লেজার কাটিংয়ের ক্ষেত্রে, ফাইবার, CO2 এবং ডায়োড লেজারগুলি কী কাটা দরকার এবং কাজটি কতটা নির্ভুল হতে হবে তার উপর ভিত্তি করে প্রত্যেকটি আলাদা কিছু প্রদান করে। ফাইবার লেজারগুলি প্রায় 1.06 মাইক্রনে কাজ করে এবং ধাতুগুলির সাথে খুব ভালো কাজ করে, বিশেষ করে যেখানে স্টেইনলেস স্টিল প্রায় 0.05 মিমি নির্ভুলতা অর্জন করতে পারে কারণ ধাতুটি লেজার শক্তি খুব কার্যকরভাবে শোষণ করে। অ্যাক্রিলিক শীটের মতো অধাতু উপকরণের জন্য, 10.6 মাইক্রনে CO2 লেজারগুলি প্রায় পরিষ্কার ধার প্রদান করে এবং অন্যান্য বিকল্পগুলির তুলনায় 10 মিমি পুরু জিনিসপত্র 20% দ্রুত কাটতে পারে। ডায়োড লেজারগুলি অন্যদের তুলনায় ততটা শক্তিশালী নয় তবে এগুলি খুব সরু কাট তৈরি করে, কখনও কখনও 0.1 মিমি প্রস্থের নিচে, যা ইলেকট্রনিক উপাদান উত্পাদনে ব্যবহৃত পাতলা ফয়েল এবং বিভিন্ন প্লাস্টিকের মতো ক্ষুদ্র উপকরণগুলির সাথে কাজ করার জন্য এগুলিকে দুর্দান্ত করে তোলে।
লেজার সিস্টেম নিয়ে আলোচনা করলে দেখা যায় যেসব সিস্টেমে 0.1 মিমি ব্যাসের কম ব্যাস বিশিষ্ট বীম রয়েছে, সেগুলি ভালো মানের ফোকাসিং অপটিক্স ব্যবহারের সময় অনেক ভালো করে। এই ধরনের ব্যবস্থা 0.3 মিমি ব্যাস বিশিষ্ট বীমের তুলনায় তাপপ্রভাবিত অঞ্চলকে প্রায় 40 শতাংশ কমিয়ে দেয়। ফাইবার লেজারের ক্ষেত্রে আরও ভিন্ন ধরনের কাজ হয়, কারণ এদের তরঙ্গদৈর্ঘ্য কম হয় এবং এতে আগের ধরনের CO2 লেজারের তুলনায় প্রায় ত্রিশগুণ বেশি শক্তি ঘনত্ব থাকে। এটি এক মিলিমিটারের কম পুরু তামার পাতে বিস্তারিত কাজের ক্ষেত্রে খুব উপযোগী। তবে একটি বিষয় মাথায় রাখা দরকার। কিছু কিছু উপাদান আলোকে পিছন দিকে প্রতিফলিত করে দেয়, যার কারণে ডায়োড লেজারে সমস্যা দেখা দেয়। এই কারণে বেশিরভাগ ক্ষেত্রে 300 ওয়াটের নিচে শক্তি ব্যবহার করা হয়, যাতে তাপ বেশি বিকৃতি না ঘটায় এবং প্রতি মিটারে বিকৃতি প্রায় পাঁচ মাইক্রোমিটারের মধ্যে থাকে।
প্রতি সেকেন্ডে 500 থেকে 1,000 বার পালস করা লেজারগুলি অ্যালুমিনিয়ামে ড্রস গঠন প্রায় 60% কমিয়ে দেয়, যখন সহনশীলতা ±0.08 মিমির মধ্যে থাকে। যখন প্রস্তুতকারকরা ডিউটি সাইকেল 30% থেকে 70% পর্যন্ত সামান্য পরিবর্তন করেন, তখন তারা পৃষ্ঠের সমাপ্তিতে উল্লেখযোগ্য উন্নতি দেখতে পান। প্রাপ্ত গবেষণায় দেখা গেছে যে টাইটানিয়াম খাদগুলিতে প্রান্তের অমসৃণতা 3.2 মাইক্রন থেকে কমে মাত্র 1.6 মাইক্রনে নেমে আসে। এবং 6 মিমি চেয়ে পাতলা কার্বন স্টিলের জন্য, 1 মিলিসেকেন্ডের পালস সহ বার্স্ট মোড ব্যবহার করে প্রায় নিখুঁত সমকোণ পাওয়া যায়, 99% লম্বতা অর্জন করে। এই ধরনের নির্ভুলতা শিল্প অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে এমন অংশগুলি তৈরির ক্ষেত্রে খুবই গুরুত্বপূর্ণ যেখানে ক্ষুদ্রতম বিচ্যুতিও সমস্যার সৃষ্টি করতে পারে।
