লেজার ক্লিনিং মেশিনগুলি ধাতু থেকে কোন ধরনের দূষণ অপসারণ করতে পারে?

কিভাবে লেজার ক্লিনিং মেশিন সাধারণ ধাতব দূষণ সরান

আলো-তাপীয় এবং আলো-যান্ত্রিক ক্ষয়: কেন লেজার পরিষ্করণ মেশিন ধাতব ভিত্তির ক্ষতি না করে শুধুমাত্র দূষণ বাষ্পীভূত করে?

লেজার পরিষ্করণ কাজ করে কারণ বিভিন্ন উপাদান আলো ভিন্নভাবে শোষণ করে। যখন মেশিনটি তার তীব্র আলোকরশ্মি ছুঁড়ে দেয়, তখন এটি ধূলিমলিন ও ময়লা যেখানে জমে থাকে সেই পৃষ্ঠতলে আলোকে তাপে রূপান্তরিত করে। মরচা নিয়ে একটু ভাবুন—এটি সাধারণ ইস্পাতের তুলনায় লেজার শক্তির প্রায় 95% বেশি শোষণ করে, ফলে এটি এতটাই উত্তপ্ত হয়ে ওঠে যে প্রায় অদৃশ্য হয়ে যায়, কিন্তু তার নিচের ধাতুটি ঠাণ্ডা থাকে। এর অর্থ হল কোনও রাসায়নিক অবশিষ্ট থাকে না এবং উপাদানের কোনও বিকৃতিও ঘটে না। একটি আরও কৌশল আছে, যাকে বলা হয় আলোক-যান্ত্রিক প্রভাব। মূলত, যখন কোনো কিছু খুব দ্রুত উত্তপ্ত হয়, তখন তা খুব দ্রুত প্রসারিত হয়, যা ক্ষুদ্র ক্ষুদ্র শক তরঙ্গ তৈরি করে এবং প্রায় 5 মাইক্রোমিটার পর্যন্ত পাতলা তেলের স্তর সরিয়ে দেয়। যেহেতু লেজারগুলি পরিষ্কার করার সময় আসলে কোনো কিছুকে স্পর্শ করে না, তাই এটি ধাতুর বৈশিষ্ট্যকে নষ্ট না করেই প্রায় সমস্ত দূষণকারী পদার্থ (99.9%-এর কথা বলা হচ্ছে) সরিয়ে ফেলতে পারে। পরীক্ষায় দেখা গেছে যে এটি ISO 8501-1 অনুযায়ী পৃষ্ঠের গুণমানের শিল্পমানকে মেনে চলে। গবেষণাগুলি এও নিশ্চিত করে যে কাজটি করার জন্য প্রয়োজনীয় শক্তির পরিমাণ কেবল এতটুকু যে এটি নীচের উপাদানটিকে ক্ষতি না করেই কাজটি সম্পন্ন করে।

মূল প্যারামিটার টিউনিং: লেজার ক্লিনিং মেশিন দিয়ে আদর্শ দূষণকারী অপসারণের জন্য পালস সময়কাল, ফ্লুয়েন্স এবং তরঙ্গদৈর্ঘ্য নির্বাচন

তিনটি মূল প্যারামিটারের নির্ভুল ক্যালিব্রেশন কার্যকর, সাবস্ট্রেট-নিরাপদ পরিষ্করণ নিশ্চিত করে:

• পালস সময়কাল : ন্যানোসেকেন্ড থেকে ফেমটোসেকেন্ড পালস তাপ বিস্তার সীমিত করে। পাতলা তামার পাতের ক্ষেত্রে, 10 ns এর কম পালস তাপীয় চাপ 40% কমায়।
• ফ্লুয়েন্স : দূষণকারী বাষ্পীভবন সীমার চেয়ে বেশি হতে হবে কিন্তু ধাতুর ক্ষতির সীমার নিচে থাকতে হবে—যেমন, অ্যালুমিনিয়াম থেকে এপোক্সি অপসারণ (1.5 J/cm² সীমা) (2.8 J/cm²-এ ক্ষতির শুরু) ±20% নির্ভুলতা দাবি করে।
• তরঙ্গদৈর্ঘ্য : নিয়ার-ইনফ্রারেড (1064 nm) লৌহ ধাতুগুলিতে আয়রন অক্সাইডগুলি ভেদ করে; UV (355 nm) সংবেদনশীল খাদগুলিতে জৈব অবশিষ্টাংশগুলিকে লক্ষ্য করে।

অপটিমাইজড সেটিংস প্রতি বছর 740k ডলার অপারেশনাল খরচ কমায়, যা পনমন ইনস্টিটিউট 2023 এর খুঁজে পাওয়া তথ্য অনুযায়ী।

