লেজার কাটিং-এ সহায়ক গ্যাস হিসেবে বাতাসের প্রয়োগ।

লেজার কাটিং-এর দৈনিক উৎপাদনে, সহায়ক গ্যাসের পছন্দ খুব কমই একটি সরল, একক উত্তরযুক্ত প্রশ্ন। অক্সিজেন দহন তাপ নির্গত করে, যা মোটা প্লেট কাটার শক্তিশালী ক্ষমতার সাথে কাটিং কর্মক্ষমতা উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করে—বিশেষত ৬ মিমি-এর বেশি পুরুত্বের মধ্যম-মোটা কার্বন স্টিলের জন্য এটি উপযুক্ত। এটি মধ্যম-থেকে নিম্ন-ক্ষমতার লেজার দ্বারা মোটা কার্বন স্টিল কাটার প্রধান প্রক্রিয়া। কাটিং গতি মাঝারি ও স্থিতিশীল, এবং এই ক্ষমতা পরিসরে নাইট্রোজেন-ভিত্তিক কাটিং-এর চেয়ে বেশি; একইসাথে তাপ-প্রভাবিত অঞ্চলগুলি নিয়ন্ত্রণযোগ্য রাখা হয়। তবে পাতলা কার্বন স্টিল প্লেট, স্টেইনলেস স্টিল, অ্যালুমিনিয়াম মিশ্র ধাতু, সরাসরি স্প্রে করা/ওয়েল্ডিং করা/ইলেক্ট্রোপ্লেটিং করা আবশ্যক কাজের টুকরো বা সূক্ষ্ম উপাদানগুলির জন্য অক্সিজেন কাটিং সুপারিশ করা হয় না।

বিশুদ্ধ নাইট্রোজেন উজ্জ্বল, রৌপ্য-সাদা ফিনিশ তৈরি করে, কিন্তু শুধুমাত্র গ্যাসের বিল দেখেই অর্থ নিয়ন্ত্রক ভয় পান। সংকুচিত বায়ু—যে গ্যাসটিকে সাধারণত একটি "গ্যাস" হিসেবে বিবেচনা করা হয় না—ধীরে ধীরে ক্রমবর্ধমান সংখ্যক শীট মেটাল শপে খরচ বাঁচানোর পছন্দের অস্ত্র হয়ে উঠছে। এর খরচ প্রায় শূন্য। সঠিকভাবে ব্যবহার করলে এটি সরাসরি লাভে রূপান্তরিত হয়; ভুলভাবে ব্যবহার করলে এটি স্ক্র্যাপ ও ডাউনটাইম আনে।

কাজের তত্ত্ব সংকুচিত বায়ু-সহায়িত কাটিং

অক্সিজেন বা নাইট্রোজেনের তুলনায় সংকুচিত বায়ুর কাটিং যুক্তি মৌলিকভাবে ভিন্ন। অক্সিজেন কাটিং লোহা-অক্সিজেন দহন বিক্রিয়া থেকে অতিরিক্ত তাপ সরবরাহের উপর নির্ভর করে। নাইট্রোজেন কাটিং হলো শুধুমাত্র ভৌত গলিত ধাতু নিষ্কাশন এবং নিষ্ক্রিয় গ্যাস দ্বারা সুরক্ষা প্রদানের সমন্বয়। সংকুচিত বায়ু, মূলত, নলিকা থেকে সুপারসোনিক গতিতে নির্গত হওয়া উচ্চ চাপের পরিষ্কার বায়ুপ্রবাহ, যা তিনটি কাজ সম্পন্ন করে: গলিত ধাতু সরিয়ে দেওয়া, কাটছেদ (kerf) ঠাণ্ডা করা এবং—যেহেতু এতে প্রায় ২১% অক্সিজেন থাকে—একটি অত্যন্ত মৃদু জারণ বিক্রিয়া সরবরাহ করে সহায়ক শক্তি হিসেবে।

