क्या नाइट्रोजन जनरेटर लेजर काटने की गति को अप्रत्यक्ष रूप से बेहतर बना सकते हैं?

लेजर काटने की गुणवत्ता और दक्षता में नाइट्रोजन की भूमिका

लेजर काटने का सिद्धांत क्या है?

लेजर काटने का सिद्धांत विभिन्न सामग्रियों को काटने के लिए उच्च-तीव्रता, समन्वित लेजर बीम के उपयोग पर केंद्रित है। यहां विस्तृत विवरण दिया गया है:

एक लेजर जनरेटर प्रकाश की एक सघन बीम उत्पन्न करता है, जिसे अत्यधिक उच्च ऊर्जा घनत्व प्राप्त करने के लिए प्रवर्धित किया जाता है। फिर इस बीम को दर्पणों या लेंस की एक श्रृंखला के माध्यम से निर्देशित किया जाता है, जिससे इसे लक्ष्य सामग्री की सतह पर अत्यंत छोटे बिंदु-अक्सर केवल कुछ माइक्रोमीटर व्यास में केंद्रित किया जा सके।

जब केंद्रित लेजर बीम सामग्री से टकराती है, तो इसकी तीव्र ऊर्जा को अवशोषित कर लिया जाता है, संपर्क बिंदु पर सामग्री को अत्यधिक उच्च तापमान तक तेजी से गर्म कर देती है (अक्सर हजारों डिग्री सेल्सियस से अधिक)। यह तीव्र ऊष्मा सामग्री को पिघलने, वाष्पीकरण, या यहां तक कि दहन जैसी प्रक्रियाओं से गुजरने के लिए मजबूर करती है, यह निर्भर करता है कि सामग्री का प्रकार (उदाहरण के लिए, धातु, प्लास्टिक, लकड़ी) और लेजर के मापदंडों (शक्ति, तरंग दैर्ध्य) पर क्या प्रभाव पड़ता है।

एक साफ कट लाइन प्राप्त करने के लिए, लेजर बीम के साथ-साथ एक गैस जेट (जैसे ऑक्सीजन, नाइट्रोजन या संपीड़ित वायु) को अक्सर निर्देशित किया जाता है। यह गैस कई उद्देश्यों की सेवा करती है: यह कट क्षेत्र से पिघली हुई या वाष्पित सामग्री को उड़ा देती है, जिससे उसके कार्यक्षेत्र में फिर से चिपकने से रोकती है; कुछ मामलों में (जैसे ऑक्सीजन के साथ धातुओं की कटाई), यह सामग्री के साथ प्रतिक्रिया भी कर सकती है जिससे दहन प्रक्रिया में वृद्धि होती है और कटाई दक्षता बढ़ जाती है।

लेजर बीम और कार्य-वस्तु (वर्कपीस) को कंप्यूटर न्यूमेरिकल कंट्रोल (सीएनसी) सिस्टम द्वारा नियंत्रित एक सटीक पथ के साथ एक दूसरे के सापेक्ष चलाया जाता है (या तो बीम, कार्य-वस्तु, या दोनों को चलाकर)। इससे अत्यधिक सटीक, जटिल कटिंग संभव होती है, जिसमें न्यूनतम सामग्री अपशिष्ट उत्पन्न होता है, क्योंकि संकीर्ण लेजर बीम बहुत कम कर्फ चौड़ाई (कट की चौड़ाई) बनाता है।

सारांश में, लेजर कटिंग लक्षित गर्मी और सामग्री को हटाकर सामग्री को अलग करने के लिए लेजर की केंद्रित ऊष्मीय ऊर्जा के साथ सटीक गति नियंत्रण को जोड़ती है।

लेजर कटिंग के दौरान ऑक्सीकरण को रोकने में नाइट्रोजन गैस कैसे मदद करती है

नाइट्रोजन की निष्क्रिय प्रकृति कटिंग क्षेत्र से ऑक्सीजन को बाहर निकालने में मदद करती है, जो ऑक्सीकरण को रोकती है जिसके कारण रंग बदलने की समस्याएं होती हैं और वास्तव में सामग्री की संरचनात्मक ताकत कम हो जाती है। स्टेनलेस स्टील विशेष रूप से संवेदनशील होता है क्योंकि लेजर कटिंग परिचालन के दौरान ऑक्सीजन की उपस्थिति में ये खुरदरे, अनियमित किनारे बनाने लगते हैं।