লেজার প্রকার অনুসারে প্রধান নির্ভুলতা নির্ধারক গুণগত বিষয়
| প্যারামিটার | ফাইবার লেজার | CO₂ লেজার | ডায়োড লেজার |
|---|---|---|---|
| সেরা উপকরণ | প্রতিফলিত ধাতু | অধাতু | পাতলা পলিমার |
| গতি (1 মিমি ইস্পাত) | 12 মিটার/মিনিট | 8 মিটার/মিনিট | 3 মি/মিনিট |
| প্রান্ত কোণ পরিবর্তন | ±0.3° | ±0.5° | ±1.2° |
| শক্তি দক্ষতা | 35% | 15% | 22% |
কোন উপাদান ব্যবহার করা হয় তা নির্ধারণ করে দেয় যে আদতে কতটা নির্ভুলতা অর্জন করা যাবে। 5 থেকে 25 মিমি মোটা উপাদানের ক্ষেত্রে আমরা সাধারণত দেখতে পাই যে তাদের কাটিং প্রান্তের (কার্ফ) বিচ্যুতি 3 মিমি-এর কম পুরুতের পাতলা শীটের তুলনায় প্রায় 15 থেকে 30 শতাংশ বেশি হয়। এটি মূলত বীম বিক্ষেপণ (বিস্তার) এবং উপাদানটির সমগ্র অংশে তাপ ছড়িয়ে পড়ার অসমতার কারণে ঘটে। ধাতুগুলি আকৃতি বজায় রাখতে ভালো পারে এবং তাদের সহনশীলতা পরিসর প্রায় প্লাস/মাইনাস 0.002 ইঞ্চি থেকে 0.006 ইঞ্চি পর্যন্ত হয়। অন্যদিকে, পলিমারগুলি প্রক্রিয়াকরণকালীন প্রায়শই বিকৃত হয়ে যায়। 2023 সালে প্রকাশিত সদ্য গবেষণা অনুসারে, 3 মিমি-এর কম পুরু স্টেইনলেস স্টিল 304 এর জন্য অবস্থানগত নির্ভুলতা প্রায় ±0.0035 ইঞ্চি ছিল। অন্যদিকে, একই পুরুতের অ্যাক্রিলিক উপাদানগুলি তাপীয় প্রসারণের কারণে প্রায় ±0.007 ইঞ্চি পর্যন্ত বেশি বিচ্যুতি দেখায়।
যেসব ধাতু অনেক আলো প্রতিফলিত করে, বিশেষ করে অ্যালুমিনিয়াম, লেজার শক্তির প্রায় 60 থেকে 85 শতাংশ ফিরিয়ে দেয়। এর মানে হল অপারেটরদের কেবল মাত্র ভাল ফলাফলের জন্য প্রায় 20 থেকে 40 শতাংশ বেশি শক্তি চালু করতে হয়, যা দুর্ভাগ্যবশত খুব বেশি উপাদান কেটে ফেলার সম্ভাবনা বাড়ায়। তামা নিন, এর তাপ পরিবাহিতা 400 W/mK এর বেশি, যা এই উপকরণগুলি দিয়ে কাজ করা প্রকৌশলীদের জন্য প্রক্রিয়াকরণের সময় তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ বেশ চ্যালেঞ্জিং করে তোলে। পলিকার্বনেটের মতো পলিমারের ক্ষেত্রে একেবারে আলাদা সমস্যা দেখা দেয়। এই উপকরণগুলি তাদের পৃষ্ঠের সমস্ত অংশে অবিন্যস্তভাবে ইনফ্রারেড আলো শোষিত করে, যার ফলে আট মিলিমিটারের চেয়ে গভীর কাট করার সময় ওই বিরক্তিকর সরু প্রান্তগুলি তৈরি হয়। সৌভাগ্যবশত, সাম্প্রতিক অগ্রগতির ফলে আমাদের কাছে অ্যালুমিনিয়াম পৃষ্ঠের জন্য আলো প্রতিফলন নিয়ন্ত্রণকারী আবরণ এসেছে। প্রস্তুতকারকদের মতে, এই আবরণগুলি যেখানে প্রতিটি মাইক্রন গুরুত্বপূর্ণ সেই সঠিক প্রস্তুতকরণের পরিস্থিতিতে বীম ছড়িয়ে পড়া প্রায় 40 শতাংশ কমিয়ে দেয়।