এখানে একটি শারীরিক সূক্ষ্মতা রয়েছে যা সহজেই উপেক্ষা করা হয়: বাতাসের ঘনত্ব ও তাপ ধারণ ক্ষমতা শুদ্ধ নাইট্রোজেন থেকে ভিন্ন। একই চাপে, বাতাসের শীতলীকরণ প্রভাব নাইট্রোজেনের তুলনায় সামান্য দুর্বল, কারণ অক্সিজেনের উপস্থিতি গ্যাস স্ট্রিমের তাপগতীয় বৈশিষ্ট্যগুলিকে সূক্ষ্মভাবে পরিবর্তন করে। ফলস্বরূপ, বাতাস দিয়ে কাটার সময় তাপ-প্রভাবিত অঞ্চলটি সামান্য বড় হয়। তবে এর সুবিধা হলো যে, পাতলা শীটগুলির ক্ষেত্রে বাতাসের প্রবাহ যথেষ্ট শক্তিশালী হয় যাতে গলিত স্ল্যাগকে পরিষ্কারভাবে বের করা যায়, কোনো অতিরিক্ত রাসায়নিক বিক্রিয়ার প্রয়োজন হয় না।

অতএব, বাতাস দিয়ে কাটার মৌলিক প্রকৃতি হলো শুধুমাত্র ভৌতিক অপসারণ + মৃদু জারণ। এটি গতির জন্য অক্সিজেন দহনের উপর নির্ভর করে না, নাইট্রোজেনের মতো কাটার প্রান্তকে সম্পূর্ণরূপে অক্সিজেন থেকে বিচ্ছিন্নও করে না। এটি এর কার্ফ (কাটার প্রস্থ) বৈশিষ্ট্য এবং প্রয়োগের সীমাবদ্ধতাগুলি নির্ধারণ করে।

প্রযোজ্য পরিস্থিতি এবং খরচ-সংক্রান্ত বিঘ্ন

বাতাস দিয়ে কাটা কোনো একক-আকার-সব-জন্য-উপযুক্ত সমাধান নয়, কিন্তু সঠিক মূল্য পয়েন্টে, এটি কাজের বড় অংশ পরিচালনা করতে পারে।

কার্বন স্টিলকে উদাহরণ হিসাবে নিলে, বায়ু কাটিং-এর মাধ্যমে অর্জনযোগ্য সর্বোচ্চ প্লেট পুরুত্ব লেজার পাওয়ারের সঙ্গে সরাসরি সমানুপাতিক। অভিন্ন একক শর্তে (কিলোওয়াট ও মিলিমিটারে), মানগুলো প্রায় অভিন্ন: একটি ৬ কিলোওয়াট সিস্টেম ৬ মিমি সর্বোচ্চ বায়ু-কাট পুরুত্ব অর্জন করে, যেখানে একটি ২০ কিলোওয়াট সিস্টেম ২০ মিমি পর্যন্ত পৌঁছায়।

যেসব পার্টসের পরে ওয়েল্ডিং, পেইন্টিং বা স্ট্রাকচারাল কম্পোনেন্ট হিসেবে ব্যবহার করা হবে, এই অক্সাইড ফিল্মটি সেগুলোর প্রয়োজনীয়তা সম্পূর্ণরূপে পূরণ করে। যখন এর পুরুত্ব কার্বন স্টিলের সর্বোচ্চ পুরুত্বের ৫০% অতিক্রম করে, তখন অক্সি-কাটিংয়ের তুলনায় উচ্চতর গতিতে বায়ু কাটিং এখনও সম্ভব; তবে কাটিং এজের ওপর অক্সাইড স্তর ঘনীভূত হয় এবং কাটিং কনটুর বরাবর স্পষ্ট বার্স (বুর) সহজেই গঠিত হয়—প্লেটের পুরুত্ব যত বেশি, বার্সের উচ্চতা তত বেশি। ফলস্বরূপ, পাতলা কার্বন স্টিল প্লেটের ক্ষেত্রে বায়ু কাটিং গুণগত মান, দক্ষতা এবং খরচ-কার্যকারিতার ক্ষেত্রে স্পষ্ট সুবিধা প্রদান করে। অভ্যন্তরীণ সাপোর্ট, বেস ফ্রেম বা রিইনফোর্সমেন্ট রিব এর মতো মোটা প্লেটগুলোর জন্য—যেগুলোর কোনো পোস্ট-প্রসেসিং প্রয়োজন হয় না—বায়ু কাটিং সবচেয়ে অর্থনৈতিক বিকল্প।

