लेजर सफाई मशीनें धातु से किन प्रदूषकों को हटा सकती हैं?

कैसे लेजर क्लीनिंग मशीनें सामान्य धातु प्रदूषकों को हटाएं

प्रकाश-तापीय और प्रकाश-यांत्रिक उच्छलन: लेजर सफाई मशीनें धातु आधारभूत पदार्थ को नुकसान पहुंचाए बिना प्रदूषकों को चयनित तरीके से क्यों वाष्पित करती हैं

लेजर सफाई काम करती है क्योंकि विभिन्न सामग्रियां प्रकाश को अलग-अलग तरीके से अवशोषित करती हैं। जब मशीन अपनी तीव्र किरणें छोड़ती है, तो यह गंदगी वाली सतह पर प्रकाश को ऊष्मा में बदल देती है। उदाहरण के लिए, जंग को लें—यह सामान्य इस्पात की तुलना में लेजर ऊर्जा का लगभग 95% अधिक अवशोषण करता है, इसलिए यह इतना गर्म हो जाता है कि मूल रूप से गायब हो जाता है, जबकि नीचे की धातु ठंडी रहती है। इसका अर्थ है कि कोई गंदे रसायन पीछे नहीं छूटते और सामग्री में विकृति भी नहीं होती। एक और तकनीक भी है जिसे फोटोमैकेनिकल प्रभाव कहा जाता है। मूल रूप से, जब चीजें बहुत तेजी से गर्म होती हैं, तो वे बहुत तेजी से फैलती हैं, जिससे छोटी आघात तरंगें उत्पन्न होती हैं जो तेल की 5 माइक्रोमीटर मोटाई तक की सबसे पतली परतों को भी हटा देती हैं। चूंकि लेजर सफाई करते समय वास्तव में उस चीज को नहीं छूते जिसे वे साफ कर रहे हैं, वे लगभग सभी प्रदूषकों (99.9% तक) को हटा सकते हैं बिना धातु के व्यवहार को प्रभावित किए। परीक्षणों से पता चलता है कि यह ISO 8501-1 के अनुसार सतह की गुणवत्ता के लिए उद्योग मानकों को पूरा करता है। अध्ययन यह भी पुष्टि करते हैं कि आवश्यक ऊर्जा की मात्रा काम को पूरा करने के लिए पर्याप्त होती है बिना मूल सामग्री को नुकसान पहुंचाए।

मुख्य पैरामीटर ट्यूनिंग: लेजर सफाई मशीन के साथ अशुद्धि को हटाने के लिए आदर्श पल्स अवधि, फ्लुएंस और तरंगदैर्ध्य चयन

तीन मुख्य पैरामीटर का सटीक कैलिब्रेशन प्रभावी, सब्सट्रेट-सुरक्षित सफाई सुनिश्चित करता है:

• पल्स अवधि : नैनोसेकंड से फेम्टोसेकंड पल्स ऊष्मा प्रसार को सीमित करते हैं। पतली तांबे की चादरों के लिए, 10 नैनोसेकंड से कम पल्स ऊष्मीय तनाव को 40% तक कम कर देते हैं।
• फ्लुएंस : अशुद्धि के वाष्पीकरण दहलीज से अधिक होना चाहिए लेकिन धातु क्षति सीमा से नीचे रहना चाहिए—उदाहरण के लिए, एल्यूमीनियम (2.8 J/cm² पर क्षति आरंभ) से एपॉक्सी (1.5 J/cm² दहलीज) को हटाने के लिए ±20% सटीकता की आवश्यकता होती है।
• तरंगदैर्ध्य : नियर-इन्फ्रारेड (1064 nm) फेरस धातुओं पर आयरन ऑक्साइड्स में प्रवेश करता है; यूवी (355 nm) संवेदनशील मिश्र धातुओं पर कार्बनिक अवशेषों को लक्षित करता है।

अनुकूलित सेटिंग्स पोनेमन इंस्टीट्यूट 2023 के आंकड़ों के अनुसार पुनः कार्य में कमी के कारण प्रति वर्ष 740,000 डॉलर की परिचालन लागत बचाती हैं।

