পৃষ্ঠতল চিকিত্সায় লেজার পরিষ্করণ মেশিনের কী সুবিধা রয়েছে?

সূক্ষ্মতা এবং নন-কনট্যাক্ট পরিষ্করণ: লেজার প্রযুক্তি কীভাবে পৃষ্ঠতল চিকিত্সা উন্নত করে?

কিভাবে লেজার ক্লিনিং কার্যক্রম: নির্বাচনী এবলেশনের পিছনের বিজ্ঞান

লেজার পরিষ্কারের সিস্টেমগুলি কাজ করে পৃষ্ঠের দিকে আলোর ছোট ছোট পালস ছুঁড়ে ময়লা এবং ধূলিকণা দূর করে দেয়, যা সিলেক্টিভ এবলেশন নামক প্রক্রিয়ার মাধ্যমে হয়ে থাকে। মূলত, পরিষ্কার করার সময় উপাদানটি আলোর নির্দিষ্ট তরঙ্গদৈর্ঘ্য শোষণ করে এবং অন্যান্য অংশগুলি অক্ষত রেখে দেয়। অপারেটররা প্রতিটি পালসের স্থায়িত্বকাল ন্যানোসেকেন্ড থেকে ফেম্টোসেকেন্ড পর্যন্ত নিয়ন্ত্রণ করতে পারেন এবং শক্তি স্তরগুলি সামঞ্জস্য করে মরচে দাগ বা পুরানো রং সহ বিষয়গুলি দূর করতে পারেন যাতে তার নিচের অংশটি ক্ষতিগ্রস্ত না হয়। এর একটি বড় সুবিধা হল এখানে কোনও প্রত্যক্ষ যোগাযোগ নেই, যার ফলে কোনও সরঞ্জাম ক্ষয় হয় না। 2023 সালে এমআইটি দ্বারা প্রকাশিত গবেষণা অনুসারে, এই ধরনের লেজারগুলি প্রকৃতপক্ষে মাত্র +/- 0.02 মিমি সীমার মধ্যে অত্যন্ত নির্ভুলতার সাথে উপাদান অপসারণ করতে সক্ষম।

বিমান ও যানবাহন উপাদানগুলির মতো ক্ষুদ্র অ্যাপ্লিকেশনে উন্নত নিয়ন্ত্রণ

টারবাইন ব্লেড থেকে তাপীয় বাধা প্রলেপ সরানোর জন্য এয়ারোস্পেস উত্পাদনে লেজার সিস্টেমগুলি প্রায় প্রমিত হয়ে গেছে। এই সিস্টেমগুলি অধিকাংশ সময় প্রায় 99.6 বা 99.8 শতাংশ সঠিকতা অর্জন করে, যা সমালোচনামূলক নিকেল খাদগুলি অক্ষত রাখে যাতে ইঞ্জিনের আয়ু বাড়ে। অ্যালুমিনিয়াম প্যানেলগুলির ওয়েল্ড সিমগুলি পরিষ্কার করার বেলায় অটোমোটিভ শিল্পও উপকৃত হয়। মাইক্রন স্তরের অবশিষ্ট উপকরণের ক্ষুদ্রতম অংশগুলিও কাঠামোটিকে দুর্বল করে দিতে পারে। পুরানো রাসায়নিক দ্রাবকগুলির তুলনায় লেজারের পার্থক্য হল এগুলি কোনও অসাজানো মাধ্যমিক বর্জ্য উপাদান ফেলে রাখে না। লেজার প্রযুক্তিতে পরিবর্তন করার পর থেকে বিভিন্ন উচ্চ-সঠিক উত্পাদন পরিচালনায় কারখানাগুলি পুনরায় কাজ করার হার 15 থেকে 20 শতাংশ কমিয়েছে বলে প্রতিবেদনে উল্লেখ আছে।

