लेजर मार्किंग मशीन बेस अपग्रेड गाइड: पिकोसेकंड-स्तरीय प्रसंस्करण में ग्रेनाइट और कास्ट आयरन के बीच सटीक क्षीणन की तुलना।

पिकोसेकंड-स्तरीय लेज़र मार्किंग मशीनों के क्षेत्र में, परिशुद्धता उपकरण के प्रदर्शन के मूल्यांकन का मुख्य संकेतक है। लेज़र प्रणाली और परिशुद्धता घटकों के लिए एक प्रमुख वाहक के रूप में, आधार, इसकी सामग्री प्रसंस्करण सटीकता की स्थिरता को सीधे प्रभावित करती है। ग्रेनाइट और कच्चा लोहा, दो मुख्य आधार सामग्री के रूप में, पिकोसेकंड-स्तरीय अति-सूक्ष्म प्रसंस्करण के दौरान परिशुद्धता क्षीणन विशेषताओं में महत्वपूर्ण अंतर रखते हैं। यह लेख उपकरण उन्नयन के लिए एक वैज्ञानिक आधार प्रदान करने हेतु दोनों के प्रदर्शन लाभों और हानियों का गहन विश्लेषण करेगा।
भौतिक गुण परिशुद्धता का आधार निर्धारित करते हैं
ग्रेनाइट मूलतः एक आग्नेय चट्टान है जो करोड़ों वर्षों की भूवैज्ञानिक प्रक्रियाओं के माध्यम से निर्मित हुई है। इसकी आंतरिक क्रिस्टल संरचना सघन और एकसमान है, जिसका रैखिक विस्तार गुणांक 0.5-8 ×10⁻⁶/°C जितना कम है, जो इंडियम स्टील जैसी परिशुद्ध मिश्र धातुओं के बराबर है। यह विशेषता परिवेश के तापमान में उतार-चढ़ाव होने पर इसके आयामी परिवर्तन को लगभग नगण्य बना देती है, जिससे तापीय विस्तार और संकुचन के कारण होने वाले प्रकाशिक पथ विस्थापन और यांत्रिक त्रुटियों से प्रभावी रूप से बचा जा सकता है। इसके अलावा, ग्रेनाइट का घनत्व 2.6-2.8 ग्राम/सेमी³ जितना अधिक होता है, जिसमें स्वाभाविक रूप से उत्कृष्ट कंपन अवशोषण क्षमता होती है। यह लेज़र प्रसंस्करण के दौरान उत्पन्न उच्च-आवृत्ति कंपनों को तेज़ी से कम कर सकता है, जिससे प्रकाशिक प्रणाली और गतिशील भागों की स्थिरता सुनिश्चित होती है।

उत्कृष्ट ढलाई प्रदर्शन और लागत लाभ के कारण, ढलवाँ लोहे के आधारों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। धूसर ढलवाँ लोहे की विशिष्ट परतदार ग्रेफाइट संरचना इसे एक विशिष्ट अवमंदन क्षमता प्रदान करती है, जो कंपन ऊर्जा का लगभग 30% से 50% अवशोषित कर सकती है। हालाँकि, ढलवाँ लोहे का तापीय प्रसार गुणांक लगभग 10-12 × 10⁻⁶/℃ होता है, जो ग्रेनाइट के तापीय प्रसार गुणांक का 2-3 गुना है। दीर्घकालिक निरंतर प्रसंस्करण द्वारा उत्पन्न ऊष्मा के संचयन के कारण, आयामी विरूपण होने की संभावना अधिक होती है। इस बीच, ढलवाँ लोहे के अंदर ढलाई प्रतिबल उत्पन्न होता है। उपयोग प्रक्रिया के दौरान जैसे-जैसे प्रतिबल मुक्त होता है, यह आधार की समतलता और लंबवतता में अपरिवर्तनीय परिवर्तन उत्पन्न कर सकता है।
पिकोसेकंड-स्तरीय प्रसंस्करण में परिशुद्धता क्षीणन तंत्र
पिकोसेकंड लेज़र प्रोसेसिंग, अपनी अति-लघु पल्स विशेषताओं के साथ, सब-माइक्रोन स्तर या नैनोमीटर स्तर पर भी सूक्ष्म प्रसंस्करण प्राप्त कर सकती है, लेकिन इसके लिए उपकरण की स्थिरता की सख्त आवश्यकताएँ भी हैं। ग्रेनाइट बेस, अपनी स्थिर आंतरिक संरचना के साथ, उच्च-आवृत्ति वाले लेज़र प्रभाव के तहत सब-माइक्रोन स्तर पर कंपन प्रतिक्रिया को नियंत्रित कर सकता है, जिससे लेज़र फ़ोकस की स्थिति सटीकता प्रभावी रूप से बनी रहती है। मापे गए आँकड़ों से पता चलता है कि ग्रेनाइट बेस वाली लेज़र मार्किंग मशीन लगातार 8 घंटे के पिकोसेकंड प्रोसेसिंग के बाद भी ±0.5μm के भीतर लाइन चौड़ाई विचलन बनाए रखती है।
