेष सुरक्षात्मक चश्मे में काम करना आवश्यक है। लेजर उपकरण के साथ काम करते समय, आपको उसी सुरक्षा नियमों का पालन करना चाहिए जैसे किसी विद्युत उपकरण का उपयोग करते समय।

काम की लागत

कंक्रीट ड्रिलिंग सेवाओं की कीमत का गठन इस तरह के कारकों से प्रभावित होता है:

• आवश्यक छेद व्यास. व्यास में वृद्धि के साथ, ड्रिलिंग की लागत भी बढ़ जाती है;
• सतह सामग्रीजिसमें ड्रिल करना है। प्रबलित कंक्रीट संरचनाओं में, ईंट की दीवारों की तुलना में ड्रिलिंग अधिक महंगा है;
• ड्रिलिंग गहराई. स्वाभाविक रूप से, भविष्य के छेद की लंबाई जितनी अधिक होगी, ड्रिलिंग की लागत उतनी ही अधिक होगी।

अतिरिक्त कारक भी ड्रिलिंग कार्य की लागत को प्रभावित कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, ऊंचाई पर ड्रिलिंग के लिए अतिरिक्त उपकरणों के उपयोग की आवश्यकता होती है। एक विशेष उपकरण के उपयोग के बिना कोण पर ड्रिलिंग नहीं की जा सकती।

यदि बाहर और प्रतिकूल मौसम की स्थिति में काम किया जाता है तो कार्यों की लागत भी बढ़ सकती है।

हीरे के उपकरण के साथ ड्रिलिंग छेद की अनुमानित लागत:

छेद व्यास, मिमी	1 सेमी ड्रिलिंग की लागत, रगड़
	ईंट	ठोस	प्रबलित कंक्रीट
16 – 67	20	26	30
72 – 112	22	28	35
122 – 142	24	30	37
152 – 162	28	35	44
172 – 202	39	50	66
250	57	77	94
300	72	88	110
400	110	135	155
500	135	175	195
600	145	195	210

निष्कर्ष

डायमंड तकनीक आज सबसे कठिन निर्माण सामग्री में छेद करने के लिए सबसे सुरक्षित, सबसे तेज़ और सबसे अधिक लागत प्रभावी विकल्प है। कोर ड्रिल का उपयोग करके दिए गए व्यास के बिल्कुल अनुरूप छेद बनाना संभव है। छेद आकार में भी आदर्श होते हैं और उन्हें किसी अतिरिक्त प्रसंस्करण की आवश्यकता नहीं होती है, जो महत्वपूर्ण रूप से समय बचाता है, और सबसे महत्वपूर्ण बात, ग्राहक का पैसा।

शोर और कंपन की अनुपस्थिति के रूप में हीरे की ड्रिलिंग के ऐसे फायदे न केवल बड़े निर्माण स्थलों पर, बल्कि आवासीय परिसर में भी काम करना संभव बनाते हैं, जो मरम्मत के अधीन और समाप्त (परिष्करण) स्थिति में हैं। हीरे के औजारों और पेशेवर उपकरणों के लिए धन्यवाद, दीवार और फर्श के कवरिंग एक साफ कमरे में काम करते समय अपने मूल स्वरूप को पूरी तरह से बरकरार रखते हैं।

वीडियो में हीरे के मुकुट के साथ कंक्रीट की सूखी ड्रिलिंग की व्यावहारिक बारीकियां प्रस्तुत की गई हैं:

आदेश पूरे हो रहे हैं लेजर द्वारा काटनासामग्री, विन्यास और आकार की एक विस्तृत श्रृंखला।

केंद्रित लेजर विकिरण उनके थर्मोफिजिकल गुणों की परवाह किए बिना लगभग किसी भी धातु और मिश्र धातु को काटना संभव बनाता है। लेजर कटिंग के साथ, संसाधित होने वाली सामग्री पर कोई यांत्रिक प्रभाव नहीं पड़ता है और मामूली विकृति होती है। नतीजतन, आसानी से विकृत और गैर-कठोर भागों सहित उच्च परिशुद्धता के साथ लेजर कटिंग करना संभव है। लेजर विकिरण की उच्च शक्ति के कारण, काटने की प्रक्रिया की उच्च उत्पादकता सुनिश्चित की जाती है। इस मामले में, कटौती की इतनी उच्च गुणवत्ता प्राप्त की जाती है कि प्राप्त छिद्रों में धागे काटे जा सकते हैं।

विनिर्माण उद्योग में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। मुख्य लाभ लेजर द्वारा काटना- यह आपको लगभग बिना समय बर्बाद किए किसी भी ज्यामितीय जटिलता के एक प्रकार के भागों से दूसरे प्रकार में स्विच करने की अनुमति देता है। पारंपरिक काटने और मशीनिंग विधियों की तुलना में, गति कई गुना भिन्न होती है। निर्मित भाग पर थर्मल और बल प्रभाव की अनुपस्थिति के कारण, यह निर्माण प्रक्रिया के दौरान विकृतियों से नहीं गुजरता है। निर्मित उत्पादों की गुणवत्ता कटे हुए किनारों के विस्थापन के बिना बट वेल्डिंग की अनुमति देती है और पक्षों के पूर्व-उपचार में शामिल होने की अनुमति देती है।