কেস স্টাডি: ব্যবহার করে হাই-প্রিসিশন ওয়েল্ডিং প্রস্তুতি লেজার ক্লিনিং মেশিন

অ্যালুমিনিয়াম ব্যাটারি ক্যাসিংয়ের ওয়েল্ডিং অ্যাপ্লিকেশনের ক্ষেত্রে একটি বড় অটোমোটিভ পার্টস প্রস্তুতকারক স্থানচ্যুত হয়েছে ঘর্ষণজনিত মসৃণকরণ থেকে লেজার প্রি-ক্লিনিংয়ে। তাদের নতুন সিস্টেমটি অক্সিডেশন স্তরগুলি খুব দ্রুত অপসারণ করে, প্রকৃতপক্ষে প্রতি সেকেন্ডে প্রায় 15 বর্গ সেমি এবং পৃষ্ঠের কোমলতা নিয়ন্ত্রণে রাখে Ra 1.6 মাইক্রোমিটারের নিচে। এই পরিবর্তনগুলি পরীক্ষা করার পরে, তারা দেখেছিল যে ওয়েল্ডিংয়ের ত্রুটি মোটামুটি 30 শতাংশ কমেছে, এবং উপকরণগুলির মধ্যে বন্ধন প্রায় 22 শতাংশ বেশি শক্তিশালী হয়েছে পুরানো পদ্ধতির তুলনায়। প্রতিষ্ঠানটি অনুমান করেছে যে এর ফলে প্রতি বছর প্রায় 1.2 মিলিয়ন মার্কিন ডলার বাঁচছে ওয়েল্ডিংয়ের সমস্যার কারণে ওয়ারেন্টি সংক্রান্ত সমস্যা কমে।

পারম্পরিক পদ্ধতির তুলনায় পরিবেশ ও নিরাপত্তা সুবিধা যেমন বালি ছোড়া

লেজার পরিষ্কারের মাধ্যমে বর্তমানে শিল্পের সামনে যেসব বড় সমস্যা রয়েছে, বিশেষ করে পরিবেশ সুরক্ষা এবং কর্মীদের নিরাপত্তার ক্ষেত্রে তা সমাধান করা সম্ভব। উদাহরণস্বরূপ, বালি উড়িয়ে দেওয়া। এ এপিএ-র তথ্য অনুযায়ী, এই জিনিসটি প্রতি ঘণ্টায় ৩০০ থেকে ৫০০ কেজি ক্ষয়কারী বর্জ্য সৃষ্টি করে। লেজার প্রযুক্তি এই অবস্থাকে সম্পূর্ণরূপে পরিবর্তন করে, এই কঠোর রাসায়নিক দ্রাবকগুলোকে সরিয়ে দেয় এবং বিপজ্জনক অবশিষ্টগুলোকে এক প্রক্রিয়াতে কমিয়ে দেয় যেখানে এটি মূলত পৃষ্ঠকে স্পর্শ না করেই ময়লাকে দূরে সরিয়ে দেয়। এই পদ্ধতিটি এত ভাল করে তোলে যে এটি সমস্ত কঠোর ইইউ REACH নিয়মের মধ্যে কাজ করে এবং একই সাথে অন্যান্য পদ্ধতির সাথে ঘটতে পারে এমন কোনও ধরণের পরবর্তী দূষণ সমস্যা প্রতিরোধ করে।

শিল্প পরিষ্করণে রাসায়নিক দ্রব্য নির্মূল এবং ক্ষতিকর বর্জ্য হ্রাস করা

বেশিরভাগ ঐতিহ্যবাহী পরিষ্করণ পদ্ধতি সিলিকা ব্লাস্টিং উপকরণ এবং বিভিন্ন রাসায়নিক স্ট্রিপিং এজেন্টের উপর ভারী নির্ভরশীল, যা OSHA-এর 2024 সালের তথ্য অনুযায়ী শিল্প বিষাক্ত বর্জ্যের প্রায় 38% এর জন্য দায়ী। লেজার পরিষ্করণ প্রযুক্তির সাথে জিনিসগুলি আলাদভাবে কাজ করে। এই প্রক্রিয়াটি ফোটোথার্মাল বিক্রিয়া ব্যবহার করে অক্সাইড, মরচে দাগ এবং বিভিন্ন ধরনের কোটিং লক্ষ্য করে। চিকিত্সার পরে যা অবশিষ্ট থাকে তা হল কেবলমাত্র মানক ফিল্টারেশন সিস্টেমে আটকে পড়া ক্ষুদ্র কণা। উদাহরণ হিসাবে ধরে নিন ওহিওতে কোথাও একটি ধাতু নির্মাণ সুবিধা যেখানে তারা তাদের ছাঁচ রক্ষণাবেক্ষণের প্রয়োজনে লেজারে রূপান্তর করে প্রতি বছর দ্রাবক নিষ্পত্তির 12টি টন মাল মুক্ত হয়েছে। আর্থিক এবং পরিবেশগতভাবে সঞ্চয় উল্লেখযোগ্য ছিল।