जब कच्चा लोहा आधार पिकोसेकंड लेज़र के उच्च-आवृत्ति कंपन के संपर्क में आता है, तो आंतरिक कण संरचना निरंतर प्रभाव के कारण सूक्ष्म थकान से गुज़रेगी, जिसके परिणामस्वरूप आधार की कठोरता कम हो जाएगी। एक अर्धचालक निर्माण उद्यम के निगरानी डेटा से पता चलता है कि छह महीने के संचालन के बाद, कच्चा लोहा आधार वाले उपकरणों की प्रसंस्करण सटीकता क्षीणन दर 12% तक पहुँच जाती है, जो मुख्य रूप से रेखा किनारों की खुरदरापन में वृद्धि और स्थिति त्रुटियों के विस्तार के रूप में प्रकट होती है। वहीं, कच्चा लोहा पर्यावरणीय आर्द्रता के प्रति अपेक्षाकृत संवेदनशील होता है। लंबे समय तक उपयोग से जंग लगने का खतरा होता है, जिससे परिशुद्धता में गिरावट और तेज़ हो जाती है।
व्यावहारिक अनुप्रयोगों में प्रदर्शन अंतर का सत्यापन
3C इलेक्ट्रॉनिक परिशुद्धता घटक प्रसंस्करण के क्षेत्र में, एक प्रसिद्ध उद्यम ने दो प्रकार के पदार्थ-आधारों के उपकरण प्रदर्शन का तुलनात्मक परीक्षण किया। प्रयोग में, समान विन्यास वाली दो पिकोसेकंड लेज़र मार्किंग मशीनों को क्रमशः ग्रेनाइट और कच्चे लोहे के आधारों से सुसज्जित किया गया ताकि 0.1 मिमी चौड़ाई वाले मोबाइल फ़ोन स्क्रीन के काँच को काटा और चिह्नित किया जा सके। 200 घंटे की निरंतर प्रसंस्करण के बाद, ग्रेनाइट-आधार उपकरण की प्रसंस्करण सटीकता की अवधारण दर 98.7% थी, जबकि कच्चे लोहे के आधार उपकरण की केवल 86.3% थी। बाद वाले द्वारा संसाधित काँच के किनारों पर स्पष्ट आरी-दांत दोष दिखाई दिए।
एयरोस्पेस घटकों के निर्माण में, एक निश्चित शोध संस्थान के दीर्घकालिक निगरानी डेटा अधिक सहजता से अंतर को दर्शाते हैं: ग्रेनाइट बेस वाली लेजर मार्किंग मशीन में पांच साल की सेवा जीवन के भीतर 3μm से कम की संचयी परिशुद्धता क्षीणन होती है; हालांकि, तीन साल बाद, आधार के विरूपण के कारण कच्चा लोहा आधार उपकरण की प्रसंस्करण त्रुटि ± 10μm के प्रक्रिया मानक से अधिक हो गई है, और समग्र मशीन सटीकता अंशांकन किया जाना है।
निर्णयों को उन्नत करने के लिए सुझाव
यदि उद्यम उच्च-परिशुद्धता और दीर्घ-चक्र स्थिर प्रसंस्करण को अपनी मुख्य माँग मानते हैं, विशेष रूप से अर्धचालक चिप्स और परिशुद्ध ऑप्टिकल घटकों जैसे क्षेत्रों में, तो ग्रेनाइट बेस, अपनी उत्कृष्ट तापीय स्थिरता और कंपन प्रतिरोध के कारण, एक आदर्श उन्नयन विकल्प हैं। यद्यपि इसकी प्रारंभिक खरीद लागत कच्चे लोहे की तुलना में 30% से 50% अधिक है, फिर भी पूरे जीवन चक्र लागत के दृष्टिकोण से, परिशुद्ध अंशांकन की कम आवृत्ति और रखरखाव के लिए उपकरण डाउनटाइम समग्र लाभों को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ा सकते हैं। अपेक्षाकृत कम प्रसंस्करण सटीकता आवश्यकताओं और सीमित बजट वाले अनुप्रयोग परिदृश्यों के लिए, उपयोग के वातावरण को उचित रूप से नियंत्रित करने के आधार पर, कच्चे लोहे के बेस को अभी भी एक संक्रमणकालीन समाधान के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।
पिकोसेकंड-स्तरीय प्रसंस्करण में ग्रेनाइट और कच्चे लोहे की परिशुद्धता क्षीणन विशेषताओं की व्यवस्थित तुलना करके, यह देखा जा सकता है कि उपयुक्त आधार सामग्री का चयन लेज़र मार्किंग मशीन की प्रसंस्करण सटीकता और विश्वसनीयता में सुधार के लिए एक महत्वपूर्ण कदम है। उद्यमों को अपनी तकनीकी आवश्यकताओं और लागत संबंधी विचारों को ध्यान में रखते हुए, उच्च-स्तरीय विनिर्माण के लिए एक ठोस उपकरण आधार प्रदान करने हेतु आधार उन्नयन योजना पर वैज्ञानिक निर्णय लेने चाहिए।