মেটাল লেজার কাটিং মেশিন কতটা ধাতব পুরুত্ব সামলাতে পারে?

ধাতু সম্পর্কে বোঝা লেজার কাটার মেশিন পুরুত্বের ক্ষমতা

ধাতুর জন্য লেজার কাটিং মেশিনের পুরুত্ব ক্ষমতা: একটি ওভারভিউ

সবচেয়ে আধুনিক ধাতব লেজার কাটিং মেশিনগুলি প্রায় অর্ধ মিলিমিটার থেকে 40 মিমি পর্যন্ত ঘনত্বের উপকরণ নিয়ে কাজ করে, যদিও ফলাফল নির্ভর করে আমরা কোন ধরনের ধাতু নিয়ে কাজ করছি এবং লেজারটির শক্তি কতটা তার উপর। বাজারে পাওয়া 3 kW-এর মৌলিক মডেলগুলি প্রায় 12 মিমি মৃদু ইস্পাত কাটতে পারে, কিন্তু যখন আমরা 12 kW-এর বেশি শক্তি সম্পন্ন শিল্প মানের মেশিনে চলে আসি, তখন সেই সিস্টেমগুলি 35 মিমি কার্বন স্টিল কাটতে শুরু করে, যদিও তাদের গতি বেশ কমিয়ে আনতে হয়। এই বিস্তৃত ক্ষমতার কারণে, লেজার কাটিং প্রযুক্তি 1 থেকে 3 মিমি পুরুত্বের পাতলা অটোমোটিভ বডি প্যানেল থেকে শুরু করে 15 থেকে 25 মিমি পুরুত্বের ভারী মেশিনারির বড় বড় অংশ পর্যন্ত কাটার ক্ষেত্রে ব্যবহারিক হয়ে ওঠে।

সাধারণ ধাতুগুলির জন্য সর্বোচ্চ এবং সর্বনিম্ন পুরুত্বের পরিসর

তথ্যটি 2–8kW এর জন্য ফাইবার লেজার সিস্টেমগুলির শিল্প মানদণ্ড প্রতিফলিত করে

উপাদানের বৈশিষ্ট্য লেজার কাটিংয়ের কর্মক্ষমতাকে কীভাবে প্রভাবিত করে

একটি ধাতু তাপ পরিচালনা করার পদ্ধতি এবং কত উষ্ণতায় এটি গলে যায় তা কতটা দক্ষতার সঙ্গে এটি কাটা যাবে তার উপর খুব বেশি প্রভাব ফেলে। উদাহরণস্বরূপ, স্টেইনলেস স্টিলে অনেক ক্রোমিয়াম থাকে, যার অর্থ একই পুরুত্বের সাধারণ কার্বন স্টিলের তুলনায় এটি কাটার জন্য প্রায় 15 শতাংশ অতিরিক্ত শক্তির প্রয়োজন হয়। আবার অ্যালুমিনিয়ামের কথা বললে, যা এত বেশি তাপ প্রতিফলিত করে যে এটি ঠিকঠাক কাটার জন্য মেশিনগুলিকে উচ্চতর শক্তিতে চালানোর প্রয়োজন হয়। 2024 সালের সর্বশেষ প্রস্তুতকারক শিল্পের তথ্য অনুযায়ী আরও একটি আকর্ষক তথ্য পাওয়া গেছে। 8 মিলিমিটারের বেশি পুরু তামার খাদের ক্ষেত্রে, প্রস্তুতকারকদের প্রায়শই কাটার সময় তাপ ছড়িয়ে পড়ার ব্যবস্থা করার জন্য নাইট্রোজেনকে আর্গনের সঙ্গে মিশিয়ে বিশেষ গ্যাস মিশ্রণে রূপান্তর করতে হয়।