| উপাদান | পুরুত্ব (মিমি) | মাত্রিক নির্ভুলতা (± ইঞ্চি) | প্রান্তের গুণমান (Ra µin) | সাধারণ অ্যাপ্লিকেশন |
|---|---|---|---|---|
| 304 স্টেনলেস | 2 | 0.002–0.005 | 32–45 | মেডিকেল যন্ত্রপাতি |
| 6061 আলুমিনিয়াম | 2 | 0.003–0.006 | 55–75 | এয়ারোস্পেস উপাদান |
অভিন্ন 4 kW ফাইবার লেজার সেটিংসের অধীনে, 100টি কাটিংয়ের মধ্যে স্টেইনলেস স্টিল 98% মাত্রিক স্থিতিশীলতা বজায় রেখেছে, যেখানে অ্যালুমিনিয়ামের তা ছিল 91%। অ্যালুমিনিয়ামের নিম্ন গলনাঙ্ক উচ্চ গতিতে কাটার সময় (>80 m/min) প্রতি ইঞ্চিতে গড়পড়তা 0.0008" বার্ব তৈরি করেছে।
লেজার কাটিং মেশিনের গতির উপাদানগুলির উপর আমরা যে নির্ভুলতা দেখি তা নির্ভর করে। আধুনিক সার্ভো মোটরের কথাই ধরুন - এগুলি সরঞ্জামগুলিকে প্রায় প্লাস বা মাইনাস 5 মাইক্রোমিটারের মধ্যে অবস্থান করতে পারে। এবং সেই প্রিমিয়াম লিনিয়ার গাইডগুলি? সাধারণ রেলের তুলনায় এগুলি ঘর্ষণের সমস্যা 40% থেকে 60% কম করে। কাঠামোটিই এতে অনেক কিছু নির্ভর করে। ভালো শক্ত নির্মাণ কাঠামো প্রায় 12 কিলোনিউটন প্রতি মিটার পর্যন্ত বিক্ষেপণ বল সহ্য করতে পারে যখন মেশিন ত্বরান্বিত হয়। 2024 সালে রোবোটিক্স অটোমেশন ক্ষেত্র থেকে প্রকাশিত একটি সাম্প্রতিক অধ্যয়ন থেকে একটি আকর্ষক তথ্য পাওয়া গেছে: শিল্প রোবটগুলি কতটা স্থানচ্যুত হয় তা সরাসরি উচ্চ নির্ভুলতার কাজে উৎপাদিত যন্ত্রাংশের মানকে প্রভাবিত করে। আজকের দিনে প্রস্তুতকারকদের তাদের যন্ত্রপাতি থেকে যে কার্যকারিতা প্রত্যাশিত হয় তা বিবেচনা করলে এটা যুক্তিযুক্ত।
উচ্চ-প্রান্তের মেশিনগুলিতে অত্যাধুনিক কম্পন-নিরোধক সিস্টেমগুলি সামঞ্জস্যপূর্ণ দোলনকে <0.8 μm বিস্তারে সীমাবদ্ধ রাখে, ±0.01 mm পুনরাবৃত্তিযোগ্যতা সংরক্ষণ করে। গ্রানাইট কম্পোজিট বেস এবং সক্রিয় ভর ড্যাম্পারগুলি পরিবেশগত কম্পন শক্তির 85-92% শোষিত করে, সূক্ষ্ম উপকরণগুলিতে কাটার প্রস্থকে 15-30% পর্যন্ত বাড়ানোর জন্য অনুনাদকে প্রতিরোধ করে।
