लेजर ड्रिलिंग क्या है? | प्रक्रिया | 4 महत्वपूर्ण अनुप्रयोग

लेजर ड्रिलिंग क्या है? | प्रक्रिया | 4 महत्वपूर्ण अनुप्रयोग

लेजर ड्रिलिंग

ड्रिलिंग क्या है?

ड्रिलिंग एक काटने विधि को संदर्भित करता है जिसका उपयोग ठोस में एक गोल क्रॉस-सेक्शन वाले छेद का उत्पादन करने के लिए किया जाता है। मानक ड्रिल बिट आमतौर पर एक रोटरी काटने का उपकरण होता है जो कठोर धातुओं से बना होता है। ड्रिल बिट का उपयोग करके मानक ड्रिलिंग तकनीक के विकल्प के रूप में, औद्योगिक मांगों के साथ सामना करने के लिए आजकल विभिन्न उन्नत पद्धति का आविष्कार किया गया है।

विषय-सूची

लेजर ड्रिलिंग क्या है?

लेजर ड्रिलिंग थ्रू-होल बनाने की विधि को संदर्भित करता है, जिसे लेजर का उपयोग करके "पर्क्यूशन ड्रिल्ड" छेद या "पॉप्ड" छेद के रूप में भी जाना जाता है। यह धातु, मिश्र धातु आदि जैसे सामग्री पर बार-बार उच्च शक्ति स्पंदित लेजर बीम को केंद्रित करके प्राप्त किया जाता है।

इस प्रक्रिया से उत्पन्न छिद्रों का व्यास 0.002 इंच या 50 माइक्रोमीटर जैसा हो सकता है। छिद्र ड्रिल किए गए छेद की परिधि के चारों ओर लेजर को घुमाकर आवश्यकता के अनुसार छिद्रों के व्यास को बढ़ाया जा सकता है। इस विधि को "ट्रेपैनिंग" कहा जाता है।

लेजर ड्रिलिंग के अनुप्रयोग क्या हैं?

  • लेज़र ड्रिलिंग एक ऐसी तकनीक है जो उच्च-पहलू-अनुपात के छेद या 10 से अधिक के गहराई-से-व्यास अनुपात वाले छेद बनाने में सक्षम है।
  • लेज़रों की मदद से ड्रिल किए गए उच्च-पहलू-अनुपात वाले छेद का उपयोग कई अलग-अलग उपयोगों के लिए किया जाता है जैसे कि एयरोस्पेस टर्बाइन-इंजन कूलिंग होल, कुछ इंजन ब्लॉकों की तेल गैलरी, मुद्रित सर्किट बोर्ड सूक्ष्म-व्यास, और लेजर संलयन घटक।
  • विमान बिजली उत्पादन और प्रणोदन के लिए टर्बाइन इंजन निर्माता अत्यधिक ड्रिलिंग के लिए लेज़रों के उपयोग को प्राथमिकता देते हैं (शीट का व्यास, आम तौर पर), शीट धातु की सतह पर बेलनाकार छेद, ढलान, और 0.3 के तापमान पर मशीनीकृत घटक 1 °। लेज़र ड्रिलिंग बहुत उथले कोणों पर भौतिक सतह पर 15 से 90 छेद प्रति सेकंड की दर से छेद पैदा कर सकती है। इसने कम शोर, बढ़ी हुई ईंधन दक्षता और कम सीओ और एनओएक्स उत्सर्जन के लिए फिल्म-कूलिंग छेद सहित नए डिजाइनों के गठन की अनुमति दी है।
  • टरबाइन इंजन में मौजूद कूलिंग होल की संख्या में लेजर उपयोग और नियंत्रण प्रौद्योगिकियों की प्रक्रिया में काफी वृद्धि हुई है। लेज़र-ड्रिल किए गए छेदों का बढ़ता उपयोग कई मानकों पर निर्भर करता है जैसे कि छेद की गुणवत्ता और ड्रिलिंग गति।
लेजर ड्रिलिंग क्या है? | प्रक्रिया | 4 महत्वपूर्ण अनुप्रयोग
एक इंजन ब्लॉक पर लेजर ड्रिल किए गए छेद। छवि स्रोत: 160SXV6 डीजल के लिए सिलेंडर ब्लॉकसीसी द्वारा एसए 3.0

लेजर ड्रिल प्रक्रिया कैसे काम करती है?