লেজার শক্তি কীভাবে সর্বোচ্চ ধাতব পুরুত্ব নির্ধারণ করে

লেজার শক্তি এবং উপাদানের পুরুত্বের মধ্যে সম্পর্ক ব্যাখ্যা করা হয়েছে

কিলোওয়াট (kW) এককে পরিমাপ করা লেজারের ক্ষমতা মূলত নির্ধারণ করে যে উপাদানে তাপ কেন্দ্রীভূত করে এটি কত ঘন ধাতু কাটতে পারবে। খুবই শক্ত উপকরণ নিয়ে কাজ করার সময়, উচ্চতর ক্ষমতার লেজারগুলি সামগ্রিকভাবে আরও ভালো কাজ করে, উৎপাদন পরিবেশে যে গতি এবং মান অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ তা বজায় রাখে। সংখ্যাগুলি লক্ষ্য করুন: 6kW মেশিনটি তার 3kW সমকক্ষের তুলনায় প্রায় 2.5 গুণ শীর্ষ শক্তি ঘনত্ব উৎপাদন করে। এর ব্যবহারিক অর্থ কী? এমন একটি শক্তিশালী সেটআপ 12mm পুরুত্বের বেশি সমস্যা ছাড়াই 25mm কার্বন স্টিল কাটতে পারে যেখানে দুর্বল সিস্টেমগুলি 12mm এর বেশি পুরুত্বে সংগ্রাম করে। অনেক দোকানই চাহিদাপূর্ণ শিল্প অ্যাপ্লিকেশন মোকাবেলার সময় কাজ আরও দ্রুত এবং কম ঝামেলায় সম্পন্ন করার জন্য এই উচ্চ ক্ষমতার ইউনিটগুলিতে রূপান্তরিত হয়েছে।

লেজার ক্ষমতা অনুযায়ী সর্বোচ্চ ধাতব পুরুত্ব (3kW, 6kW, 8kW)

উচ্চ ওয়াটেজ ঘন কাটার সময় কাটার প্রস্থকে 18–22% কমিয়ে দেয়, যা উপকরণের অপচয় হ্রাস করে।

কার্বন ইস্পাত, স্টেইনলেস ইস্পাত, অ্যালুমিনিয়াম এবং তামা ধাতুতে কাটার ক্ষমতা

• কার্বন স্টিল : লেজার কাটিংয়ের জন্য আদর্শ; 6kW সিস্টেমগুলি 25mm প্লেটগুলিতে দক্ষ গতিতে পরিষ্কার কাট অর্জন করে
• স্টেইনলেস স্টীল : এর গঠনের কারণে কার্বন স্টিলের তুলনায় 25% বেশি শক্তি ঘনত্বের প্রয়োজন
• অ্যালুমিনিয়াম : উচ্চ প্রতিফলনের কারণে 30–40% বেশি শক্তি প্রয়োজন, যা 8kW লেজার থাকা সত্ত্বেও ব্যবহারযোগ্য পুরুত্বকে 20mm-এর মধ্যে সীমিত রাখে
• কপার : 10mm এর বেশি নির্ভরযোগ্য কাট করার জন্য 15 kW+ সিস্টেমের প্রয়োজন হয়, যেখানে সহায়ক গ্যাসের অপ্টিমাইজেশন অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ

ডেটা বিশ্লেষণ: 6kW ফাইবার লেজার 25mm কার্বন স্টিল পর্যন্ত দক্ষতার সাথে কাটতে পারে

শিল্প ডেটা নিশ্চিত করে যে 6kW ফাইবার লেজারগুলি ইস্পাত নির্মাণের জন্য সর্বোত্তম দক্ষতা প্রদান করে, 25mm প্লেটগুলি প্রক্রিয়া করে 93% শক্তি দক্ষতা cO₂ লেজারের তুলনায়। 2023 সালের ইন্ডাস্ট্রিয়াল লেজার রিপোর্টে উল্লেখ করা হয়েছে, যেখানে 25mm পর্যন্ত ঘন উপকরণে কাজ করার সময় এই শক্তির শ্রেণী 8kW সিস্টেমের তুলনায় প্রতি কাটার খরচ 40% কমায়।

ফাইবার লেজার বনাম CO2 লেজার : কোনটি ঘন ধাতু নিয়ন্ত্রণে ভালো?