এছাড়াও আছে স্টেইনলেস স্টিল এবং অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়। স্টেইনলেস স্টিলে বায়ু কাটিং কালো হওয়া কাটিং এজ তৈরি করে এবং শুধুমাত্র সেইসব অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উপযুক্ত যেখানে পৃষ্ঠের ফিনিশের কোনো প্রয়োজন হয় না।

বায়ুকে সহায়ক গ্যাস হিসাবে ব্যবহার করে অ্যালুমিনিয়াম মিশ্র ধাতুর লেজার কাটিং করলে নাইট্রোজেন ব্যবহারের তুলনায় কম বার এবং কম গলিত ধাতুর আসঞ্জন হয়, যদিও এটি "শূন্য বার" অর্জন করে না। প্রায়-শূন্য বার অর্জন করতে এবং জারণ রোধ করতে, নাইট্রোজেন-অক্সিজেন মিশ্রণ (অক্সিজেনের একটি ছোট অংশ নাইট্রোজেনের সঙ্গে মিশ্রিত) ব্যবহার করা সুপারিশযোগ্য; এটি বায়ু থেকে প্রাপ্ত "ন্যূনতম বার" এবং নাইট্রোজেনের "জারণমুক্ত প্রভাব"-এর মধ্যে ভারসাম্য বজায় রাখে, ফলে অত্যন্ত সূক্ষ্ম বার উৎপন্ন হয় যা সরাসরি ওয়েল্ডিংয়ের জন্য উপযুক্ত।

বায়ু দিয়ে কাটার খরচ সুবিধা অবিসংবাদিত। একটি সাধারণ উচ্চ-ক্ষমতার লেজার কাটিং সিস্টেম যখন অবিচ্ছিন্নভাবে চালিত হয়, তখন পরিশোধিত নাইট্রোজেনকে সহায়ক গ্যাস হিসাবে ব্যবহার করলে গ্যাস খরচ বেশ বেশি হয় — একটি উচ্চ-চাপের সিলিন্ডার পূর্ণ লোডে মাত্র কয়েক মিনিট স্থায়ী হতে পারে, এবং মাসিক গ্যাস ব্যয় অপারেটিং খরচের একটি উল্লেখযোগ্য অংশ গঠন করতে পারে। তরল নাইট্রোজেনে রূপান্তরিত হলে একক খরচ কমে যায়, কিন্তু তবুও যাতায়াত ও সঞ্চয়ন ক্ষতি জড়িত থাকে।

বিপরীতে, সংকুচিত বায়ুর খরচে শুধুমাত্র কম্প্রেসর চালানোর জন্য ব্যবহৃত বিদ্যুৎ এবং রক্ষণাবেক্ষণ খরচই অন্তর্ভুক্ত থাকে। উপযুক্ত ক্ষমতা সম্পন্ন (অবশ্যই বৃহত্তর নয়) স্ক্রু কম্প্রেসর নির্বাচন করলে প্রতি ঘণ্টায় বিদ্যুৎ খরচ অত্যন্ত অর্থনৈতিক থাকে।

বায়ু কাটিংয়ের গুণগত মান নির্ধারণের তিনটি গুরুত্বপূর্ণ প্যারামিটার

সংকুচিত বায়ু ব্যবহার করার সময় কারখানার ফ্লোরে সবচেয়ে বড় ভয় হলো ধীর গতি নয়, বরং অসঙ্গতি। গতকালের কাটিংগুলো ছিল নিখুঁত; আজকের কাটিংগুলো তো বার্র এবং কালো দাগে ঢাকা। মূল কারণটি কোথায়? চারটি প্যারামিটার নিয়ন্ত্রণ করা হচ্ছে না।