जंग, ऑक्साइड और मिल स्केल: फेरस धातुओं से उच्च-दक्षता निष्कर्षण

औद्योगिक लेजर सफाई मशीनों का उपयोग करके कार्बन स्टील से आयरन ऑक्साइड (Fe₂O₃/Fe₃O₄) और मिल स्केल हटाना

लेजर सफाई तकनीक जंग और मिल स्केल को एक ऐसी प्रक्रिया द्वारा दूर करती है जिसमें अशुद्धियाँ लेजर ऊर्जा को अवशोषित कर लेती हैं और मूल रूप से वाष्प में बदलकर गायब हो जाती हैं। इसके अच्छे परिणाम देने का कारण यह है कि कार्बन स्टील प्राकृतिक रूप से अधिक प्रकाश को परावर्तित करता है, जिसका अर्थ है कि उपचार के दौरान यह सुरक्षित रहता है। इस विधि से आधारभूत धातु को बिना अन्य तकनीकों में होने वाले परेशान करने वाले गड्ढे बनाए बचाया जाता है। उदाहरण के लिए, अपघर्षक प्रक्षेपण वास्तव में सतह में कणों को धकेलता है, जिससे प्रलेप अपने समय से कहीं अधिक जल्दी विफल हो जाते हैं। जब गर्म रोलिंग प्रक्रियाओं से बचे मोटे, क्रिस्टल जैसी चीज़—मिल स्केल के साथ काम किया जाता है, तो उच्च शक्ति वाले लेजर पल्स उसकी संरचना को सीधे तोड़ देते हैं। यह बात आश्चर्यजनक है कि यह सब कितनी तेज़ी से होता है—गंभीर ऑक्सीकरण समस्याओं का सामना करते समय भी लगभग एक वर्ग मीटर प्रति घंटा की दर से। इसके अलावा, इस प्रक्रिया में बिल्कुल भी रसायनों का उपयोग नहीं होता और बाद में साफ़ करने के लिए कोई गंदगी भी नहीं बचती।

प्री-वेल्ड सतह तैयारी: कैसे लेजर सफाई मशीनें AWS D1.1 सत्यापित द्वारा 99.7% से अधिक छिद्रता को कम करने हेतु ऑक्साइड परतों को समाप्त कर देती हैं

वेल्डिंग के लिए सतहों को तैयार करने के मामले में, लेज़र सफाई वास्तव में उत्कृष्ट प्रदर्शन करती है क्योंकि यह संलयन प्रक्रिया के दौरान गैसों को फंसाने वाले परेशान करने वाले सूक्ष्म ऑक्साइड्स को हटा देती है। AWS D1.1 मानकों के तहत किए गए परीक्षणों के अनुसार, यह विधि वेल्ड में छिद्रता (porosity) को आश्चर्यजनक रूप से 99.7% तक कम कर देती है। यह तकनीक लगभग 1064 नैनोमीटर पर आयरन ऑक्साइड अवशोषण को लक्षित करने पर सबसे अच्छा काम करती है, जिससे ऊष्मा प्रभावित क्षेत्र बनाए बिना Sa 2.5 सतह स्वच्छता प्राप्त होती है। जटिल आकृतियों और पुर्जों के लिए, स्वचालित लेज़र प्रणालियाँ प्रति मिनट आधे मीटर से लेकर दो मीटर की गति के बीच काम कर सकती हैं। इस दृष्टिकोण से वेल्डिंग से पहले ग्राइंडिंग पर सामान्य रूप से खर्च किए जाने वाले समय की लगभग 70% बचत होती है, जबकि धातु के संरचनात्मक गुणों को बरकरार रखा जाता है। इसलिए यह एयरोस्पेस जैसे उद्योगों में विशेष रूप से मूल्यवान है, जहाँ दबाव पात्रों और अन्य सुरक्षा-महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए घटकों की अखंडता पूर्णतः महत्वपूर्ण होती है।