बेलनाकार छिद्रों को आमतौर पर वाष्पीकरण या दिए गए पदार्थ के वाष्पीकरण और पिघलने की प्रक्रिया द्वारा लेज़रों से भरा जाता है। यह एक केंद्रित लेजर बीम द्वारा प्रदान की गई ऊर्जा के अवशोषण के कारण होता है। सामग्री के पिघलने के लिए लगभग 25% ऊर्जा की आपूर्ति की आवश्यकता होती है जो सामग्री के बराबर मात्रा को वाष्पीकृत करने के लिए आवश्यक होती है। इस कारण से, वाष्पीकरण की प्रक्रिया पर पिघलने की प्रक्रिया को अक्सर पसंद किया जाता है।

लेजर ड्रिलिंग के लिए, पिघलने या वाष्पीकरण दोनों का उपयोग कई कारकों के आधार पर किया जा सकता है। लेजर पल्स अवधि और ऊर्जा की अवधि महत्वपूर्ण निर्धारण कारक हैं। क्यू-स्विच्ड एनडी: वाईएजी लेजर का उपयोग लेज़र ड्रिलिंग के लिए वाष्पीकरण या अपचयन को पसंद किया जाता है। जब एक फ्लैश ट्यूब ने एनडी को पंप किया: YAG लेजर का उपयोग किया जाता है, पिघलने के निष्कासन की प्रक्रिया जो सामग्री को पिघलाने के माध्यम से एक छेद बनाती है।

आम तौर पर, क्यू-स्विच्ड एनडी: वाईएजी लेजर के साथ आता है

  • कुछ माइक्रोमीटर / पल्स की सामग्री हटाने की दर,
  • कुछ दस से सैकड़ों मेगावाट / सेमी की सीमा में चोटी की शक्ति2.
  • कुछ नैनोसेकंड की सीमा में एक नाड़ी की अवधि,

दूसरी ओर, एक फ्लैशलैम्प-पंप एन डी: YAG लेजर आमतौर पर साथ आता है

  • कुछ मिलीसेकंड के सैकड़ों माइक्रोसेकंड की सीमा पर एक पल्स अवधि,
  • उप मेगावाट / सेमी की सीमा में पीक शक्ति2.
  • दस से सैकड़ों माइक्रोमीटर / पल्स की सामग्री हटाने की दर।

प्रत्येक लेजर द्वारा मशीनिंग प्रक्रियाओं के लिए पृथक्करण और पिघल निष्कासन एक साथ मौजूद हो सकते हैं। वाष्पीकरण द्वारा निर्मित गुहा के अंदर गैसीय दबाव या पुनरावृत्ति बल के तेजी से निर्माण के कारण पिघल निष्कासन होता है। पिघली हुई परत उत्पन्न होनी चाहिए और वाष्पीकरण के कारण सतह को प्रभावित करने वाले दबाव के ग्रेडिएंट सतह तनाव बल बाधाओं को पार करने के लिए काफी बड़े होने चाहिए और पिघले हुए निष्कासन के लिए छेद से पिघली हुई सामग्री को बाहर निकालना चाहिए।

ठीक और मोटे पिघल निष्कासन दोनों को एक प्रणाली द्वारा प्रदान किया जा सकता है जिसे "दोनों दुनिया के सर्वश्रेष्ठ" के रूप में जाना जाता है। महान दीवार परिभाषा और छोटे गर्मी-प्रभावित ज़ोन के साथ ठीक पिघल निष्कासन सामग्री सुविधाएँ बनाता है। जबकि, मोटे पिघल का निष्कासन बहुत अधिक गुणवत्ता के बिना सामग्री को जल्दी से हटाने में सक्षम है और इसका उपयोग पर्क्यूशन ट्रेपनिंग और ड्रिलिंग में किया जाता है।

पीक तापमान पुनरावृत्ति बल समारोह को अत्यधिक प्रभावित करता है। तरल निष्कासन के मामले में टीसीआर का मान महत्वपूर्ण तापमान के बराबर होने पर सतह तनाव और पुनरावृत्ति बल बराबर होते हैं। उदाहरण के लिए, टाइटेनियम से तरल निष्कासन तब हो सकता है जब छेद के केंद्र में तापमान 3780K से अधिक हो।

एन डी क्या हैं: YAG लेजर?