নন-অ্যাব্রেসিভ দিয়ে শ্রমিকদের প্রতিক্ষেপ এবং পিপিই খরচ কমানো লেজার ক্লিনিং

শ্বাসযোগ্য কেলাস সিলিকা প্রকাশের কারণে স্যান্ডব্লাস্টিংয়ের জন্য NIOSH-অনুমোদিত রেসপিরেটর এবং সম্পূর্ণ সুরক্ষা পোশাকের প্রয়োজন। বন্ধ কাজের ঘর এবং সংহত ধোঁয়া নিষ্কাশনের মাধ্যমে লেজার পরিষ্করণ PPE প্রয়োজনীয়তা 60% কমায় (জার্নাল অফ পেশাগত নিরাপত্তা, 2023)। কর্মীরা রাসায়নিক অবশেষ বা ধূলো দূষণ ছাড়াই সংস্পর্শে আসা সাবস্ট্রেটগুলি পরিচালনা করতে পারে।

ক্ষেত্র অধ্যয়ন: জাহাজ নির্মাণে স্যান্ডব্লাস্টিং প্রতিস্থাপন করুন লেজার মরচা অপসারণ দিয়ে

একটি জাহাজ নির্মাণ কারখানা জাহাজের ডেক পরিষ্কারের সময় 75% কমিয়েছে যখন হালকা প্রযুক্তি গ্রহণ করা হয়েছিল ডেকের রক্ষণাবেক্ষণের জন্য। সিস্টেমটি প্রতি ঘন্টায় 3 বর্গমিটার হারে 0.8 মিমি পুরু সমুদ্রের মরচা অপসারণ করেছে এবং নিচের ইস্পাতকে ক্ষতি ছাড়াই। এটি প্রতিদিন 2,400 কেজি ব্লাস্টিং বর্জ্য এবং প্রতি মাসে বিপজ্জনক পদার্থ পরিচালনার জন্য $18k সঞ্চয় করেছে।

পৃষ্ঠ প্রস্তুতির সময় ক্ষতি ছাড়াই মূল উপকরণগুলি সংরক্ষণ

যান্ত্রিক এবং রাসায়নিক পরিষ্কারে সাধারণ সাবস্ট্রেট ক্ষয় এড়ানো

বালি নিক্ষেপ করা বা পৃষ্ঠতল পরিষ্কার করার জন্য রাসায়নিক ব্যবহার করা প্রাচীন পদ্ধতি প্রায়শই সময়ের সাথে সাথে উপকরণগুলি ক্ষতিগ্রস্ত করে। 2023 সালে সারফেস ইঞ্জিনিয়ারিং জার্নালে প্রকাশিত একটি গবেষণায় দেখা গেছে যে কিছু অ্যালুমিনিয়াম নমুনা কঠোর পরিষ্করণ প্রক্রিয়ার মধ্য দিয়ে যাওয়ার পর তাদের পুরুতা প্রায় 15% হারায়। লেজার পরিষ্করণ একটি আলাদা পদ্ধতিতে কাজ করে যেখানে শুধুমাত্র যা অপসারণ করা দরকার তাই নির্বাচন করে সরিয়ে দেওয়া হয়। লেজার মরচে দাগ এবং অক্সাইড স্তরের মতো জিনিসগুলি বাষ্পীভূত করে দেয় কিন্তু তার নিচের আসল ধাতুকে স্পর্শ করে না। এই পদ্ধতি ক্ষুদ্র ক্ষুদ্র ফাটলগুলি তৈরি হওয়া বন্ধ করে দেয় এবং ছিদ্রগুলি তৈরি হওয়া থেকে আটকায়, যা ক্ষুদ্র অংশগুলির জন্য খুবই গুরুত্বপূর্ণ। মেশিনারির মধ্যে গিয়ারবক্স বা বিদ্যুৎ কেন্দ্রগুলিতে ব্যবহৃত জটিল টারবাইন ব্লেডগুলির কথা ভাবুন যেখানে এমনকি ক্ষুদ্র ত্রুটিগুলি ভবিষ্যতে বড় সমস্যার সৃষ্টি করতে পারে।

সর্বোচ্চ উপকরণ অখণ্ডতা অর্জনের জন্য লেজার প্যারামিটারগুলি অপ্টিমাইজ করা

তিনটি প্রধান পরিবর্তনশীল সামঞ্জস্য করে স্থিতিশীল ফলাফল অর্জন করা হয়:

• পালস সময়কাল (ন্যানোসেকেন্ড বনাম পিকোসেকেন্ড) তাপ-প্রভাবিত অঞ্চলগুলি নিয়ন্ত্রণ করার জন্য
• তরঙ্গদৈর্ঘ্য দূষণ শোষণ বৈশিষ্ট্যের সাথে মেলে
• ফ্লুয়েন্স লেভেল সাবস্ট্রেট কঠোরতার সাথে সামঞ্জস্য করা হয়েছে