মরচি, অক্সাইড এবং মিল স্কেল: লৌহ ধাতু থেকে উচ্চ-দক্ষতার সাথে অপসারণ

কার্বন স্টিল থেকে আয়রন অক্সাইড (Fe₃O₄/Fe₂O₃) এবং মিল স্কেল অপসারণ করা হচ্ছে শিল্প লেজার ক্লিনিং মেশিন ব্যবহার করে

লেজার ক্লিনিং প্রযুক্তি মরচে এবং মিল স্কেল অপসারণ করে এমন একটি প্রক্রিয়ার মাধ্যমে যেখানে দূষণকারী পদার্থগুলি লেজার শক্তি শোষণ করে এবং মূলত বাষ্পে পরিণত হয়ে যায়। এটি এতটা ভালভাবে কাজ করার কারণ হল কার্বন ইস্পাত স্বাভাবিকভাবেই আলোকে বেশি প্রতিফলিত করে, যার অর্থ চিকিৎসার সময় এটি সুরক্ষিত থাকে। এই পদ্ধতিটি অন্যান্য পদ্ধতির সাথে ঘটা বিরক্তিকর গর্তগুলি না করেই মৌলিক ধাতুটিকে অক্ষত রাখে। উদাহরণস্বরূপ অ্যাব্রাসিভ ব্লাস্টিং এর কথা বলা যাক, এটি আসলে কণাগুলিকে পৃষ্ঠের মধ্যে ঠেলে দেয়, যার ফলে আবরণগুলি তাদের উচিত সময়ের চেয়ে অনেক আগেই ব্যর্থ হয়ে পড়ে। যখন গরম রোলিং প্রক্রিয়া থেকে উৎপন্ন ঘন, স্ফটিকের মতো জিনিস—মিল স্কেল নিয়ে কাজ করা হয়, তখন উচ্চ-শক্তির লেজার পালসগুলি আক্ষরিক অর্থে এর গঠনকে ভেঙে দেয়। এটি কত দ্রুত ঘটে তা অবাক করা: প্রতি ঘন্টায় প্রায় এক বর্গমিটার, এমনকি গুরুতর জারণের সমস্যার মুখোমুখি হলেও। তাছাড়া, এতে কোনও রাসায়নিক ব্যবহার হয় না এবং পরে পরিষ্কার করার মতো কোনও অবশিষ্ট ময়লাও থাকে না।

প্রি-ওয়েল্ড পৃষ্ঠতল প্রস্তুতি: লেজার ক্লিনিং মেশিন কীভাবে অক্সাইড স্তর অপসারণ করে AWS D1.1 দ্বারা যাচাইকৃত >99.7% ছিদ্রতা হ্রাস করে

যখন ওয়েল্ডিংয়ের জন্য পৃষ্ঠগুলি প্রস্তুত করার কথা আসে, ফিউশন প্রক্রিয়ার সময় গ্যাসগুলি আটকে দেওয়া সেই বিরক্তিকর অণুবীক্ষণিক অক্সাইডগুলি সরিয়ে নেওয়ার ক্ষেত্রে লেজার ক্লিনিং সত্যিই চমৎকার কাজ করে। AWS D1.1 মানদণ্ডের অধীনে করা পরীক্ষাগুলি অনুযায়ী, এই পদ্ধতিটি ওয়েল্ড পোরোসিটিকে 99.7% পর্যন্ত হ্রাস করে। প্রযুক্তিটি 1064 ন্যানোমিটারের কাছাকাছি আয়রন অক্সাইড শোষণের লক্ষ্যে থাকলে সর্বোত্তমভাবে কাজ করে, Sa 2.5 পৃষ্ঠের পরিষ্কারতা অর্জন করে এবং তাপ-প্রভাবিত অঞ্চল তৈরি করে না। জটিল আকৃতি এবং অংশগুলির জন্য, স্বয়ংক্রিয় লেজার সিস্টেমগুলি মিনিটে আধা মিটার থেকে দুই মিটার গতিতে তাদের কাজ করতে পারে। এই পদ্ধতিটি ওয়েল্ডিংয়ের আগে ঘষার জন্য সাধারণত যে সময় ব্যয় হয় তার প্রায় 70% সময় বাঁচায়, একইসাথে ধাতুর কাঠামোগত বৈশিষ্ট্যগুলি অক্ষত রাখে। এটি বিমান চলাচল শিল্পের মতো ক্ষেত্রগুলিতে বিশেষভাবে মূল্যবান যেখানে চাপ ভাণ্ডার এবং অন্যান্য নিরাপত্তা-সংক্রান্ত অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য উপাদানের অখণ্ডতা পুরোপুরি গুরুত্বপূর্ণ।