1. বায়ু চাপের স্থিতিশীলতা

কাটার সময়, যদি গ্যাসের চাপ ০.৫ বারের বেশি পরিবর্তিত হয়, তবে কাটার ফাঁক (kerf) এর মধ্যে তৎক্ষণাৎ স্ট্রাইয়েশন এবং আটকে থাকা ধাতব অবশিষ্টাংশ (dross) দেখা যাবে। এটি নজলের সমস্যা নয়—এটি গ্যাস সরবরাহের সমস্যা। কারখানাগুলিতে একাধিক মেশিন একসাথে পিয়ার্স করার সময় চাপ হঠাৎ কমে যাওয়া দেখা যায়। সমাধান হলো কম্প্রেসরের আউটপুট চাপকে সর্বোচ্চ মাত্রায় বাড়ানো নয়, বরং যথেষ্ট আকারের একটি বায়ু রিসিভার ট্যাঙ্ক (সাধারণত কম্প্রেসরের আউটপুটের ২০%–৩০% আকারে, m³-এ) স্থাপন করা এবং পাইপিং-এর চাপ ক্ষতি নিয়ন্ত্রণে রাখা।

2. প্রবাহ হার মিল

বায়ু দ্বারা কাটার জন্য গ্যাস খরচ নজলের ব্যাস এবং কাটার গ্যাস চাপের উপর নির্ভর করে। একটি আনুমানিক হিসাবে দেখা যায় যে, ৩.০ মিমি ব্যাসের নজল এবং ১০ বার চাপ ব্যবহার করলে প্রতি ইউনিটে গ্যাস খরচ হয় ৪০ m³/ঘন্টা; যখন তিনটি ইউনিট একসাথে কাজ করে, তখন মোট গ্যাস খরচ হয় ১২০ m³/ঘন্টা—যা সম্পূর্ণ লোডে কাজ করার ক্ষমতার সাথে সঠিকভাবে মিলে যায় PAB30 মডেল (১২০ ঘনমিটার/ঘণ্টা)। অত্যধিক সংখ্যক ছোট ক্ষমতার কম্প্রেসর ব্যবহার করে একাধিক ইউনিট সজ্জিত করলে নজলের গ্যাস সরবরাহের ক্ষমতা আসলে সীমিত হয়ে যায়, ফলে কাটিংয়ের মান নিম্নমানের হয়ে যায়।

3. শিশির বিন্দু নিয়ন্ত্রণ

এখানেই সবচেয়ে বেশি ব্যর্থতা ঘটে। কম্প্রেসর থেকে বের হওয়া সংকুচিত বায়ু গরম, আর্দ্র এবং তেলযুক্ত হয়। যদি এটি সরাসরি কাটিং হেডে প্রবেশ করে, তবে জলীয় বাষ্প সুরক্ষামূলক লেন্সের উপর ঘনীভূত হবে। লেজার বিম দ্বারা আঘাত করা হলে লেন্সটি তৎক্ষণাৎ ঝাপসা হয়ে যায় এবং পোড়ে। তাই চাপ-নির্ভর ওসাঙ্ক অবশ্যই ৩°সেলসিয়াস বা তার নীচে রাখতে হবে, আদর্শভাবে -২০°সেলসিয়াস বা তার চেয়েও নীচে। এর অর্থ হলো যে, একটি বায়ু কম্প্রেসরের পরে অবশ্যই একটি শীতলকারী শুষ্ককারক (রেফ্রিজারেটেড ড্রায়ার) এবং সূক্ষ্ম ফিল্টার সংযুক্ত করতে হবে; এবং উচ্চ-আর্দ্রতা অঞ্চলে শুষ্ককারক হিসেবে ডিসিক্যান্ট ড্রায়ার বাধ্যতামূলক। তাই চাপ-নির্ভর ওসাঙ্ক অবশ্যই ৩°সেলসিয়াস বা তার নীচে রাখতে হবে, আদর্শভাবে -২০°সেলসিয়াস বা তার চেয়েও নীচে।

এটি বায়ু কম্প্রেসরের পরে একটি শীতলকারী শুষ্ককারক (রেফ্রিজারেটেড ড্রায়ার) এবং সূক্ষ্ম ফিল্টার সংযুক্ত করার প্রয়োজন হয়; উচ্চ-আর্দ্রতা অঞ্চলে স্থিতিশীল ওসাঙ্ক স্তর বজায় রাখতে উচ্চ-প্রবাহ ক্ষমতাসম্পন্ন একটি শীতলকারী শুষ্ককারক স্থাপন করতে হবে।