ধাতবের পুরুত্বের সাথে সম্পর্কিত বিম কোয়ালিটি এবং ফোকাস ডেপথ

ফাইবার লেজার দ্বারা নির্গত তরঙ্গদৈর্ঘ্য প্রায় 1.06 মাইক্রোমিটার, যা আসলে CO2 লেজারের 10.6 মাইক্রোমিটারের তুলনায় দশগুণ কম। এই পার্থক্যের কারণে, ফাইবার লেজারগুলি CO2 প্রযুক্তির সাথে দেখা 0.15 থেকে 0.20 মিলিমিটারের চেয়ে অনেক ছোট 0.01 থেকে 0.03 মিলিমিটার পরিমাপের ফোকাল স্পট তৈরি করে। এর ব্যবহারিক অর্থ কী? এটি প্রতি বর্গ সেন্টিমিটারে 100 থেকে 300 মেগাওয়াট পর্যন্ত শক্তি ঘনত্বের দিকে নিয়ে যায়। CO2 লেজারগুলি সর্বোচ্চ 5 থেকে 20 MW/cm² এ পৌঁছাতে পারে, যা এর তুলনায় অনেক কম। এই উচ্চতর ঘনত্ব ফাইবার লেজারগুলিকে ঘন ধাতব উপকরণে আরও গভীরভাবে ভেদ করার অনুমতি দেয়। আরেকটি উল্লেখযোগ্য সুবিধা হল যে 30 মিমি পুরু ইস্পাতের প্লেট নিয়ে কাজ করার সময় ফাইবার লেজারগুলি তাদের ফোকাস ±0.5 মিমির মধ্যে স্থিতিশীল রাখে। অন্যদিকে, ঐতিহ্যবাহী CO2 লেজার সিস্টেমগুলি প্রায় 15 মিমি পুরুত্বের বেশি যাওয়ার পর গ্যাস প্রবাহের কারণে বিম ডাইভারজেন্স এবং টার্বুলেন্সের সমস্যা অনুভব করা শুরু করে।

উচ্চ-পুরুত্বের অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ফাইবার লেজার CO2 লেজারগুলিকে কেন ছাড়িয়ে যায়

আধুনিক 8–12 kW ফাইবার লেজারগুলি 0.8 m/min গতিতে 30 mm কার্বন স্টিল কাটতে পারে ±0.1 mm নির্ভুলতার সাথে, যা সমতুল্য CO2 সিস্টেমগুলিকে ছাড়িয়ে যায়, যা মাত্র 0.3 m/min এবং ±0.25 mm সহনশীলতা পর্যন্ত পৌঁছায়। এই প্রভাবশালীতার তিনটি কারণ হল:

1. শক্তি স্থানান্তর দক্ষতা : ফাইবার লেজারগুলি বৈদ্যুতিক ইনপুটের 35–45% কাটার শক্তিতে রূপান্তরিত করে, যেখানে CO2 লেজারগুলির ক্ষেত্রে তা 8–12%
2. তরঙ্গদৈর্ঘ্য শোষণ : 1.06 μm বিকিরণ ইস্পাত ও অ্যালুমিনিয়ামে 60–70% শোষিত হয়, CO2 এর তুলনায় যা 5–15%
3. গ্যাসের ব্যবহার : 25 mm এর বেশি ধাতুতে ফাইবার সিস্টেমগুলি সংকীর্ণ কাট (kerf) এর কারণে 40% কম সহায়ক গ্যাস ব্যবহার করে

2024 সালের একটি তুলনামূলক অধ্যয়নে দেখা গেছে যে, দ্রুততর চক্র এবং কম গ্যাস ব্যবহারের কারণে 20 mm স্টেইনলেস স্টিলের ক্ষেত্রে CO2 এর তুলনায় 6 kW ফাইবার লেজার প্রতি টন প্রক্রিয়াকরণের খরচ $74 কমিয়েছে।

ধাতু-নির্দিষ্ট কাটার সীমা এবং চ্যালেঞ্জ

উপাদান-নির্দিষ্ট বৈশিষ্ট্যের কারণে ধাতব লেজার কাটিংয়ের কর্মক্ষমতা উল্লেখযোগ্যভাবে পরিবর্তিত হয়। শিল্প উৎপাদনে উচ্চমানের ফলাফল অর্জনের জন্য এই পার্থক্যগুলি চিনতে পারা অপরিহার্য।