सहायक गैस की शुद्धता और इसका कटिंग सटीकता और गति पर प्रभाव

लेजर के प्रदर्शन के लिहाज से नाइट्रोजन की शुद्धता का स्तर बहुत मायने रखता है। लेजर कटिंग के सिद्धांत के आधार पर, कटिंग प्रक्रिया के दौरान विभिन्न सामग्रियों को सहायक गैस शुद्धता की अलग-अलग आवश्यकता होती है। स्टेनलेस स्टील के लिए 99.99% नाइट्रोजन की आवश्यकता होती है ताकि चमकीली कटिंग सतह सुनिश्चित की जा सके। कार्बन स्टील और एल्यूमीनियम मिश्र धातु के लिए, सामग्री के गुणों के कारण कम शुद्धता वाले नाइट्रोजन की आवश्यकता होती है। सहायक गैस में नाइट्रोजन की शुद्धता को समायोजित करके, इस तरह की धातु सामग्री को आदर्श गति और उत्कृष्ट कटिंग सतह के साथ काटा जा सकता है। स्टेनलेस स्टील के लिए, लगभग 99.9% या उससे अधिक के आसपास उच्च शुद्धता वाले नाइट्रोजन की प्राप्ति सभी अंतर को बनाती है। यह सटीक कर्फ चौड़ाई के लिए आवश्यक स्थिर बीम पथ बनाने में मदद करता है, साथ ही बाद में अतिरिक्त समापन कार्य की आवश्यकता को कम करता है। हालांकि, कम शुद्धता वाली नाइट्रोजन सहायक गैस कार्बन स्टील या गैल्वेनाइज्ड प्लेट्स और एल्यूमीनियम मिश्र धातु को काटने के दौरान तेज गति से काटने और बर्र मुक्त कटिंग में मदद करती है।

स्टेनलेस स्टील और एल्युमीनियम के लिए उच्च-दाब नाइट्रोजन क्यों आवश्यक है

स्टेनलेस स्टील और एल्युमीनियम की कटिंग के लिए आमतौर पर कटिंग क्षेत्र से पिघली हुई सामग्री को बाहर निकालने के लिए 16 से 20 बार नाइट्रोजन दबाव की आवश्यकता होती है। जब दबाव इस सीमा से नीचे गिर जाता है, तो अक्सर अवशेष बच जाते हैं जो अत्यधिक गर्मी संचय और ठंडा होने के दौरान भागों के विकृत होने जैसी समस्याओं का कारण बन सकते हैं। उद्योग ने पाया है कि 5 मिमी मोटी एल्युमीनियम शीट के साथ काम करते समय नाइट्रोजन दबाव में वृद्धि करने से कटिंग किनारे लगभग 40% सीधे हो जाते हैं, जो निर्माण सुविधाओं में चलाए गए परीक्षणों के अनुसार होता है। यह विमानों और कारों में उपयोग किए जाने वाले भागों के लिए बहुत महत्वपूर्ण है, जहां भी थोड़ा भी विचलन मायने रखता है - विनिर्देशों में अक्सर 0.1 मिमी या उससे बेहतर सटीक माप की आवश्यकता होती है।