4. তেলের পরিমাণ নিয়ন্ত্রণ

স্ক্রু কম্প্রেসরগুলিতে লুব্রিকেটিং অয়েল সংকোচন প্রক্রিয়ায় অংশগ্রহণ করে, ফলে নির্গত গ্যাসে ১–৫ পিপিএম পর্যন্ত তেলের পরিমাণ থাকে। উচ্চতর তেলের মাত্রা লেজার কাটিংয়ের কার্যকারিতা হ্রাস করে, লেন্স পোড়ার ঝুঁকি বৃদ্ধি করে এবং নিরাপত্তা ঝুঁকি বাড়ায়; লেজার কাটিংয়ের জন্য তেলের পরিমাণ ≤০.০১–০.০৩ মিগ্রা/মি³ (≈০.০১–০.০৩ পিপিএম) প্রয়োজন, আদর্শভাবে ≤০.০০১ পিপিএম বা সরাসরি অয়েল-ফ্রি সরঞ্জাম ব্যবহার করা হওয়া উচিত। স্ক্রু কম্প্রেসরগুলি লেজার কাটিংয়ের জন্য অর্থনৈতিক দক্ষতা ও স্থিতিশীলতা নিশ্চিত করতে, একটি চার-পর্যায়ের প্রিসিশন ফিল্ট্রেশন সিস্টেম স্থাপন করা আবশ্যিক: জল, কণিকা এবং তেলের কুয়াশা ধাপে ধাপে অপসারণের জন্য C/T/A সক্রিয় কার্বন। তেলের ইমালসিফিকেশন কমানোর জন্য চাপ শিশির বিন্দু ≤−২০°সে সহ একটি রেফ্রিজারেটেড ড্রায়ার ব্যবহার করা হবে।
প্রতিদিন ড্রেন করুন, প্রতি ৩ মাস পর ফিল্টার এলিমেন্ট প্রতিস্থাপন করুন এবং পাইপলাইনগুলি বছরে একবার পরিষ্কার করুন।
দীর্ঘমেয়াদী স্থিতিশীল (সুপারিশকৃত) তেলমুক্ত বায়ু কম্প্রেসর: তেলের পরিমাণ = ০, সমস্যার উৎসেই এটি সমাধান করে; উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন ইউনিটগুলির (৬ কিলোওয়াট বা তার বেশি) বৃহৎ পরিসরে উৎপাদনের জন্য উপযুক্ত, যেমন PAP সিরিজ রেইসোয়ার কর্তৃক নির্মিত সম্পূর্ণ তেলমুক্ত বায়ু কম্প্রেসর।

সাধারণ কাটিং ফাঁকের বৈশিষ্ট্য ও গ্রহণযোগ্যতা

বায়ু কাটিং দ্বারা উৎপাদিত কার্বন স্টিলের কাটা প্রান্তটি হালকা সোনালী-হলুদ বা হালকা বাদামি রঙের হয়। এটি স্পর্শ করলে মসৃণ অনুভূত হয়, কিন্তু কাছ থেকে পরীক্ষা করলে দেখা যায় যে এটির উপরিভাগে একটি পাতলা, ঘন অক্সাইড ফিল্ম রয়েছে। এটি শুধুমাত্র অক্সিজেন কাটিং-এর মতো খারাপ কালো স্কেল নয়, না শুধুমাত্র নাইট্রোজেন কাটিং-এর মতো উজ্জ্বল সাদা রঙেরও নয়।

এটি সরাসরি ব্যবহার করা যাবে কিনা— তা নির্ভর করে পরবর্তী প্রক্রিয়ার উপর। যদি অংশটি পাউডার কোটিং, পেইন্টিং বা ওয়েল্ডিং-এর জন্য হয়, তবে এই অক্সাইড ফিল্মটি ভালো আসঞ্জন প্রদান করে এবং ওয়েল্ডিং-এর আগে গ্রাইন্ডিং এড়ানো যায়। কিন্তু যদি গ্রাহকের ড্রয়িং-এ উল্লেখ করা থাকে "প্রকাশিত পৃষ্ঠ, কোনো পরবর্তী চিকিৎসা নয়", তবে বায়ু কাটিং ব্যবহার করা উচিত নয়— মিশ্র গ্যাস বা শুধুমাত্র নাইট্রোজেন কাটিং-এ স্যুইচ করুন। সুতরাং, বায়ু কাটিং-এর মূল্য শুধুমাত্র "দেখতে ভালো"-এর মধ্যে নয়, বরং "যথেষ্ট ভালো এবং সস্তা"-এর মধ্যে।