বীম সরবরাহ সিস্টেমগুলি <0.03 mm ফোকাল স্পট ড্রিফট বজায় রাখে এবং স্টেইনলেস স্টীলে 0.1 mm এর নিচে কাটার প্রস্থ অর্জন করে, যেখানে প্রান্তের অমসৃণতা (Ra) 1.6 μm এর নিচে থাকে। উচ্চ-চাপ সহায়ক গ্যাস (25 বার পর্যন্ত) প্লাজমা গঠনকে স্থিতিশীল করে, প্রান্তের ঢাল হ্রাস করে 70%। প্রতি 50 মিলিসেকেন্ডের মধ্যে বীম নিয়ন্ত্রণ শক্তি পরিবর্তনগুলি সংশোধন করে, ±2% শক্তি ঘনত্ব স্থিতিশীলতা নিশ্চিত করে।
সঠিক ফলাফল পেতে হলে লেজার পাওয়ারের সেটিংস ঠিক রাখা দরকার, যা প্রায় 200 থেকে 6,000 ওয়াট পর্যন্ত হয়ে থাকে, প্রতি মিনিটে অর্ধ মিটার থেকে শুরু করে 20 মিটার পর্যন্ত ফিড রেট সামঞ্জস্য করা এবং উপকরণের প্রকৃত মোটা কত তা বিবেচনা করা। 2025 সালে কিছু সাম্প্রতিক গবেষণায় ধাতুগুলো নিয়ে কিছু আকর্ষক তথ্য পাওয়া গেছে। 1 মিমি পুরু স্টেইনলেস স্টিল কাটার সময়, অ্যালুমিনিয়ামের সঙ্গে তুলনীয় গতিতে কাজ করার সময় যদি ±0.05 মিমি সহনশীলতার মধ্যে থাকা হয়, তবে প্রকৃতপক্ষে শক্তি ব্যবহার 25 শতাংশ কমানো যায়। তিন মিমির চেয়ে কম পুরু উপকরণের ক্ষেত্রে, প্রতি মিনিটে 10 থেকে 15 মিটার দ্রুত গতিতে কাজ করা এবং শক্তি নিয়ন্ত্রণ করে রাখলে তাপপ্রভাবিত অঞ্চলগুলো কমানো যায়। কিন্তু 10 থেকে 25 মিমি পুরু পাতের ক্ষেত্রে পরিস্থিতি সম্পূর্ণ পাল্টে যায়। তখন প্রতি মিনিটে 0.5 থেকে 3 মিটার গতি কমিয়ে দেওয়া প্রয়োজন হয় এবং প্রক্রিয়াকালীন শক্তি নিয়ন্ত্রণ করে সম্পূর্ণ ভাবে ভেদ করা নিশ্চিত করা হয়।
আধুনিক সিস্টেমগুলোতে ক্যাপাসিটিভ উচ্চতা সেন্সর ব্যবহার করে ফোকাল অবস্থান গতিশীলভাবে সামঞ্জস্য করা হয়, কাটিংয়ের সময় উপকরণের বক্রতা পূরণ করে
মেশিন লার্নিং অ্যালগরিদমগুলো 15টির বেশি সেন্সর (তাপীয়, আলোক, অবস্থানগত) থেকে প্রাপ্ত বাস্তব-সময়ের তথ্য বিশ্লেষণ করে প্রক্রিয়াকরণের মধ্যে প্যারামিটারগুলো সামঞ্জস্য করে। 2024 প্রক্রিয়া অপ্টিমাইজেশন অধ্যয়ন পরিবর্তনশীল-পুরুতা কার্বন স্টিলে পারপেন্ডিকুলারিটি ইজ এ 22% উন্নত করেছে এমন অ্যাডাপটিভ সিস্টেম পাওয়া গেছে। এই সিস্টেমগুলি ম্যাটেরিয়াল ডাটাবেস ম্যাচিং এবং প্রেডিক্টিভ পাওয়ার মডুলেশনের মাধ্যমে সেটআপ সময় 65% কমায়।
অ্যাডভান্সড কন্ট্রোলারগুলি প্রতি সেকেন্ডে 10,000 পর্যন্ত সমন্বয় করে PID লুপ এবং ইন্টারফেরোমেট্রিক যাচাইকরণ ব্যবহার করে। বীম পাথ সংশোধন 4 µs এর মধ্যে বিচ্যুতি সনাক্ত করার পর ঘটে, 25 m/মিনিট কাটিং গতির সত্ত্বেও ±5 µm অবস্থানগত নির্ভুলতা বজায় রাখে।