सॉलिड स्टेट लेजरगैर-धातु सामग्री गैस सामग्री की तुलना में बहुत खराब होती है, लेकिन धातुओं को काटते समय उनका एक फायदा होता है - इस कारण से कि 1 माइक्रोन की लहर 10 माइक्रोन की लहर से भी बदतर दिखाई देती है। 10 माइक्रोन की तरंग दैर्ध्य के लिए तांबा और एल्यूमीनियम लगभग पूरी तरह से परावर्तक माध्यम हैं। लेकिन, दूसरी ओर, ठोस अवस्था वाले की तुलना में CO2 लेजर बनाना आसान और सस्ता है।

शुद्धता लेजर द्वारा काटना+0.05 मिमी की पुनरावृत्ति के साथ 0.1 मिमी तक पहुंचता है, और कट की गुणवत्ता लगातार उच्च होती है, क्योंकि यह केवल लेजर बीम की गति की गति पर निर्भर करता है, जिसके पैरामीटर अपरिवर्तित रहते हैं।

कटौती का संक्षिप्त विवरण:स्केल आमतौर पर अनुपस्थित है, मामूली टेपर (मोटाई के आधार पर), परिणामी छेद गोल और साफ होते हैं, बहुत छोटे हिस्से प्राप्त करना संभव है, काटने की चौड़ाई 0.2-0.375 मिमी है, जलन अदृश्य है, थर्मल प्रभाव बहुत छोटा है , गैर-धातु सामग्री को काटना संभव है।

छेद सिलाई

के लिए एक महत्वपूर्ण कारक लेजर द्वारा काटनाहै मूल छेद का फर्मवेयरइसे शुरू करने के लिए। कुछ लेजर सिस्टम में 2 मिमी की मोटाई के साथ कोल्ड रोल्ड स्टील में तथाकथित फ्लाइंग पियर्सिंग प्रक्रिया का उपयोग करके प्रति सेकंड 4 छेद तक प्राप्त करने की क्षमता होती है। लेजर कटिंग के दौरान हॉट रोल्ड स्टील की मोटी (19.1 मिमी तक) शीट में एक छेद प्राप्त करना लगभग 2 सेकंड में पावर पियर्सिंग का उपयोग करके किया जाता है। इन दोनों विधियों के उपयोग से आप लेज़र कटिंग की उत्पादकता को उस स्तर तक बढ़ा सकते हैं जो सीएनसी पंचिंग प्रेस पर प्राप्त किया जा सकता है।

छेद छिद्रण

इस पद्धति का उपयोग करके, 0.2-1.2 मिमी के व्यास के साथ 3 मिमी तक की सामग्री मोटाई के साथ छेद प्राप्त करना संभव है। छेद की ऊंचाई और छेद के व्यास 16:1 के अनुपात के साथ, लेजर छिद्रण लगभग सभी अन्य तरीकों की तुलना में अधिक किफायती है। इस तकनीक के अनुप्रयोग की वस्तुएं हैं: चलनी, सुई कान, नलिका, फिल्टर, गहने (पेंडेंट, माला, पत्थर)। उद्योग में, लेज़रों का उपयोग घड़ी के पत्थरों में छेद करने के लिए किया जाता है और ड्राइंग डाई में प्रति शिफ्ट 700,000 छेद तक की उत्पादकता होती है।

चिह्न

अक्सर नॉन-थ्रू कटिंग मोड, तथाकथित स्क्रिबिंग का उपयोग किया जाता है। यह उद्योग में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, विशेष रूप से माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक में, किसी दिए गए समोच्च के साथ अलग-अलग तत्वों (टुकड़ों) में सिलिकॉन वाशर को अलग करने के लिए। इस प्रक्रिया में, प्रक्रिया की उच्च दक्षता और गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए घटना विकिरण और स्कैनिंग दिशा के विद्युत क्षेत्र वेक्टर के प्रक्षेपण का पारस्परिक अभिविन्यास भी आवश्यक है।

चिह्नपॉलीकोर और नीलम की पतली प्लेटों को अलग करने के लिए उद्योग (माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक, घड़ी उद्योग, आदि) में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, कम अक्सर सिलिकॉन वाशर को अलग करने के लिए। इस मामले में, आगे यांत्रिक पृथक्करण के लिए, अलग होने वाली प्लेट की कुल मोटाई के लगभग एक तिहाई की गहराई तक लिखना पर्याप्त है।

माइक्रोमशीनिंग प्रक्रियाएं

हाल के वर्षों में उच्च स्तर के स्वचालन ने व्यवहार में इस तरह की प्रक्रियाओं का उपयोग करने के लिए एक नए चरण में फिर से संभव बना दिया है: रोकनेवाला मूल्य समायोजनऔर पीजोइलेक्ट्रिक तत्व, अर्धचालकों की सतह पर प्रत्यारोपित कोटिंग्स की एनीलिंग, पतली फिल्मों का जमाव, क्षेत्र की सफाई और क्रिस्टल की वृद्धि। कई प्रक्रियाओं की संभावनाओं का अभी तक पूरी तरह से खुलासा नहीं किया गया है।