एन डी: YAG (neodymium-doped yttrium एल्यूमीनियम गार्नेट) एक क्रिस्टल लेसिंग मध्यम क्रिस्टल है जो आमतौर पर ठोस-अवस्था वाले लेजर में उपयोग किया जाता है। नियोडिमियम परमाणु एनडी (III) त्रिक रूप से आयनित होते हैं और डोपेंट के रूप में कार्य करते हैं। एनडी (III) डोपेंट आयन yttrium एल्यूमीनियम गार्नेट (YAG) क्रिस्टल संरचना में लगभग 1% yttrium आयनों की जगह लेता है। यह संभव है क्योंकि दोनों आयन आकार के मामले में तुलनीय हैं। माणिक लेजर में लाल क्रोमियम आयनों के समान, नियोडिमियम एनडी (III) आयन एनडी: वाईएजी लेजर में लेज़िंग क्रिया प्रदान करने के लिए जिम्मेदार है।

एन डी के बारे में अधिक जानने के लिए: YAG लेजर पर जाएँ https://lambdageeks.com/ndyag-laser/

लेजर ड्रिलिंग क्या है? | प्रक्रिया | 4 महत्वपूर्ण अनुप्रयोग
एन डी: YAG (neodymium-doped yttrium एल्यूमीनियम गार्नेट) लेजर। छवि स्रोत: ककुमरायपावरलिट NdYAGसीसी द्वारा 3.0

निष्कासन कैसे काम करता है?

वाष्प के दबाव का पता लगाने के बाद हाइड्रोडायनामिक समीकरणों का उपयोग करके पिघल निष्कासन और पिघल परत प्रवाह प्राप्त किया जाता है। जब वाष्प के दबाव को तरल मुक्त सतह पर आपूर्ति की जाती है, तो पिघल निष्कासन होता है। यह पिघले हुए पदार्थ को रेडियल दिशा में दूर ले जाता है। बहुत ठीक पिघल निष्कासन प्राप्त करने के लिए, पिघल प्रवाह पैटर्न विशेष रूप से छेद के किनारे पर पिघल प्रवाह के वेग को ठीक से गणना करने की आवश्यकता होती है।

पिघल-वाष्प सामने और लेजर ऊर्जा अवशोषण को प्रभावित करने वाले कारक क्या हैं?

लेजर ऊर्जा अवशोषण गुणांक मुख्य रूप से इस पर निर्भर करता है:

• प्रयुक्त लेजर की तरंग दैर्ध्य।

• लक्ष्य सामग्री का प्रकार और संरचना।

जब लेज़र की तीव्रता अधिक होती है और पल्स की अवधि कम होती है, तो पिघल-वाष्प के मोर्चे पर सामग्री के राज्य चर (अपस्फीति दर सहित) सामग्री परतों में असंतुलित परिवर्तनों का अनुभव करने के लिए देखे जाते हैं।

संचारी चक्रवर्ती के बारे में

लेजर ड्रिलिंग क्या है? | प्रक्रिया | 4 महत्वपूर्ण अनुप्रयोगमैं एक उत्सुक सीखने वाला हूं, वर्तमान में एप्लाइड ऑप्टिक्स और फोटोनिक्स के क्षेत्र में निवेश किया गया है। मैं SPIE (प्रकाशिकी और फोटोनिक्स के लिए अंतर्राष्ट्रीय समाज) और OSI (ऑप्टिकल सोसाइटी ऑफ इंडिया) का एक सक्रिय सदस्य भी हूं। मेरे लेखों का उद्देश्य गुणवत्ता विज्ञान अनुसंधान विषयों को सरल और ज्ञानवर्धक तरीके से प्रकाश में लाना है। अनादि काल से विज्ञान विकसित हो रहा है। इसलिए, मैं विकास में टैप करने और इसे पाठकों के सामने प्रस्तुत करने की पूरी कोशिश करता हूं।

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