উদাহরণ হিসাবে, একটি 1064 nm ফাইবার লেজার টাইটানিয়াম এয়ারোস্পেস খাদ থেকে কার্বন জমাকে মিডিয়া ব্লাস্টিংয়ের তুলনায় অনেক বেশি ক্ষতি না করেই সরিয়ে দিতে পারে।

কেস স্টাডি: পৃষ্ঠের বক্রতা ছাড়াই এয়ারোস্পেস উপাদানগুলি পুনরুদ্ধার করা

এক বৃহৎ বিমান প্রস্তুতকারক প্রতিষ্ঠান দেখতে পেল যে ক্ষয়ক্ষতি মোকাবেলার জন্য লেজার পরিষ্করণ পদ্ধতি অবলম্বন করার পর তাদের ডানার স্পারের প্রায় 92% প্রত্যাখ্যান হার কমে গেছে। প্রতিষ্ঠানটি পৃষ্ঠের স্থূলতা 1.6 মাইক্রন Ra-এর নিচে রাখতে সক্ষম হয়েছিল, যা আসলে ISO 8501-3 মানের চেয়েও বেশি। এই উন্নতির ফলে প্রতি বছর প্রায় 2.8 মিলিয়ন মার্কিন ডলারের যন্ত্রাংশ বাঁচানো যেত যা অন্যথায় সরাসরি ভাঙার পিলে চলে যেত। তাপীয় চিত্রাঙ্কন থেকে দেখা গেল যে চিকিৎসার সময় তাপমাত্রা মাত্র 5 ডিগ্রি সেলসিয়াস বৃদ্ধি পায়, তাই কোনও তাপীয় ক্ষতি ছাড়াই কোমল কোম্পোজিট স্তরগুলি অক্ষত থাকে।

এই অ-অ্যাব্রেসিভ পদ্ধতি যান্ত্রিক ঘর্ষণের তুলনায় 85% কম উপকরণ অপচয় কমায় এবং অপটিমাল কোটিং আঠালোতা নিশ্চিত করে যা চরম পরিবেশগত অবস্থায় যন্ত্রাংশের জীবনকে বাড়ায়।

কার্যকরী দক্ষতা এবং স্বয়ংক্রিয় উত্পাদন পদ্ধতিতে একীভূতকরণ

লেজার পরিষ্করণ মেশিনগুলি আধুনিক উত্পাদন পরিবেশে সংহত করার সময় পরিমাপযোগ্য পরিচালন সুবিধা দেয়, বিশেষ করে কারণ শিল্প ৪.০ অটোমেশন মানের সাথে এদের সামঞ্জস্যতা।

আইএসও-অনুমোদিত পৃষ্ঠ পরিষ্কারতা অর্জনের জন্য স্থায়ী, পুনরাবৃত্তিযোগ্য ফলাফল অর্জন

স্বয়ংক্রিয় লেজার সিস্টেমগুলি মানব অপারেটরদের অনুমানের অবকাশ দেয় না কারণ সেগুলোতে যে কোনও উপাদানের ক্ষেত্রে 2 থেকে 20 জুল প্রতি বর্গ সেন্টিমিটার শক্তি স্তর এবং 5 থেকে 200 ন্যানোসেকেন্ড পালস সময় নির্ভুলভাবে প্রোগ্রাম করা যায়। গত বছর প্রকাশিত গবেষণায় দেখা গেছে যে কোম্পানিগুলো যখন লেজার অপারেশনকে OEE ট্র্যাকিং সফটওয়্যারের সঙ্গে যুক্ত করেছে, তখন প্রক্রিয়াগত অসঙ্গতিতে 22 শতাংশ হ্রাস ঘটেছে পারম্পরিক হস্তনির্মিত ঘর্ষণ পদ্ধতির তুলনায়। এই ধরনের সঙ্গতি উৎপাদন চলাকালীন নিরন্তর মান পরীক্ষা ছাড়াই উপযুক্ত পৃষ্ঠতল প্রস্তুতির ISO 8501-1 প্রয়োজনীয়তা পূরণে অনেক বেশি সহায়ক।

