ग्लास लेजर कटिंग तकनीक का आवश्यक ज्ञान

ग्लास एक महत्वपूर्ण औद्योगिक सामग्री है जिसका उपयोग ऑटोमोटिव, निर्माण, स्वास्थ्य देखभाल, प्रदर्शन और इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योगों सहित राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था के कई क्षेत्रों में किया जाता है। इसका उपयोग छोटे ऑप्टिकल फिल्टर से लेकर लैपटॉप और टैबलेट डिस्प्ले के लिए कुछ माइक्रोन और ग्लास सब्सट्रेट से लेकर ऑटोमोटिव और निर्माण जैसे बड़े पैमाने पर विनिर्माण क्षेत्रों में उपयोग किए जाने वाले बड़े पैमाने के ग्लास पैनल तक होता है।

कांच की एक प्रमुख विशेषता इसकी कठोरता और भंगुरता है, जो प्रसंस्करण के लिए महत्वपूर्ण चुनौतियां पेश करती है। पारंपरिक कांच काटने के तरीके सीमेंटेड कार्बाइड या हीरे के औजारों पर निर्भर करते हैं, जिनका व्यापक रूप से कई अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है और इसमें दो मुख्य चरण होते हैं। सबसे पहले, हीरे की नोक या सीमेंटेड कार्बाइड पीसने वाले पहिये का उपयोग करके कांच की सतह पर एक दरार बनाई जाती है। दूसरा, दरार रेखा के साथ कांच को विभाजित करने के लिए यांत्रिक बल लगाया जाता है।

हालाँकि, लिखने और काटने की इस विधि में कई कमियाँ हैं। सामग्री हटाने से मलबा, टुकड़े और माइक्रोक्रैक उत्पन्न होते हैं, जिससे कटे हुए किनारे की ताकत कम हो जाती है और अतिरिक्त सफाई प्रक्रिया की आवश्यकता होती है। इस प्रक्रिया के कारण होने वाली गहरी दरारें आमतौर पर कांच की सतह पर लंबवत नहीं होती हैं, क्योंकि यांत्रिक बल द्वारा बनाई गई पृथक्करण रेखाएं आम तौर पर गैर-ऊर्ध्वाधर होती हैं। इसके अलावा, पतले कांच पर लगाए गए यांत्रिक बल के परिणामस्वरूप होने वाली उत्पादन हानि एक और नकारात्मक कारक है।

तनाव मुक्त ग्लास का उपयोग करके और पृथक्करण के लिए उपयोग किए जाने वाले फिक्स्चर को और अधिक अनुकूलित करके इन दोषों को कम किया जा सकता है। फिर भी, ऊर्ध्वाधर कटिंग लाइनों को प्राप्त करने और किनारे के मलबे या दरार को रोकने के बीच व्यवस्थित विरोधाभास से पूरी तरह बचना असंभव है। लेजर प्रौद्योगिकी के विकास ने इन गुणवत्ता संबंधी मुद्दों का समाधान प्रदान किया है।

लेजर स्क्रिबिंग और पृथक्करण

पारंपरिक यांत्रिक काटने के उपकरणों के विपरीत, लेजर बीम ऊर्जा कांच को गैर-संपर्क तरीके से काटती है। यह ऊर्जा वर्कपीस के विशिष्ट क्षेत्रों को पूर्वनिर्धारित तापमान तक गर्म करती है। तेजी से गर्म करने की प्रक्रिया के तुरंत बाद तेजी से ठंडा किया जाता है, जिससे कांच के अंदर ऊर्ध्वाधर तनाव क्षेत्र बनता है और इस दिशा में मलबा मुक्त, दरार मुक्त फ्रैक्चर बनता है। चूँकि फ्रैक्चर यांत्रिक बलों के बजाय गर्मी के कारण होता है, इसलिए कोई मलबा या माइक्रोक्रैक उत्पन्न नहीं होता है। परिणामस्वरूप, लेज़र से काटे गए किनारों की ताकत पारंपरिक स्क्रिबिंग और पृथक्करण विधियों द्वारा उत्पादित किनारों की तुलना में अधिक है। परिष्करण की आवश्यकता कम हो गई है या पूरी तरह समाप्त हो गई है। इसके अतिरिक्त, कांच के टुकड़ों की घटना से पूरी तरह से बचा जा सकता है।

लेज़र स्क्रिबिंग के लिए, लेज़र बीम हीटिंग और उसके बाद शीतलन की क्रिया के तहत, कांच की सतह पर लगभग 10 मिमी गहरी (कांच की मोटाई का लगभग 10%) एक रेखा लिखी जाती है। फिर कांच को निर्धारित दिशा में विभाजित किया जा सकता है। क्योंकि यह तकनीक किसी भी कांच के टुकड़े का उत्पादन नहीं करती है, कटे हुए किनारों पर सामान्य गड़गड़ाहट और कम ताकत से बचा जाता है, और बाद में पॉलिशिंग और पीसने की प्रक्रिया आवश्यक नहीं रह जाती है। इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि इस विधि से संसाधित किया गया कांच पारंपरिक तरीकों से अलग किए गए कांच की तुलना में तीन गुना अधिक टूट-फूट प्रतिरोधी होता है। 1 मिमी और 5 मिमी के बीच मोटाई वाले ग्लास के लिए, पूरी काटने की प्रक्रिया को एक ही चरण में पूरा करना संभव है, जिससे अलग करने और बाद में पॉलिशिंग, पीसने और धोने के चरणों की आवश्यकता समाप्त हो जाती है। कटे हुए किनारे की ताकत को DIN-EN 843-1 से मानकीकृत चार{10}}बिंदु झुकने वाले परीक्षण का उपयोग करके मापा जा सकता है। कांच का एक टुकड़ा दो रोलर्स पर तय किया जाता है, और आवश्यक झुकने वाला बल उत्पन्न करने के लिए कांच की ऊपरी सतह पर दो अन्य रोलर्स का उपयोग किया जाता है, जिसके तहत कांच दो भागों में विभाजित हो जाता है। पृथक्करण व्यवहार्यता पर विश्वसनीय सांख्यिकीय डेटा प्राप्त करने के लिए यह परीक्षण लगभग 100 बार दोहराया जाता है।