ऑन-डिमांड जनरेटर के साथ निर्बाध नाइट्रोजन आपूर्ति सुनिश्चित करना

नाइट्रोजन जनरेटर उच्च-शुद्धता वाली गैस का स्थान पर उत्पादन कैसे करते हैं

आधुनिक नाइट्रोजन जनरेटर संपीड़ित वायु से नाइट्रोजन निकालने के लिए प्रेशर स्विंग अध्सोर्प्शन (पीएसए) या मेम्ब्रेन सेपरेशन तकनीकों का उपयोग करते हैं, जिससे शुद्धता का स्तर 99.99% तक पहुंच जाता है, जो अधिकांश लेजर कटिंग अनुप्रयोगों की आवश्यकताओं से अधिक होता है। ये सिस्टम वास्तविक समय में मांग के आधार पर स्वचालित रूप से आउटपुट समायोजित करते हैं, मैनुअल हस्तक्षेप के बिना आवश्यक गैस गुणवत्ता बनाए रखते हैं। रेज़ोर ने विभिन्न ग्राहकों द्वारा अलग-अलग कटिंग अनुप्रयोगों की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए पीएसए नाइट्रोजन जनरेटर की विभिन्न श्रृंखलाओं का विकास किया है।

सिलेंडर परिवर्तन और डिलीवरी देरी से होने वाले डाउनटाइम को समाप्त करना

नाइट्रोजन प्राप्त करने के पुराने तरीके मुख्य रूप से अधिकांश पौधों के लिए सिरदर्द पैदा करते हैं। सिलेंडर सिस्टम के साथ रहने वाली सुविधाओं को प्रत्येक महीने लगभग 12 से 18 घंटे टैंक बदलने और डिलीवरी के समन्वय की परेशानी से निपटने में बर्बाद करने पड़ते हैं। स्थान पर नाइट्रोजन उत्पन्न करने से सभी बाधाओं से छुटकारा मिल जाता है क्योंकि जब भी आवश्यकता होती है, तब लगभग असीमित आपूर्ति होती है। चमकीली धातुओं, जैसे एल्यूमीनियम के साथ काम करते समय यह अंतर बहुत मायने रखता है। किसी भी व्यक्ति ने लेजर काटने की कोशिश की है, वह जानता है कि अस्थिर गैस प्रवाह पूरे प्रक्रिया को गड़बड़ाता है। इसीलिए अभी हाल में बहुत सी दुकानों ने सटीक भाग बनाने के लिए स्थान पर जनरेटरों में स्थानांतरित कर दिया है।

ग्राहक केस स्टडी: प्रतिदिन €200 की बचत

उत्तरी यूरोप में स्थित एक फर्नीचर निर्माता ने रेज़ोर से बीसीपी श्रृंखला की नाइट्रोजन उत्पादन प्रणाली खरीदी।

लेज़र काटने वाली मशीन: 4 किलोवाट सपाट काटना 1 इकाई / 3 किलोवाट ट्यूब काटना 1 इकाई

काटने वाली सामग्री: स्टेनलेस स्टील/कार्बन स्टील/एल्यूमीनियम मिश्र धातु

सामग्री की मोटाई:1.5मिमी/3मिमी

परिवहन सहित सिलेंडर गैस की लागत: यूरो350/पैक(8पीस) x 2पैक/सप्ताह x45सप्ताह = यूरो 31500/वर्ष

रेसोर के ऑन-साइट नाइट्रोजन जनरेटर बीसीपी40 में निवेश करके, ग्राहक को 12 महीने के भीतर आरओआई प्राप्त होगा।

सिलेंडर गैस की तुलना में, ऑन-साइट नाइट्रोजन जनरेटर केवल बिजली की खपत करता है, जिसकी लागत लगभग यूरो0.06/किलोवाट-घंटा, यूरो 15/दिन, यूरो3348/वर्ष है। इसके अतिरिक्त, गैस सिलेंडर को बदलने के लिए श्रमिकों की श्रम लागत नाइट्रोजन जनरेटर की रखरखाव लागत की भरपाई करने के लिए पर्याप्त है, और यहां तक कि उन्हें पार भी कर सकती है।