কার্বন এবং স্টেইনলেস ইস্পাত: পুরুত্বের মাপকাঠি এবং কিনারা গুণমান

ফাইবার লেজারগুলি 25মিমি পর্যন্ত কার্বন স্টিল প্রক্রিয়া করতে পারে, যদিও 20মিমি এর বেশি পুরুত্বে অপটিমাইজড গ্যাস চাপ ছাড়া 35% বেশি কিনারা খারাপ হয়। নাইট্রোজেন সহায়ক গ্যাস ব্যবহার করলে স্টেইনলেস স্টিল 30মিমি পর্যন্ত পরিষ্কার, জারা-মুক্ত কিনারা বজায় রাখে—খাদ্য-গ্রেড এবং চিকিৎসা সরঞ্জাম উৎপাদনের জন্য এটি গুরুত্বপূর্ণ।

অ্যালুমিনিয়াম: প্রতিফলনের চ্যালেঞ্জ এবং ব্যবহারিক পুরুত্বের সীমা

অ্যালুমিনিয়ামের উচ্চ প্রতিফলন লেজার শক্তির শোষণকে 30–40% হ্রাস করে, যা 8kW সিস্টেম থাকা সত্ত্বেও 15মিমি এর বেশি পুরুত্বে অর্থনৈতিকভাবে প্রক্রিয়া করা কঠিন করে তোলে। তবে, 1070nm তরঙ্গদৈর্ঘ্যে কাজ করা উন্নত ফাইবার লেজারগুলি 6মিমি পাতে 1.8 মি/মিনিট কাটিং গতি অর্জন করে—CO₂ বিকল্পগুলির তুলনায় 60% দ্রুত।

তামা এবং পিতল: উচ্চ তাপ পরিবাহিতা অতিক্রম করা

5 মিমি শীটে 0.25 মিমি কার্স প্রস্থ বজায় রাখতে তামার দ্রুত তাপ বিকিরণের জন্য 6 কিলোওয়াট লেজারের প্রয়োজন হয়, যা ইস্পাতের চেয়ে 50% বেশি শক্তি ঘনত্বের প্রয়োজন। অ্যাডাপটিভ নোজেল ডিজাইন ব্যবহার করে সম্প্রতি পরীক্ষায় 4.2 মিটার/মিনিটে 8 মিমি কাট পরিষ্কারভাবে করা সম্ভব হয়েছে, যা পালসড মোডে পিতলের ভালো প্রতিক্রিয়া দেখায়।

টাইটানিয়াম: মাঝারি পুরুত্বে নির্ভুল কাটিং এবং কেস উদাহরণসহ

বিমান ও মহাকাশ উৎপাদনকারীরা সাধারণত 4 কিলোওয়াট ফাইবার লেজার যা নাইট্রোজেন-সহায়তায় কাজ করে, তা ব্যবহার করে 15 মিমি টাইটানিয়ামে ±0.1 মিমি নির্ভুলতা অর্জন করে থাকে, যা 1.5 মিটার/মিনিটে ড্রস-মুক্ত কাট তৈরি করে। 20 মিমির বেশি পুরুত্বের ক্ষেত্রে, খরচ-কার্যকারিতা বজায় রাখতে প্রায়শই হাইব্রিড লেজার-প্লাজমা সিস্টেমের প্রয়োজন হয়।

পুরুত্বের ক্ষেত্রে কাটার কার্যকারিতায় সহায়ক গ্যাস এবং কাটিং প্যারামিটারগুলির ভূমিকা

অক্সিজেন, নাইট্রোজেন এবং বাতাস: কীভাবে সহায়ক গ্যাসগুলি কাটার গভীরতা এবং গুণমানকে প্রভাবিত করে