ज्यादातर मामलों में, बड़े पैमाने पर प्रसंस्करण के लिए लेजर स्क्राइबिंग और कटिंग पसंदीदा विकल्प हैं। उनके फायदों में उच्च प्रसंस्करण गति, उच्च परिशुद्धता और सरल पैरामीटर सेटिंग्स शामिल हैं। हालाँकि, जब कई अलग-अलग लाइनों को काटना और प्रसंस्करण समय पर्याप्त होता है, तो इसकी सूखी शीतलन विधि और कोई अतिरिक्त कटिंग चरण नहीं होने के कारण पूर्ण कटिंग अधिक आकर्षक विधि होती है। दोनों ही मामलों में उच्च गुणवत्ता वाले कट किनारों को प्राप्त किया जाता है। यह स्पष्ट है कि कांच के लिए लेजर कटिंग का उपयोग प्रसंस्करण गुणवत्ता में सुधार करते हुए समय की काफी बचत कर सकता है।

ग्लास लेजर कटिंग प्रौद्योगिकी के अनुप्रयोग

उच्च तकनीकी उत्पादों के प्रसंस्करण के लिए एक नई और परिपक्व तकनीक को बड़े पैमाने पर उत्पादन लाइनों में प्रत्यारोपित करना कोई आसान काम नहीं है। ग्राहक के दृष्टिकोण से, कार्यान्वयन से पहले, प्रौद्योगिकी एक स्वचालित, विश्वसनीय समाधान होनी चाहिए जो न केवल पूरी तरह से सिद्ध हो बल्कि आर्थिक रूप से व्यवहार्य भी हो। व्यवहार में, नवीन प्रौद्योगिकी का अनुप्रयोग केवल दो परिदृश्यों में प्रभावी होता है: जब नए उत्पादों के लॉन्च के लिए नवीन सुविधाओं को प्राप्त करने या प्रसंस्करण चरणों को कम करके उत्पादन लागत को कम करने के लिए नई उत्पादन विधियों की आवश्यकता होती है, या जब मौजूदा उत्पादन आर्थिक दबाव का सामना करता है और इसे कम करने के लिए उत्पादन विधियों में महत्वपूर्ण सुधार की आवश्यकता होती है।

फ्लैट पैनल डिस्प्ले उद्योग में, कई प्रसंस्करण लाइनों में हजारों घंटे के आवेदन सत्यापन के बाद, लेजर कटिंग तकनीक को उत्पादन लाइनों में अपनी स्थिति स्थापित करने में पांच साल लग गए। आज, इसे आम तौर पर कांच के टूटने के जोखिम वाले नए उत्पादों के उत्पादन के लिए माना जाता है, जैसे कि इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग में संचार और मोबाइल उत्पाद वाले ग्लास, या सेंसर, टचपैड, या ग्लास केसिंग जैसे नाजुक पतले ग्लास घटकों वाले अन्य उत्पाद।

प्रसंस्करण आमतौर पर जैव रासायनिक उद्योग की तरह ही साफ कमरों में किया जाता है, क्योंकि ये क्षेत्र पारंपरिक काटने या पीसने के चरणों से उत्पन्न कणों के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होते हैं। उदाहरण के लिए, डीएनए कोड (जैव रासायनिक बारकोड) से ढकी सब्सट्रेट सामग्री या लेजर द्वारा टुकड़ों में काटी गई सामग्री का उपयोग उत्पाद परीक्षण के लिए किया जाता है। लेजर कटिंग तकनीक के लिए अगला सबसे आशाजनक अनुप्रयोग उद्योग सौर ऊर्जा और ऑटोमोटिव उद्योग होंगे।

जिस तरह पिछले कुछ वर्षों में धातु प्रसंस्करण उद्योग में लेजर तकनीक विकसित हुई है, कांच प्रसंस्करण के लिए लेजर कटिंग तकनीक का विकास जारी रहेगा; पारंपरिक तरीकों की जगह, विभिन्न उत्पादों के प्रसंस्करण में इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाएगा। हालाँकि, पारंपरिक ग्लास प्रसंस्करण विधियाँ अभी भी अधिकांश ग्लास उत्पादों के प्रसंस्करण में अपनी महत्वपूर्ण स्थिति बनाए रखेंगी, आमतौर पर उन अनुप्रयोगों में जहां कटे हुए किनारों के लिए गुणवत्ता की आवश्यकताएं बहुत अधिक नहीं हैं।

लेज़र शेप कटिंग एक नवीन तकनीक है जो इलेक्ट्रॉनिक्स, ऑटोमोटिव या निर्माण उद्योगों में अपनी जगह बनाएगी। कांच की लेजर कटिंग के अलावा, कई अन्य लेजर आधारित ग्लास प्रसंस्करण विधियां आगे के विकास और परीक्षण चरण में हैं, जैसे ड्रिलिंग, चैम्फरिंग और कोटिंग हटाना। इन प्रक्रियाओं के लिए विभिन्न प्रकार के लेज़रों की आवश्यकता होती है, जैसे हरे लेज़र।