कैसे प्रक्रिया निरंतरता प्रभावी लेजर काटने की गति में वृद्धि करती है

स्थिर गैस दबाव और प्रवाह निरंतर काटने के प्रदर्शन के लिए

नाइट्रोजन जनरेटर लेजर कटिंग के दौरान लगभग 2% के भीतर गैस के दबाव को स्थिर रखते हैं, जिससे खराब कट या गंदे ड्रॉस निर्माण का कारण बनने वाले परेशान करने वाले उतार-चढ़ाव दूर हो जाते हैं। इस तरह के स्थिर दबाव के साथ, ऑपरेटर अधिकतम कटिंग गति पर काम कर सकते हैं बिना इसे हाथ से लगातार समायोजित करने की आवश्यकता के। यह विशेष रूप से महत्वपूर्ण है स्टेनलेस स्टील और एल्यूमीनियम जैसी सामग्रियों के लिए, जहां गैस के प्रवाह में छोटे से छोटे परिवर्तन का बड़ा अंतर पड़ सकता है। हम बात कर रहे हैं कि गैस के स्थिर नहीं रहने पर कर्फ चौड़ाई में 15% तक की वृद्धि हो सकती है, जैसा कि पिछले साल जारी फैब्रिकेशन एफिशिएंसी रिपोर्ट में दिया गया है। इसलिए नाइट्रोजन की आपूर्ति पर उस सख्त नियंत्रण को बनाए रखना केवल अच्छे लेकिन गुणवत्ता वाले काम के लिए आवश्यक है।

कम रुकावटें बढ़ी हुई कुल उपकरण उपयोगिता

ऑन-साइट नाइट्रोजन उत्पादन का उपयोग करने वाले लेजर सिस्टम सिलेंडर आधारित सिस्टम की तुलना में 92% संचालन अपटाइम प्राप्त करते हैं, जो सिलेंडर आधारित सिस्टम में केवल 76% होता है। यह 16% अंतर गैस परिवर्तन और डिलीवरी की प्रतीक्षा समय को समाप्त करने से उत्पन्न होता है, जो अन्यथा उच्च-मात्रा वाली दुकानों में प्रतिदिन 6-8 बार काम रोकने का कारण बनता है।

उच्चतर काट गुणवत्ता से पुनः कार्य और द्वितीयक संचालन को कम किया जाता है

12 महीने के अध्ययन के अनुसार, 47 धातु निर्माण सुविधाओं में 99.95% से अधिक निरंतर नाइट्रोजन शुद्धता ऑक्सीकरण से संबंधित दोषों को 40% तक कम कर देती है। इसका सीधा अर्थ है कि डिग्रेसिंग और पॉलिशिंग श्रम में 29% की कमी होती है, जो अन्यथा अस्थिर गैस आपूर्ति से प्राप्त कटिंग गति के लाभ को समाप्त कर देती है।

नाइट्रोजन जनरेटर बनाम पारंपरिक गैस आपूर्ति: लागत, विश्वसनीयता और स्केलेबिलिटी

ऑन-साइट उत्पादन की तुलना तरल नाइट्रोजन और सिलेंडरों से करें

लेजर कटिंग शॉप्स के लिए नाइट्रोजन जनरेटर्स में परिवर्तन से लगातार होने वाली लागत में कमी लाई जा सकती है, क्योंकि अब गैस खरीदने और भंडारण करने की आवश्यकता नहीं रहती। तरल नाइट्रोजन टैंक और सिलेंडर के साथ पारंपरिक सेटअप में लगातार भराई की आवश्यकता होती है, जिसकी लागत सामान्यतः उपयोग में लिए गए प्रति 100 घन फुट में 1.50 डॉलर से 4 डॉलर के बीच होती है। लेकिन जब कंपनियां अपने स्वयं के स्थान पर जनरेशन सिस्टम स्थापित करती हैं, तो आमतौर पर उत्पादन लागत 9 से 24 महीनों के भीतर प्रारंभिक निवेश के भुगतान के बाद प्रति 100 घन फुट में 30 सेंट से भी कम हो जाती है। धन बचत के अलावा, ये सिस्टम महत्वपूर्ण समय पर सिलेंडर खत्म होने से होने वाली परेशानियों को भी खत्म कर देते हैं। बाहरी आपूर्तिकर्ताओं पर निर्भर रहने वाले कई निर्माता साल में लगभग 12 से 18 घंटे सिर्फ डिलीवरी का इंतजार करने में खो देते हैं, यह उद्योग रिपोर्टों में दिखाया गया है। प्रतिस्पर्धी रहने के लिए दुकानों के लिए, अप्रत्याशित डाउनटाइम से बचना समय सीमा पूरी करने और ग्राहकों को खुश रखने में अहम भूमिका निभाता है।