जैविक प्रदूषक: तेल, ग्रीस और औद्योगिक कोटिंग

लेजर सफाई मशीनों के साथ हाइड्रोकार्बन, कटिंग द्रव और स्नेहक का संपर्करहित निष्कासन — कोई विलायक या अवशेष नहीं

लेजर सफाई काम करती है तेल, ग्रीस और कटिंग द्रव जैसी कार्बनिक पदार्थों को फोटोथर्मल एब्लेशन नामक प्रक्रिया द्वारा वाष्पित करके। इस प्रक्रिया में सावधानीपूर्वक समायोजित लेजर पल्स का उपयोग किया जाता है जो हाइड्रोकार्बन बंधनों को लक्षित करते हैं, जबकि धातु को ठंडा रखते हैं। इस विधि से 0.1 माइक्रोन मोटाई की परतों को पूरी तरह से हटाया जा सकता है, बिना किसी अवशेष विलायक के या नए प्रदूषकों के उत्पन्न किए। रासायनिक स्नान या उपकरणों से साफ़ करने जैसी पुरानी विधियों की तुलना में, लेजर सफाई वास्तव में ISO 8501-1 के Sa 2.5 मानक को प्राप्त करती है, जो उन उद्योगों के लिए महत्वपूर्ण है जहाँ विश्वसनीयता सबसे अधिक महत्वपूर्ण होती है, उदाहरण के लिए सेमीकंडक्टर। इसके अतिरिक्त, चूंकि खतरनाक अपशिष्ट उत्पादों के साथ काम करने की आवश्यकता नहीं होती है, इसलिए यह EPA विनियमों के लिए सभी आवश्यकताओं को पूरा करती है।

ऊष्मा-प्रभावित क्षेत्र या आधार पदार्थ के अपक्षय के बिना पेंट, एपॉक्सी और जस्ता-समृद्ध प्राइमर हटाना

कोटिंग हटाने के लिए इन्फ्रारेड लेजर का उपयोग करते समय, यह एक बार में एक-एक परत को उखाड़कर हटाता है। कार्बनिक पॉलिमर के भाग लेजर ऊर्जा को अवशोषित कर लेते हैं, जबकि नीचे की धातु अधिकांश ऊर्जा को वापस परावर्तित कर देती है। 10 नैनोसेकंड से कम अवधि वाले छोटे पल्स ऊष्मा के फैलाव को रोकते हैं, जिससे जस्तीकृत इस्पात की सतहों से जिंक युक्त प्राइमर को उनके सुरक्षात्मक गुणों को नष्ट किए बिना हटाना संभव हो जाता है। उपचार के बाद, आधार धातु ASTM E8 मानकों के अनुसार अपनी सही स्थिति में बनी रहती है, इसलिए रेत फेंकने या अन्य कठोर विधियों की तरह सूक्ष्म दरारें बनने का कोई जोखिम नहीं होता है। विशेष रूप से जहाज के हलों के लिए, यह तकनीक प्रति घंटे लगभग 10 वर्ग मीटर क्षेत्र पर कोटिंग को 97 प्रतिशत से अधिक प्रभावी ढंग से हटा सकती है। सबसे अच्छी बात यह है कि प्रक्रिया के दौरान किसी भी उपभोग्य सामग्री की आवश्यकता नहीं होती और न ही किसी भी प्रकार के अंतःस्थापित कण छोड़े जाते हैं।

मिश्र धातु-विशिष्ट चुनौतियाँ: एल्यूमीनियम, स्टेनलेस स्टील, और तांबा

पल्स फाइबर लेजर सफाई मशीनों के साथ एल्यूमीनियम और तांबे पर उच्च परावर्तकता और पतले स्वाभाविक ऑक्साइड से निपटना