বায়ু কম্প্রেসর এবং পোস্ট-ট্রিটমেন্ট সিস্টেমের সমর্থনকারী যুক্তি

এই পর্যায়ে একটি গুরুত্বপূর্ণ উপসংহার আবিষ্কৃত হয়: বায়ু কাটিং শুধুমাত্র একটি বায়ু কম্প্রেসরের সাথে একটি পাইপ সংযুক্ত করা নয়; এটি একটি সম্পূর্ণ সিস্টেম। এই সিস্টেমে অবশ্যই নিম্নলিখিতগুলি অন্তর্ভুক্ত থাকতে হবে:

স্ক্রু বায়ু কম্প্রেসর → বায়ু রিসিভার ট্যাঙ্ক → রেফ্রিজারেটেড ড্রায়ার → তিন-পর্যায়ের প্রিসিশন ফিল্টার → পাইপিং → কাটিং হেড।

রেফ্রিজারেটেড ড্রায়ার এবং প্রিসিশন ফিল্ট্রেশন একটি বাধ্যতামূলক প্রয়োজন, বিকল্প নয়। এগুলি ছাড়া, তেল-জল মিশ্রণ বীম পাথে প্রবেশ করে, যা প্রথমে সুরক্ষামূলক লেন্স এবং পরে ফোকাসিং লেন্স পোড়ায়। একবার এমন মেরামতের খরচ অনেক বছর ধরে একটি ড্রায়ার ক্রয় করার জন্য যথেষ্ট হতে পারে। যদি পরিবেশগত আর্দ্রতা ধারাবাহিকভাবে ৭০% এর বেশি হয়, তবে শুধুমাত্র রেফ্রিজারেটেড ড্রায়ার দিয়ে শিশির বিন্দুকে -২০°সে পর্যন্ত নামানো সম্ভব হবে না। শিশির বিন্দুকে -৪০°সে অথবা তার চেয়েও নিচে নামানোর জন্য একটি অ্যাডসর্পশন ড্রায়ার (ডেসিক্যান্ট ড্রায়ার) যোগ করা আবশ্যিক।

সমর্থন যা Raysoar এখান থেকেই শুরু হয়: শুধুমাত্র একটি বায়ু কম্প্রেসর বিক্রয় করা নয়, বরং আপনার লেজার পাওয়ার, প্লেট উপাদান, কারখানার আর্দ্রতা এবং একসাথে চলমান মেশিনের সংখ্যা অনুযায়ী আমরা সম্পূর্ণ প্যাকেজ নির্দিষ্ট করি—কম্প্রেসর মডেল, রিসিভার ট্যাঙ্কের আয়তন, শুষ্ককরণ সমাধান এবং ফিল্ট্রেশন কনফিগারেশন—পূর্ণ প্যারামিটার টেমপ্লেট সহ। আপনি পরিকল্পনা অনুযায়ী ইনস্টল করেন, প্যারামিটারগুলি সেট করেন এবং গ্যাস সার্কিটের পরিবর্তনশীল গুলি স্থির হয়ে যায়।

এক বাক্যে সারাংশ: বায়ু কাটিং হল লেজার প্রক্রিয়াকরণে সবচেয়ে অবদায়ী খরচ বাঁচানোর প্রক্রিয়া, কিন্তু এর জন্য গ্যাস সার্কিটের পরিষ্কারতা ও স্থিতিশীলতার প্রয়োজনীয়তা নাইট্রোজেন কাটিং-এর চেয়ে কম কঠোর নয়। চাপ, প্রবাহ এবং শিশির বিন্দু, তেলের পরিমাণ— এই চারটি প্যারামিটার নিয়ন্ত্রণ করুন, তাহলে বায়ু লাভে পরিণত হয়। নিয়ন্ত্রণ হারালে বায়ু সমস্যার কারণ হয়ে দাঁড়ায়।