জৈব দূষক: তেল, গ্রিজ এবং শিল্প কোটিং

লেজার ক্লিনিং মেশিন ব্যবহার করে হাইড্রোকার্বন, কাটিং তরল এবং স্নানকারী তেলগুলির অ-যোগাযোগ স্থাপন — কোনও দ্রাবক বা অবশিষ্টাংশ ছাড়াই

লেজার ক্লিনিং কাজ করে অয়েল, গ্রিজ এবং কাটিং তরলের মতো জৈব পদার্থগুলিকে ফটোথার্মাল অ্যাব্লেশন নামে পরিচিত প্রক্রিয়ার মাধ্যমে বাষ্পীভূত করে। এই প্রক্রিয়াটি সাবধানে সামঞ্জস্যযুক্ত লেজার পালস ব্যবহার করে যা ধাতবের নীচের অংশটি ঠাণ্ডা রেখে হাইড্রোকার্বন বন্ডগুলির উপর নির্দিষ্টভাবে আঘাত করে। এই পদ্ধতিটি 0.1 মাইক্রন পুরুত্বের পাতলা ফিল্মগুলিও সম্পূর্ণরূপে সরিয়ে ফেলতে পারে, কোনও অবশিষ্ট দ্রাবক ছাড়াই এবং নতুন দূষণকারী পদার্থ তৈরি না করে। রাসায়নিক গোছের বাথ বা যন্ত্র দিয়ে ঘষা পদ্ধতির মতো পুরানো পদ্ধতির সাথে তুলনা করলে, লেজার ক্লিনিং আইএসও 8501-1 এর সা 2.5 স্ট্যান্ডার্ড অর্জন করে যা সেমিকন্ডাক্টরের মতো শিল্পে যেখানে নির্ভরযোগ্যতা সবচেয়ে বেশি গুরুত্বপূর্ণ সেখানে খুবই গুরুত্বপূর্ণ। এছাড়াও এটি ইপিএ নিয়মাবলীর সমস্ত শর্ত পূরণ করে কারণ এখানে কোনও বিপজ্জনক বর্জ্য পণ্য নিয়ে কাজ করার প্রয়োজন হয় না।

তাপ-প্রভাবিত অঞ্চল বা সাবস্ট্রেট ক্ষয় ছাড়াই পেইন্ট, এপোক্সি এবং দস্তা-সমৃদ্ধ প্রাইমারগুলি অপসারণ

ইনফ্রারেড লেজার ব্যবহার করে কোটিং সরানোর সময়, এটি একসময়ে একটি করে স্তর খুলে ফেলে। জৈব পলিমার অংশগুলি লেজার শক্তি শোষণ করে, যেখানে নিচের ধাতু অধিকাংশ শক্তিই প্রতিফলিত করে। 10 ন্যানোসেকেন্ডের কম সময়ের ছোট পালস তাপ ছড়ানো থেকে বাধা দেয়, যা গ্যালভানাইজড ইস্পাত পৃষ্ঠ থেকে দস্তাযুক্ত প্রাইমারগুলি সরাতে দেয় তাদের সুরক্ষামূলক গুণাবলী নষ্ট না করে। চিকিৎসার পরে, ASTM E8 মানদণ্ড অনুযায়ী ঘাত ধাতু তার সঠিক অবস্থানে থাকে, তাই বালি ছোড়া বা অন্যান্য কঠোর পদ্ধতির মতো ক্ষুদ্র ফাটল হওয়ার কোনও ঝুঁকি থাকে না। বিশেষত জাহাজের হালকের ক্ষেত্রে, এই পদ্ধতিতে প্রতি ঘন্টায় প্রায় 10 বর্গমিটার এলাকার কোটিং 97% এর বেশি কার্যকারিতায় পরিষ্কার করা যায়। সবচেয়ে ভালো কথা? প্রক্রিয়াকরণের সময় কোনও খরচযোগ্য উপকরণের প্রয়োজন হয় না এবং কোনও আবিষ্ট কণা আকারে কিছুই অবশিষ্ট থাকে না।

ধাতু-নির্দিষ্ট চ্যালেঞ্জ: অ্যালুমিনিয়াম, স্টেইনলেস স্টিল এবং তামা

পালসড ফাইবার লেজার ক্লিনিং মেশিন ব্যবহার করে অ্যালুমিনিয়াম ও তামার উচ্চ প্রতিফলনক্ষমতা এবং পাতলা প্রাকৃতিক অক্সাইড অতিক্রম করা