एल्युमीनियम और तांबे के साथ काम करना काफी चुनौतीपूर्ण हो सकता है क्योंकि मानक लेजर तरंगदैर्ध्य पर उनकी प्राकृतिक रूप से उच्च परावर्तकता होती है, जो कभी-कभी लगभग 95% तक पहुँच जाती है, इसके अलावा उनकी सतहों पर बहुत पतली ऑक्साइड परतें बन जाती हैं। इस समस्या का समाधान आवृत्ति फाइबर लेजर से मिलता है जो तीव्र ऊर्जा के संक्षिप्त स्पंदों के माध्यम से इस समस्या का सामना करते हैं। ये छोटे स्पंद गर्मी के पदार्थ में फैलने के समय से पहले ही दूषित पदार्थों को प्रभावी ढंग से हटा देते हैं। विशेष रूप से तांबे के लिए, ये लेजर प्रणालियाँ लगभग 1064 नैनोमीटर तरंगदैर्ध्य पर सेट होने और स्पंदों के 100 नैनोसेकंड से कम समय तक रहने पर सबसे अच्छा काम करती हैं। इनकी प्रभावशीलता का कारण यह है कि वे 99% से अधिक सफलता दर के साथ सतहों को साफ करने में सक्षम होते हैं, जबकि पदार्थ स्वयं अप्रभावित रहता है। पदार्थ में कोई ध्यान देने योग्य विरूपण या ऊष्मा प्रभावित क्षेत्र नहीं बनता है, जिसका अर्थ है कि उपचार के बाद आयाम स्थिर रहते हैं और यांत्रिक गुण अप्रभावित रहते हैं।

स्टेनलेस स्टील पैसिवेशन परत प्रबंधन: ऑक्साइड निकालने और जंगरोधी प्रतिरोध के संरक्षण के बीच संतुलन बनाए रखना

स्टेनलेस स्टील की सफाई करते समय सावधानी बरतने की आवश्यकता होती है क्योंकि हमें गंदगी और मैल को हटाना होता है, लेकिन साथ ही उस क्रोमियम परत को बरकरार रखना होता है जो जंग लगने से बचाती है। औद्योगिक लेज़र यहाँ 0.8 से 1.2 जूल प्रति वर्ग सेंटीमीटर के आसपास ऊर्जा नियंत्रण के कारण काफी अच्छा काम करते हैं। ये मशीनें ऑक्सीकरण, चिकने अवशेषों और ऊष्मा के कारण उत्पन्न दिखाई देने वाले धब्बों जैसी चीजों को बिना नीचे की सुरक्षात्मक परत को नुकसान पहुँचाए दूर कर सकती हैं। कुछ अनुसंधानों में संकेत दिया गया है कि इन सुसज्जित लेज़र प्रणालियों से सतह पर लौह कणों में लगभग 90% तक कमी आती है और 98% से अधिक क्रोमियम बरकरार रहता है। ऐसा प्रदर्शन ASTM A380 द्वारा स्थापित सफाई के उद्योग मानकों को पूरा करता है और धातु की सतह पर छोटे-छोटे गड्ढों के बनने को रोकता है।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

लेज़र सफाई कैसे काम करती है?

लेजर सफाई तीव्र लेजर किरणों को ऊष्मा में परिवर्तित करके काम करती है, जो धातु के आधारभूत पदार्थ को प्रभावित किए बिना दूषित पदार्थों को वाष्पित कर देती है।

लेजर सफाई किन प्रकार के दूषकों को हटा सकती है?

लेजर सफाई जंग, मिल स्केल, ग्रीस, तेल, पेंट, एपॉक्सीज़ और अन्य कार्बनिक अवशेषों को प्रभावी ढंग से हटा सकती है।

क्या लेजर सफाई धातु के आधारभूत पदार्थ के लिए सुरक्षित है?

हाँ, लेजर सफाई धातु के आधारभूत पदार्थ के लिए सुरक्षित है क्योंकि यह उन्हें क्षति पहुँचाए बिना सटीक तकनीक का उपयोग करती है।

लेजर सफाई मशीनों के उपयोग के क्या लाभ हैं?

लेजर सफाई मशीनें संपर्करहित सफाई, संचालन लागत में कमी और पर्यावरण विनियमों के साथ अनुपालन जैसे लाभ प्रदान करती हैं।