যে সাহায্যকারী গ্যাস ব্যবহার করা হয় তাই নির্ধারণ করে কত গভীরে কাটা যাবে, কত দ্রুত কাটা হবে এবং আমরা কী ধরনের প্রান্ত পাব। কার্বন স্টিল কাটার সময় অক্সিজেন প্রক্রিয়াটিকে ত্বরান্বিত করে কারণ এটি উত্তপ্ত বহিঃস্থ বিক্রিয়া তৈরি করে, যদিও এটি পরে অতিরিক্ত কাজের প্রয়োজন হয় এমন অক্সিডাইজড প্রান্ত ফেলে যায়। নাইট্রোজেন আলাদাভাবে কাজ করে উপাদানটিকে একটি সুরক্ষিত আবরণের মতো ঢেকে রাখে, তাই এটি স্টেইনলেস স্টিল এবং অ্যালুমিনিয়ামের কাটার পর পরিষ্কার চেহারা বজায় রাখে। পাতলা ধাতব শীট নিয়ে কাজ করা ব্যক্তিদের জন্য যাদের বাজেট সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ, চাপযুক্ত বাতাস একটি ভালো পছন্দ হতে পারে যদিও এটি অন্যান্য বিকল্পগুলির মতো তীক্ষ্ণ প্রান্ত দেয় না। আর গ্যাসের বিশুদ্ধতা সম্পর্কেও ভুলে যাওয়া যাবে না। অধিকাংশ কারখানা কমপক্ষে 99.97% বিশুদ্ধ অক্সিজেন ব্যবহার করে বা কাটার মান স্থিতিশীল রাখতে 99.99% বিশুদ্ধ নাইট্রোজেন ব্যবহার করে।

গ্যাস নির্বাচনের আপস: গতি, ড্রস এবং প্রাপ্তব্য পুরুত্ব

অপারেটরদের প্রকল্পের প্রয়োজনীয়তার সাথে গ্যাসের পছন্দ মিলিয়ে নিতে হবে:

• অক্সিজেন : কার্বন ইস্পাতের ক্ষেত্রে 25–40% গতি বৃদ্ধি করে ≈10মিমি তবে পোস্ট-প্রসেসিংয়ের প্রয়োজন হয় এমন ড্রস তৈরি করে
• নাইট্রোজেন : স্টেইনলেস অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ড্রস 70% পর্যন্ত হ্রাস করে কিন্তু কম শক্তির স্তরে সর্বোচ্চ পুরুত্ব সীমিত করে
• বায়ু : 0.5–3মিমি অ্যালুমিনিয়ামে দ্রুত কাটার (6 মি/মিনিট পর্যন্ত) অনুমতি দেয় কিন্তু তাপীয় বিকৃতির ঝুঁকি থাকে

মোটা কাটার জন্য অপটিমাইজড স্মার্ট গ্যাস নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা

উন্নত ব্যবস্থাগুলি আসল সময়ে উপাদান সনাক্তকরণের ভিত্তিতে স্বয়ংক্রিয়ভাবে গ্যাসের চাপ (±0.2 বার নির্ভুলতা) এবং নোজেল কনফিগারেশন সামঞ্জস্য করে। 20–30মিমি ইস্পাতের পাতে, এই ব্যবস্থাগুলি কাটার ফাঁকের সামঞ্জস্য বজায় রাখে যখন গ্যাসের ব্যবহার 18–22% হ্রাস করে। জটিল আকৃতির সময় অপচয় রোধ করে এমন একীভূত মনিটরিং ব্যবস্থা।