অ্যালুমিনিয়াম এবং তামা দিয়ে কাজ করা তাদের স্বাভাবিকভাবে উচ্চ প্রতিফলনের কারণে বেশ চ্যালেঞ্জিং হতে পারে, যা কখনও কখনও আদর্শ লেজার তরঙ্গদৈর্ঘ্যে প্রায় 95% পর্যন্ত পৌঁছায়, এবং এগুলি তাদের পৃষ্ঠে খুব পাতলা অক্সাইড স্তর তৈরি করে। সমস্যাটির সমাধান হয় পালসড ফাইবার লেজার থেকে, যা তীব্র শক্তির সংক্ষিপ্ত ঝলকের মাধ্যমে এই সমস্যার সমাধান করে। এই সংক্ষিপ্ত পালসগুলি তাপ উপাদানের মধ্যে ছড়িয়ে পড়ার আগেই দূষিত পদার্থগুলিকে কার্যকরভাবে সরিয়ে দেয়। বিশেষত তামার ক্ষেত্রে, এই লেজার সিস্টেমগুলি 1064 ন্যানোমিটার তরঙ্গদৈর্ঘ্যে সেট করা হলে এবং পালসগুলি 100 ন্যানোসেকেন্ডের কম সময় ধরে চললে সবচেয়ে ভালো কাজ করে। এদের কার্যকারিতার মূল কারণ হল এগুলি 99% এর বেশি সাফল্যের সাথে পৃষ্ঠগুলি পরিষ্কার করতে পারে যখন উপাদানটি অক্ষত থাকে। কোনো উল্লেখযোগ্য বিকৃতি বা তাপ-প্রভাবিত অঞ্চল তৈরি হয় না, যার অর্থ চিকিত্সার পরে মাত্রা স্থিতিশীল থাকে এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি অপরিবর্তিত থাকে।

স্টেইনলেস স্টিলের প্যাসিভেশন স্তর ব্যবস্থাপনা: অক্সাইড অপসারণ এবং ক্ষয় প্রতিরোধের সংরক্ষণের মধ্যে ভারসাম্য

দূষিত পদার্থ ও ধুলোময় অবস্থা দূর করার পাশাপাশি যে ক্রোমিয়াম স্তর মরিচা থেকে রক্ষা করে, তা নষ্ট না করে উঠানোর জন্য স্টেইনলেস স্টিল পরিষ্কার করতে হলে সতর্কতার প্রয়োজন। 0.8 থেকে 1.2 জুল প্রতি বর্গ সেন্টিমিটার আশেপাশে নিয়ন্ত্রিত শক্তি আউটপুটের জন্য শিল্প লেজারগুলি এখানে খুব ভালো কাজ করে। এই যন্ত্রগুলি অক্সিডেশন, তৈলাক্ত অবশিষ্টাংশ এবং ধাতব পৃষ্ঠের নিচের সুরক্ষামূলক আস্তরণকে ক্ষতি না করেই তাপের কারণে ঘটা অপ্রীতিকর রঙের দাগগুলি সরাতে পারে। কিছু গবেষণা নির্দেশ করে যে এই ভালভাবে সমন্বিত লেজার ব্যবস্থাগুলি পৃষ্ঠের লৌহ কণাগুলিকে প্রায় 90% পর্যন্ত কমিয়ে দেয়, যেখানে 98% এর বেশি ক্রোমিয়াম অক্ষত থাকে। এই ধরনের কর্মদক্ষতা ASTM A380 দ্বারা পরিষ্কারতার জন্য নির্ধারিত শিল্প মানগুলি পূরণ করে এবং ধাতুর পৃষ্ঠে সেই বিরক্তিকর ছোট ছোট গর্ত তৈরি হওয়া বন্ধ করে।

প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্নাবলী

লেজার পরিষ্কারকরণ কীভাবে কাজ করে?

লেজার ক্লিনিং তীব্র লেজার রশ্মিকে তাপে রূপান্তরিত করে যা ধাতব সাবস্ট্রেটকে না স্পর্শ করেই দূষণকারী পদার্থগুলি বাষ্পীভূত করে দেয়।

লেজার ক্লিনিং কোন ধরনের দূষণকারী পদার্থ অপসারণ করতে পারে?

লেজার ক্লিনিং কার্যকরভাবে মরচে, মিল স্কেল, গ্রিজ, তেল, রং, এপক্সি এবং অন্যান্য জৈব অবশিষ্টাংশ অপসারণ করতে পারে।

ধাতব সাবস্ট্রেটের জন্য লেজার ক্লিনিং কি নিরাপদ?

হ্যাঁ, লেজার ক্লিনিং ধাতব সাবস্ট্রেটের জন্য নিরাপদ কারণ এটি ক্ষতি না করার জন্য নির্ভুল পদ্ধতি ব্যবহার করে।

লেজার ক্লিনিং মেশিন ব্যবহারের সুবিধাগুলি কী কী?

লেজার ক্লিনিং মেশিনগুলি নন-কনট্যাক্ট ক্লিনিং, পরিচালন খরচ হ্রাস এবং পরিবেশগত নিয়মকানুনের সাথে খাপ খাওয়ানোর মতো সুবিধা প্রদান করে।