لیزر کی صفائی اور پینٹ ہٹانے کی ایپلی کیشنز نے حالیہ برسوں میں بہت زیادہ توجہ حاصل کی ہے، کیونکہ روایتی پینٹ ہٹانے کے طریقے جیسے سینڈ بلاسٹنگ اور کیمیکل پینٹ سٹرپنگ بہت زیادہ ماحولیاتی آلودگی پیدا کرتے ہیں۔ یہ سبز پینٹ ہٹانے کے حل سے فائدہ اٹھانے کا وقت ہے. نبض کی چوڑائی، توانائی کی کثافت، تکرار کی شرح، اور شہتیر کے سائز جیسے پیرامیٹرز کو صحیح طریقے سے کنٹرول کرکے، لیزر کو اعلیٰ معیار کا کام انجام دینے اور کوٹنگز کو ہٹانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے [حوالہ 1] لیزر پینٹ ہٹانے کے فوائد کا خلاصہ اس طرح کیا جا سکتا ہے:
● کم استعمال کی اشیاء
● کم ثانوی فضلہ
● کنٹرول شدہ لیزر پیرامیٹرز کا استعمال کرتے ہوئے سبسٹریٹ کو کوئی مکینیکل نقصان نہیں ہوا۔
● سطح کی کھردری کم ہونے کی وجہ سے بہتر آسنجن
● روایتی طریقوں سے زیادہ تیز
● روایتی طریقوں سے زیادہ موثر
لیزر کی صفائی حاصل کرنے کے دو طریقے ہیں۔ پہلا لیزر ایبلیشن ہے، جہاں ایک اعلی توانائی کی نبض یا ایک شدید مسلسل لہر کی بیم کوٹنگ میں پلازما پیدا کرے گی، اور پلازما سے پیدا ہونے والی صدمے کی لہر کوٹنگ کو ذرات میں اڑا دے گی۔ دوسرا تھرمل سڑن ہے، جہاں کم توانائی کی مسلسل لہر کی بیم یا لمبی نبض سطح کو گرم کر سکتی ہے اور بالآخر کوٹنگ کو بخارات بنا سکتی ہے۔ یہ دونوں میکانزم اعداد و شمار 1 اور 2 میں دکھائے گئے ہیں۔
تصویر 1 لیزر کے خاتمے کے اقدامات
شکل 2 تھرمل سڑن کے مراحل
طریقہ کار کچھ بھی ہو، بے قابو لیزر پیرامیٹرز سبسٹریٹ کو نقصان پہنچا سکتے ہیں اور مسائل پیدا کر سکتے ہیں۔ لیزر کی صفائی کے لیے مسلسل اور نبض والے دونوں لیزرز استعمال کیے جا سکتے ہیں، لیکن یہ سمجھنا ضروری ہے کہ یہ لیزر مختلف ذیلی جگہوں پر جو مختلف اثرات مرتب کرتے ہیں۔ سبسٹریٹ کے ذریعے مسلسل لیزر کا جذب اس کی طول موج پر منحصر ہوتا ہے، چھوٹی طول موج کے ساتھ عام طور پر زیادہ جذب ہوتا ہے۔ کلاسیکی پلسڈ لیزر کے لیے، دوسری طرف، سبسٹریٹ میں داخل ہونے کی گہرائی LT طول موج سے آزاد ہے اور اس کا انحصار لیزر کی نبض کی چوڑائی τp اور سبسٹریٹ کی diffusivity D پر ہے، جیسا کہ مساوات 1 میں دکھایا گیا ہے۔
کلاسیکی پلسڈ لیزر کے لیے، نبض کی چوڑائی میں اضافے سے خاتمے کی حد میں اضافہ ہوتا ہے، جس کی وضاحت درج ذیل مساوات کے مطابق مواد کے یونٹ حجم کو ہٹانے کے لیے درکار کم از کم توانائی کے طور پر کی جاتی ہے۔
جہاں ρ کثافت ہے اور Hv بخارات کی حرارت ہے (جولز فی گرام میں مواد کی اکائی بڑے پیمانے پر بخارات بنانے کے لیے درکار حرارت کی مقدار)۔ اس طرح، لمبی دالیں ختم کرنے کی کارکردگی کو کم کرتی ہیں۔ کلاسیکل پلسڈ لیزرز نبض کی تکرار کی شرح پر بھی انحصار کرتے ہیں، جب تکرار کی شرح میں اضافہ ہوتا ہے تو خاتمے کی کارکردگی میں اضافہ ہوتا ہے۔
1.07 μm فائبر لیزر [Ref 2] کا استعمال کرتے ہوئے CW اور لیزرز کے پلس آپریشن کی تحقیقات کے لیے ایک مطالعہ کیا گیا ہے۔ اس تحقیق میں لمبی چوڑائی والی دالیں پیدا کرنے کے لیے ایک ہی مسلسل لیزر کو آن اور آف کیا گیا۔ اس تحقیق سے پتا چلا ہے کہ CW موڈ میں، مخصوص توانائی (جولز میں مواد کی اکائی حجم (mm3) کو ہٹانے کے لیے درکار توانائی کے طور پر بیان کیا جاتا ہے اور اسے ختم کرنے کی کارکردگی کے الٹا متناسب ہے) اسکین کی رفتار اور لیزر کی طاقت میں اضافہ کے ساتھ کم ہوتی ہے۔ پلسڈ موڈ کے لیے، ایبلیشن کی کارکردگی ڈیوٹی سائیکل (دو دالوں کے درمیان وقت کے وقفے سے نبض کی چوڑائی کا تناسب) پر منحصر پائی گئی۔ ڈیوٹی سائیکل میں اضافہ، ablation کارکردگی میں اضافہ ہوا. یہ کلاسیکی پلسڈ لیزرز کے برعکس ہے، جہاں، ایک مقررہ تکرار کی شرح پر، نبض کی چوڑائی (اور اس طرح ڈیوٹی سائیکل) کو بڑھانا ختم کرنے کی کارکردگی کو کم کرتا ہے۔ شکل 3 ایک سٹینلیس سٹیل سبسٹریٹ پر 1 kHz CW لیزر اور ایک پلسڈ لیزر (یعنی CW لیزر آن اور آف) کے لیے مخصوص توانائی بمقابلہ پاور اور اسکین کی رفتار کا موازنہ کرتا ہے۔
شکل 3: بائیں پلاٹ CW لیزر مخصوص توانائی بمقابلہ لیزر پاور دکھاتا ہے، اور دائیں پلاٹ 1 kHz نبض مخصوص توانائی بمقابلہ لیزر ڈیوٹی سائیکل دکھاتا ہے۔
پلسڈ لیزر (یعنی سی ڈبلیو لیزر جو آن اور آف کرتا ہے) کی چوٹی کی طاقت 1800 ڈبلیو ہے، اور اس کی اوسط طاقت تقریباً سی ڈبلیو لیزر جیسی ہے، لیکن جیسا کہ گراف سے دیکھا جا سکتا ہے، مخصوص توانائی تقریباً 2 ہے۔ گنا کم. CW موڈ کے مقابلے میں پلسڈ موڈ۔ CW موڈ میں پلسڈ موڈ کے مقابلے میں زیادہ نقصان ہوتا ہے کیونکہ اس کی لیزر پاور ہمیشہ عروج پر ہوتی ہے۔
تاہم، لیزر کا آپریٹنگ موڈ یہ فیصلہ کرنے میں واحد غور نہیں ہے کہ آیا لیزر کی صفائی کے لیے پلسڈ (یعنی، مسلسل لہر کو آن اور آف کرنا) یا مسلسل لہر لیزر استعمال کرنا ہے۔ اسکیننگ موڈ بھی غور کرنے کے لئے ایک اور اہم غور ہے۔ یہ ضروری ہے کہ لیزر بیم اور کوٹنگ کے درمیان تعامل کا وقت کم ہو تاکہ اثر ہو۔
تھرمل نقصان کم سے کم ہے. یہ اعلی چوٹی کی شدت کے ساتھ مختصر دالوں کا استعمال کرکے یا مسلسل لیزر اور تیز اسکیننگ کی رفتار کا استعمال کرکے حاصل کیا جاسکتا ہے۔
اس بات پر غور کرتے ہوئے کہ مستقل لیزر پاور عام طور پر پلسڈ لیزرز سے زیادہ طاقتور، سستی اور زیادہ ناہموار ہوتی ہے، یہ لیزر کی صفائی کے لیے برا انتخاب نہیں ہے۔ بدقسمتی سے، روایتی طور پر لیزر کی صفائی کے لیے استعمال کیے جانے والے گیلوانومیٹر سکینر ملٹی کلو واٹ لیزرز کو ہینڈل نہیں کر سکتے۔ ہائی پاور لیزرز کے لیے استعمال ہونے والے گیلوانومیٹر اسکینرز بھی کافی بھاری ہوتے ہیں اور تیز اسکیننگ کی رفتار سے کام نہیں کر سکتے۔ لہذا، ایک نئی قسم کا سکینر جسے کثیرالاضلاع سکینر کہا جاتا ہے تجویز کیا گیا ہے جس کا صرف ایک حرکت پذیر حصہ ہے، کثیرالاضلاع [Ref 3]۔ یہ کثیرالاضلاع اسکینرز اعلیٰ لیزر طاقتوں کو سنبھالنے کی صلاحیت رکھتے ہیں اور یہ گیلوانومیٹر اسکینرز سے تین گنا تیز ہونے کا مظاہرہ کیا گیا ہے۔ معمولی گھومنے والی رفتار کا استعمال کرتے ہوئے، کثیرالاضلاع سکینرز 50 میٹر فی سیکنڈ سے زیادہ سطح کی سکیننگ کی رفتار پیدا کر سکتے ہیں۔ اسکیننگ کی یہ تیز رفتار کام کی سطح کے ساتھ شہتیر کے تعامل کا وقت مختصر ہونے کی اجازت دیتی ہے اور بہت زیادہ لیزر طاقتوں کو استعمال کرنے کی اجازت دیتی ہے۔ فیگوگن سکینر۔
خلاصہ یہ کہ لیزر کی صفائی کے لیے CW یا پلسڈ لیزر (یعنی CW یا کلاسیکی شارٹ پلس لیزر جو آن اور آف ہوتے ہیں) کے استعمال کا انتخاب کئی عوامل پر منحصر ہوتا ہے، جیسے سبسٹریٹ کی قسم، کوٹنگ کی جذب اور لیزر کی قیمت پولی گون اسکینر اور ایک لگاتار لیزر کا امتزاج تیز اسکیننگ کی رفتار پیدا کرتا ہے اور جب کلاسیکل پلسڈ لیزر دستیاب نہ ہوں تو اس پر غور کرنے کا ایک امید افزا آپشن ہے۔