आंतरिक नाइट्रोजन आपूर्ति के पर्यावरणीय एवं संचालन लाभ

स्थान पर नाइट्रोजन उत्पन्न करने से कार्बन फुटप्रिंट में लगभग 30 प्रतिशत की कमी आ सकती है, क्योंकि इससे गैस सिलेंडरों के परिवहन या शहर भर में तरल नाइट्रोजन की आपूर्ति की आवश्यकता समाप्त हो जाती है। कार्यस्थल की सुरक्षा में भी सुधार होता है, कई हालिया अध्ययनों के अनुसार जब उद्यमों ने जनरेटर सिस्टम पर स्विच किया, तो गैस संसाधन से संबंधित दुर्घटनाओं में लगभग 65% की कमी आई। शुद्धता स्तर अधिकांश समय 99.95% से ऊपर बना रहता है, जिसके कारण प्रसंस्करण के दौरान सामग्री का ऑक्सीकरण कम होता है। यह विमानन निर्माण जैसे उद्योगों में बहुत महत्वपूर्ण है, जहां यहां तक कि सूक्ष्म अशुद्धियां भी घटकों को खराब कर सकती हैं, और इसी तरह चिकित्सा उपकरण बनाने में भी यह बहुत महत्वपूर्ण है, जिनके निर्माण में पूर्णतः सटीकता की आवश्यकता होती है।

लेजर कटिंग और फैब्रिकेशन की बढ़ती मांग के लिए स्केलेबिलिटी

मॉड्यूलर नाइट्रोजन जनरेटर परिवर्तित उत्पादन आवश्यकताओं को काफी हद तक संभाल सकते हैं, संयंत्रों को अपने उत्पादन में लगभग 40 से लेकर 200 प्रतिशत तक की वृद्धि करने की अनुमति देते हैं, बिना मौजूदा उपकरणों को बदले। इस प्रकार की लचीलेपन से बड़े आयतन वाले संचालन में वास्तविक सहायता मिलती है जो 24/7 संचालित होते हैं, जैसे धातु निर्माण की दुकानों में लगातार आपूर्ति की आवश्यकता होती है। पारंपरिक गैस सिस्टम तब तक प्रवाह दर के साथ खुद को जारी नहीं रख पाते जब वह लगभग 50 घन मीटर प्रति घंटा से अधिक हो जाती है। फील्ड में विस्तार योग्य डिज़ाइन का अर्थ है कि इन इकाइयों को आवश्यकतानुसार अतिरिक्त लेजर कटरों से जोड़ा जा सकता है, जिससे बुनियादी ढांचे के खर्च में काफी कमी आती है, जो तरल नाइट्रोजन भंडारण टैंकों की स्थापना या अपग्रेड करने की तुलना में बाद में आती है।

दीर्घकालिक उत्पादन में वृद्धि और उद्योग अपनाने की प्रवृत्तियां

अनेक पालियों और उच्च-मात्रा वाले संचालन में निरंतर दक्षता

लेजर कटिंग की दुकानें अधिक समय तक उत्पादक बनी रहती हैं जब वे पारंपरिक सिलेंडरों के स्थान पर नाइट्रोजन जनरेटर का उपयोग करती हैं। निरंतर गैस प्रवाह के कारण मशीनों को अक्सर रुकने की आवश्यकता नहीं होती है, जो उन संयंत्रों के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है जो 24 घंटे चलते हैं। जो दुकानें स्विच कर चुकी हैं, उन्होंने अपनी शिफ्टों के दौरान लगभग 12 प्रतिशत कम दबाव परिवर्तन की सूचना दी है, जो अच्छी कट क्वालिटी बनाए रखने में बहुत फर्क पड़ता है, चाहे वह पहला दिन हो या तीसरी रात। वास्तव में महत्वपूर्ण बात यह है कि गैस बदलने के इंतजार में कितना समय बर्बाद होता है। जनरेटरों के साथ, प्रत्येक कुछ घंटों में उत्पादन रोकने की कोई आवश्यकता नहीं होती है, जो तकरीबन 20 से 40 मिनट तक लगने वाले उबाऊ सिलेंडर स्वैप के लिए होती है। स्टेनलेस स्टील और एल्यूमीनियम के बड़े आयतन वाले भागों के साथ काम करने वाले निर्माताओं के लिए, यह भरोसेमंदी सीधे तौर पर लागत में बचत में परिलक्षित होती है।