উচ্চ উৎপাদন ক্ষমতার জন্য উৎপাদন লাইনে লেজার পরিষ্করণ স্বয়ংক্রিয়করণ

রোবটিক একীকরণের মাধ্যমে লেজার ক্লিনিং সিস্টেমগুলি 10 মিটার²/ঘন্টা পর্যন্ত গতিতে উপাদানগুলি প্রক্রিয়া করতে পারে যখন মাইক্রন-স্তরের নির্ভুলতা বজায় রাখে। অটোমোটিভ সমবায় লাইনে অপ্রত্যাশিত বন্ধের 39% হ্রাস করে এমন প্রযুক্তিগুলির চালিত হওয়ার ফলে 2034 সালের মধ্যে ফ্যাক্টরি অটোমেশন বাজারের প্রকল্পিত পৌঁছানোর 370 বিলিয়ন মার্কিন ডলারে।

উচ্চ প্রাথমিক বিনিয়োগের পরেও দীর্ঘমেয়াদী খরচ সাশ্রয়

লেজার সিস্টেমগুলি পারম্পরিক বালি ছোড়ার সরঞ্জামগুলির তুলনায় প্রায় 20 থেকে 40 শতাংশ বেশি খরচ হয়, কিন্তু দীর্ঘমেয়াদী সঞ্চয় বিবেচনা করলে এই অতিরিক্ত খরচ বেশ কমে যায়। এখানে সবচেয়ে বড় সাশ্রয় হয় কারণ আর নিয়মিত ঘর্ষক উপকরণ বা দ্রাবক কিনতে হয় না। তদুপরি, এই সিস্টেমগুলি প্রকৃতপক্ষে 55 থেকে 70 শতাংশ পর্যন্ত শক্তি খরচ কমিয়ে দেয়। এবং রক্ষণাবেক্ষণের বিষয়টিও ভুলে যাবেন না - প্রথম পাঁচ বছরের মধ্যে কোম্পানিগুলি রক্ষণাবেক্ষণ বিল প্রায় তিন-চতুর্থাংশ কমেছে বলে জানিয়েছে, কারণ এতে যান্ত্রিক পরিধান এবং ক্ষয়ক্ষতি অনেক কম হয়। এয়ারোস্পেস প্রস্তুতকারকদের দ্বারা জীবনকাল বিশ্লেষণের মাধ্যমে এই দাবি সমর্থন করা হয়েছে, যা কেবল তাত্ত্বিক হিসাবের বাইরে বাস্তব সুবিধা দেখায়।

FAQ

লেজার পরিষ্করণে নির্বাচনমূলক অ্যাবলেশন কী?

নির্বাচনী অ্যাবলেশন হল এমন একটি প্রক্রিয়া যেখানে লেজার প্রযুক্তি ব্যবহার করে আলোর নির্দিষ্ট তরঙ্গদৈর্ঘ্য শোষিত করে কোনও পৃষ্ঠ থেকে নির্দিষ্ট উপকরণগুলি সরিয়ে ফেলা হয় অন্যান্য অংশগুলি ক্ষতিগ্রস্ত না করে।

বিমান ও অটোমোটিভ শিল্পের মতো শিল্পে লেজার পরিষ্করণের কী সুবিধা হয়?

লেজার পরিষ্করণ কোনও গুরুত্বপূর্ণ উপকরণ ক্ষতিগ্রস্ত না করে কোটিং এবং অশুদ্ধি সরাতে শ্রেষ্ঠ নিয়ন্ত্রণ প্রদান করে। এটি সঠিকতা বাড়ায়, অপচয় কমায় এবং দক্ষতা উন্নত করে, বিশেষত বিমান ও অটোমোটিভ উত্পাদনে।

বালি দিয়ে পরিষ্করণের তুলনায় লেজার পরিষ্করণের পরিবেশগত সুবিধাগুলি কী কী?

বালি দিয়ে পরিষ্করণের বিপরীতে যেখানে প্রচুর পরিমাণে ক্ষয়কারী বর্জ্য উৎপন্ন হয়, লেজার পরিষ্করণ ক্ষতিকারক বর্জ্য কমায় এবং রাসায়নিক দ্রাবকের প্রয়োজন এড়িয়ে চলে যা এটিকে আরও পরিবেশ অনুকূল করে তোলে।

দীর্ঘমেয়াদে লেজার পরিষ্করণ কি খরচ কমায়?

প্রাথমিক খরচ বেশি হওয়া সত্ত্বেও, লেজার পরিষ্করণ উপকরণ ও শক্তি খরচ কমিয়ে, রক্ষণাবেক্ষণ খরচ কমিয়ে এবং কার্যকরিতা বাড়িয়ে সময়ের সাথে অর্থ সাশ্রয় করে।