লেজার কাটিং মেশিনগুলি নিয়মিত ক্যালিব্রেট না করা হলে প্রায়শই অনিয়ন্ত্রিত হয়ে যায়। প্রিসিশন ইঞ্জিনিয়ারিং ইনস্টিটিউটের গবেষণা থেকে দেখা যায় যে এ ধরনের মেশিনগুলি তাপমাত্রা পরিবর্তন এবং সময়ের সাথে সাথে যন্ত্রাংশগুলি ক্ষয়প্রাপ্ত হওয়ার কারণে প্রতি বছর প্রায় অর্ধেক মিলিমিটার পর্যন্ত নির্ভুলতা হারাতে পারে। নিয়মিত পরীক্ষা করে মেশিনগুলি পরিদর্শন করলে ব্যয়বহুল ভুলগুলি এড়ানো যায়, যেমন ময়লা জমাট বাঁধা লেন্স, স্থানচ্যুত হওয়া আয়না এবং দীর্ঘ সময় ধরে কাজ করার পর ক্ষয়প্রাপ্ত বিয়ারিং এর মতো সমস্যাগুলি সমাধান করা যায়। আলোকীয় উপাদানগুলি পরিষ্কার রাখা হলে তা বিশেষ প্রভাব ফেলে। কিছু পরীক্ষায় দেখা গেছে যে এই সামান্য পদক্ষেপটি বীম স্থিতিশীলতা প্রায় 18 শতাংশ বৃদ্ধি করতে পারে, যার ফলে বিশেষ করে পাতলা ধাতু কাটার সময় যেখানে নির্ভুলতা সবচেয়ে বেশি গুরুত্বপূর্ণ সেখানে পরিষ্কার কাট পাওয়া যায়।
স্বয়ংক্রিয় ক্যালিব্রেশন মানব ত্রুটি 90% কমায় এবং ম্যানুয়াল পদ্ধতির তুলনায় পাঁচ গুণ দ্রুত সারিবদ্ধতা সম্পন্ন করে। তবে, পুনরাবৃত্তিমূলক টিউনিংয়ের প্রয়োজনীয়তা থাকা পুরানো সিস্টেমগুলির জন্য ম্যানুয়াল ক্যালিব্রেশন আবশ্যিক থাকে। হাই-মিক্স প্রোডাকশন পরিবেশে প্রায়শই উভয় পদ্ধতি একসাথে ব্যবহার করা হয়: স্বয়ংক্রিয়তা পুনরাবৃত্তিযোগ্যতা নিশ্চিত করে, আর দক্ষ প্রযুক্তিবিদরা গুরুত্বপূর্ণ কাস্টম কাজগুলি পর্যবেক্ষণ করেন।
±3°C এর বাইরে তাপীয় দোলন ফাইবার লেজারের তরঙ্গদৈর্ঘ্য বিকৃত করতে পারে, আবার 60% এর বেশি আর্দ্রতা লেন্সের জারণ প্রক্রিয়াকে ত্বরান্বিত করে। উপযুক্ত অপারেটর প্রশিক্ষণ নিখুঁত পরিমাপের ক্ষতি 32% কমাতে পারে, কারণ অভিজ্ঞ প্রযুক্তিবিদরা সহায়ক গ্যাসের অসঠিক সারিবদ্ধতা সমস্যা দ্রুত চিহ্নিত করতে পারেন। সেরা অনুশীলনগুলির মধ্যে রয়েছে:
ISO 9013:2022 মান অনুসরণ করলে কারখানার পরিবর্তিত পরিস্থিতির মধ্যেও মাত্রার সহনশীলতা ±0.1 mm এর মধ্যে রাখা যায়।
ফাইবার লেজারগুলি ধাতু কাটার জন্য অত্যন্ত কার্যকর, বিশেষ করে প্রতিফলিতকারী ধাতু যেমন স্টেইনলেস স্টিল।
অ-ধাতব উপকরণ যেমন এক্রিলিক শীটের জন্য CO2 লেজারগুলি পরিষ্কার প্রান্ত এবং দ্রুত কাট সরবরাহ করে।
ডায়োড লেজারগুলি খুব সরু কাট তৈরি করে এবং পাতলা ফয়েল এবং ইলেকট্রনিক্সে ব্যবহৃত বিভিন্ন প্লাস্টিকের মতো ক্ষতিকারক উপকরণের জন্য আদর্শ।
মোটা উপকরণগুলি প্রায়শই প্রশস্ত কার্ফ বিচ্যুতি ঘটায়, যেখানে পাতলা উপকরণগুলি কম সহনশীলতা বজায় রাখতে পারে।
সার্ভো মোটরগুলি কয়েক মাইক্রোমিটারের মধ্যে সরঞ্জামগুলি সঠিকভাবে অবস্থান করতে সাহায্য করে, কাটিং প্রক্রিয়ার মোট সঠিকতা বাড়িয়ে তোলে।
গরম খবর