परिष्कृत विनिर्माण में नाइट्रोजन जनरेटरों का बढ़ता उपयोग

2024 के लिए नवीनतम औद्योगिक लेजर अनुप्रयोग रिपोर्ट में कुछ दिलचस्प बात दिखाई दी: एयरोस्पेस और मेडिकल डिवाइस निर्माण क्षेत्रों में नाइट्रोजन जनरेटर के उपयोग में पिछले साल की तुलना में 22% की वृद्धि हुई है। ऐसा क्यों हो रहा है? दरअसल, आजकल लेजर से बने भागों में अत्यधिक सटीकता की आवश्यकता होती है। अधिकांश सटीक निर्माता (हम बात कर रहे हैं 94% की) अब 99.95% शुद्ध गैस से कम किसी भी चीज़ को स्वीकार नहीं करते। इससे ऑटोमोटिव उद्योग को भी वास्तविक लाभ मिला है। एक प्रमुख टियर-1 आपूर्तिकर्ता का उदाहरण लेते हैं, जिसने अपनी साइट पर स्वयं नाइट्रोजन बनाना शुरू कर दिया। उनके परिणाम काफी शानदार थे - उन्होंने नाजुक इलेक्ट्रिक वाहन (EV) बैटरी घटकों को काटने में पहले प्रयास में 98% उत्पादन प्राप्त किया। जब आप इसके बारे में सोचते हैं, तो यह तर्कसंगत लगता है, है ना?

पूछे जाने वाले प्रश्न

लेजर कटिंग में नाइट्रोजन का उपयोग क्यों किया जाता है?

लेजर कटिंग में ऑक्सीकरण को रोकने के लिए नाइट्रोजन का उपयोग किया जाता है, जो सामग्री को कमजोर कर सकता है और सतह की खत्म की गुणवत्ता को प्रभावित कर सकता है। नाइट्रोजन का उपयोग सामग्री की ताकत को बनाए रखने और सटीक कटिंग प्राप्त करने में मदद करता है।

लेजर कटिंग में नाइट्रोजन शुद्धता का क्या महत्व है?

नाइट्रोजन की शुद्धता महत्वपूर्ण है क्योंकि यह लेजर कटिंग की सटीकता और गति को प्रभावित करती है। उच्च शुद्धता (लगभग 99.9%) स्लैग निर्माण और ऊर्जा के प्रकीर्णन को कम करके बेहतर कटिंग गति और सटीकता सुनिश्चित करती है।

उच्च-दबाव नाइट्रोजन लेजर कटिंग पर कैसे प्रभाव डालती है?

लेजर कटिंग के लिए उच्च-दबाव नाइट्रोजन (16 से 20 बार) पिघली हुई सामग्री को प्रभावी ढंग से हटाने के लिए महत्वपूर्ण है, जो अवशेष के बिना साफ कटिंग सुनिश्चित करती है, जिससे ऊष्मा संचयन या विरूपण हो सकता है।

स्थान पर नाइट्रोजन उत्पादन के क्या लाभ हैं?

स्थान पर नाइट्रोजन उत्पादन निरंतर आपूर्ति प्रदान करता है, सिलेंडर परिवर्तन से होने वाले संचालन में व्यवधान को कम करता है, लागत को कम करता है और गैस हैंडलिंग दुर्घटनाओं को समाप्त करके कार्यस्थल पर सुरक्षा में सुधार करता है।