পুরুত্বের মধ্যে কাটার গতি, নির্ভুলতা এবং শক্তি স্থিতিশীলতা ভারসাম্য

ঘন উপকরণ নিয়ে কাজ করার সময়, অপারেটরদের গতি বেশ কিছুটা কমিয়ে আনতে হয়। উদাহরণস্বরূপ, 25 মিমি ইস্পাত কাটার জন্য সাধারণত 0.8 থেকে 1.2 মিটার প্রতি মিনিট গতির প্রয়োজন হয়, যখন 20 থেকে 25 বার চাপে নাইট্রোজেন ব্যবহার করা হয়। অন্যদিকে, 1 থেকে 3 মিমি পুরুত্বের পাতগুলি 8 থেকে 12 মিটার প্রতি মিনিট গতিতে কাটা হয় ভালোভাবে, এবং অক্সিজেনের চাপ 8 থেকে 12 বারের মধ্যে সেট করা হয়। নোজেল এবং উপকরণের পৃষ্ঠের মধ্যে দূরত্ব ঠিক রাখাও গুরুত্বপূর্ণ। 0.5 থেকে 1.2 মিমি-এর মধ্যে রাখলে অবাঞ্ছিত টার্বুলেন্স রোধ হয় এবং দামি অপটিক্সগুলি নিরাপদ থাকে, যা ±0.1 মিমি শক্ত টলারেন্স বজায় রাখার জন্য একান্ত প্রয়োজনীয়। বিভিন্ন প্যারামিটারের ফলাফলের উপর প্রভাব নিয়ে কিছু সদ্য পরিচালিত গবেষণায় একটি আকর্ষক তথ্য পাওয়া গেছে: কিছু নির্দিষ্ট সেটিংস পরিবর্তন করে দোকানগুলি আসলে গ্যাস খরচ প্রায় 30% কমাতে পারে, এমনকি তখনও যখন উচ্চ মানের কাটিং করা হয় যা নির্দিষ্টকৃত মানদণ্ড পূরণ করে।

সাধারণ জিজ্ঞাসা

3 কিলোওয়াট লেজার দিয়ে কত পুরুত্ব পর্যন্ত কাটা যাবে?

একটি 3kW লেজার সাধারণত প্রায় 12mm কার্বন স্টিল কাটতে পারে, তবে বিভিন্ন উপকরণের ক্ষেত্রে এটি ভিন্ন হতে পারে।

স্টেইনলেস স্টিল কাটার জন্য অক্সিজেনের চেয়ে নাইট্রোজেন কেন পছন্দ করা হয়?

স্টেইনলেস স্টিলের কিনারাগুলিকে পরিষ্কার এবং জারা-মুক্ত রাখতে নাইট্রোজেন সাহায্য করে, যা খাদ্য-গ্রেড এবং চিকিৎসা সরঞ্জামের মতো অ্যাপ্লিকেশনের জন্য অপরিহার্য।

উপকরণের বৈশিষ্ট্যগুলি লেজার কাটিং কর্মক্ষমতাকে কীভাবে প্রভাবিত করে?

তাপ পরিচালনা করার ক্ষমতা এবং গলনাঙ্ক ধাতুর কাটিং প্রক্রিয়ার দক্ষতাকে প্রভাবিত করতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, অ্যালুমিনিয়ামের উচ্চ প্রতিফলনের কারণে এটি আরও বেশি লেজার শক্তির প্রয়োজন হয়, অন্যদিকে তামা দ্রুত তাপ ছড়িয়ে দেয়, যার ফলে কার্যকর কাটিংয়ের জন্য উচ্চতর শক্তির প্রয়োজন হয়।

মোটা ধাতুর জন্য ফাইবার লেজার CO2 লেজারের চেয়ে কেন ভালো করে?

ফাইবার লেজারের শক্তি স্থানান্তরের ক্ষেত্রে আরও বেশি দক্ষতা, উচ্চতর তরঙ্গদৈর্ঘ্য শোষণ এবং গ্যাস খরচ কম হয়, যা মোটা ধাতু কাটার জন্য আরও কার্যকর করে তোলে।

লেজার কাটিংয়ে সহায়ক গ্যাসগুলির কী ভূমিকা?

অক্সিজেন এবং নাইট্রোজেনের মতো সহায়ক গ্যাসগুলি কাটার গতি, গভীরতা এবং প্রান্তের গুণমানকে প্রভাবিত করে। কার্বন ইস্পাত কাটার গতি বাড়াতে অক্সিজেন সাহায্য করে কিন্তু প্রান্তগুলিকে জারিত করতে পারে, যেখানে স্টেইনলেস স্টিল এবং অ্যালুমিনিয়ামে নাইট্রোজেন পরিষ্কার কাট প্রদান করে।