كاربرد ليزري در نوسازي صنعت :
گسترش تكنولوژي ليزر در دهه گذشته در تمامي شاخههاي زندگي رشد فزايندهاي داشته است به گونهاي كه امروزه ليزر جزء لاينفك زندگي انسان محسوب ميشود يكي از شاخههائي كه ليزر از ابتداي اختراع آن بيش ازديگر زمينههاي كاربردي مورد توجه محققين و متخصصين قرار گرفت ، كاربرد صنعتي ليزر بوده است .
برشكاري توسط ليزر از همان روزهاي آغازين تولد ليزر مورد توجه بسياري از علاقهمندان و صنعتگران كه به آينده درخشان كار خود اميد داشتند قرار داشت . پرتو ليزر با توجه به ويژگيهاي منحصر خود كه شامل تكرنگي ، همدوسي ، شدت بالا و واگرائي كم است نشان داد كه با بكارگيري آن ميتوان نه تنها به گسترش حوزه صنعت بلكه به تحول كيفي محصولات آن اميد فراواني پيدا نمود . بدنبال ساخت اولين ليزر گازكربنيك در سال 1964 اين امكان فراهمشد كه بتوان با حداقل امكانات ليزرهاي پرقدرتي در ناحيه حرارتي مادون قرمز ، همان منطقهاي كه موردنياز صنعت است تهيه و به بازار عرضه نمود . اينك وسيلهاي پا به عرصه وجود گذاشته بود كه امكان فراهمنمودن يك منبع حرارتي قابل كنترل و در عين حال بسيار باريك به راحتي در دسترس كاربران قرار ميگرفت . با يك نگاه گذرا اما عميق به نقش ليزر در صنعت ميتوان به اين نكته واقف شد كه ليزر تحولي بيسابقه در اين عرصه ايجاد كرده است كه دامنه رشد آن هر روزه گسترش مييابد . امروزه اگر شاهد محصولاتي باشيم كه به جهت كيفي و مرغوبيت در كمترين زمان به بازار عرضه ميشوند ، متوجه نقش و اهميت ليزر در صنعت خواهيم بود .
اثربخشي ليزر در تمامي زيرشاخههاي صنعت امري محسوس و غيرقابل انكار است . براي مثال برشكاري، سختكاري ، سوراخكاري ، علامتزني ، بيشترين كاربردها را در خانواده صنعت عهدادار بوده است . آمارها نشان ميدهد بيش از 85% فعاليتهاي صنعتي در همين موارد خلاصه ميشود .
امروزه بكارگيري ليزر در شاخههاي مورد اشاره بالا امري طبيعي ، روتين و با يك سابقه 20 ساله مملو از تحقيقات و تجربيات فراوان است .
در خصوص برشكاري اين امكان فراهم ميشود كه پرتوي ليزر توسط يك عدسي بر روي قطعه كار متمركز شده بطوريكه در زماني نزريك به يكهزارم ثانيه درجه حرارتي بيش از 4000 درجه سانتيگراد بر روي قطعهكار (فلز) ايجاد ميكند .
نتيجه اين عمل ذوبشدن لحظهاي فلز در يك باريكهاي به قطر 1/0 ميليمتر است . اينك با حركتدادن 2 آينه كه نقش هدايت پرتو ليزر بر روي عدسي موردنظر را دارد اين امكان فرهم ميشود كه پرتو ليزر در جهت x و yحركت نموده و براحتي هر شكلي را كه مايل باشيم بر روي قطعه كار ايجاد نماييم . از ديگر مزاياي بكارگيري ليزر در برشكاري ميتوان به : افزايش سرعت كار ، دقت بالا ، كمترين خسارت حرارتي به قطعهكار اشاره كرد . در زمينهجوشكاري نيز بكارگيري ليزر مزاياي قابلملاحظهاي را در صنعت بدنبال داشته است .
در نگاه اول جوشكاري با ليزر بنظر ميرسد كه قادر است براحتي و در كمترين زمان ممكن نه تنها فلزات را درابعاد و اندازههاي مختلف به يكديگر جوش دهد بلكه با اين تكنيك اين امكان فراهم شده است كه فلزات غيرهمنام نيز به يكديگر جوش داده شوند . ليزر در كنار يك CNC يك سيستم كامل ليزر جوش را ايجاد ميكند كه با كمك آن صنعت گران قادرند با سرعت زياد ، دقت بالا و حداقل هزينه مصرفي از قابليتهاي آن استفاده نمايند . يكي از شاخههاي صنعت كه در دو دهه اخير مورد توجه و بسط فراوان قرار گرفته است پديده بهينهسازي وبكارگيري مواد با آلياژهاي مختلف با طولعمر بالاست . هر قطعه مكانيكي بعد از يك دوره مشخص بر اثر صدمات مختلف از رده خارج شده و بايد قطعههاي نو جايگزين آن شود . قطعاتي مانند متهها ، توربينها ، تيغه ارهها و سيلندرها دچار بيشترين ساييدگي و پوسيدگي هستند لذا بيش از عناصر تشكيلدهنده مورد توجه قرار گرفتهاند . امروزه با كمك ليزر ميتوان عمل سختكاري بر روي لايههاي سطحي فلزات انجام داد . به گونهاي كه طولعمر آنها به ميزان قابلتوجهاي افزايش پيدا كند . اين عمل نه تنها صرفهجويي فراواني را بههمراه دارد بلكه در حداقل زمان ممكن صورت ميپذيرد . امروزه عمل سختكاري با ديگر روشها نيز صورت ميپذيرد اما عملاً هيچيك از آنها نتوانسته جايگزين خوبي براي ليزر باشد .علامتزني بر روي قطعات مختلف با مواد مختلف از نكات حائز اهميت حوزه صنعت بشمار ميرود بسياري از توليدكنندگان مايلند جهت جلوگيري از سوءاستفاده محصولاتتقلبي به گونهاي محصولات اصلي را از نمونه تقلبي متمايز نمايند . حككردن علامت و يا يك آرم مشخص با دقت بالا يك راه حل خوبي بهنظر ميرسد كه ساليان سال مورد استفاده قرار گرفته است . به همين خاطر با متمركز كردن پرتو ليزر در ابعادي حدود 50 ميكرون با كمك 2 اسكنر مكانيكي ميتوان هر شكل دلخواهي را در اندازههاي مختلف بر روي محصولات حك نمود .
سرعت حكاكي به قدري بالاست كه اين فرايند ظرف چند ثانيه به اتمام خواهد رسيد . امروزه حكنمودن 300 حرف در يك ثانيه توسط ليزر امري عادي بنظر ميرسد . از آنجا كه تمامي كنترل و هدايت اين فرايند توسط كامپيوتر صورت ميگيرد ، كاربران با حداقل مهارت قادر به انجام آن خواهند بود . حكاكي با ليزر هيچگونه محدوديتي جدي به جهت نوع جنس فراهم نخواهد كرد . دستگاههاي حكاكي ليزري با قيمتهاي نازلي قابل تهيه از سازندگان آن ميباشند . يكي از كاربردهاي پرطرفدار ليزر در صنعت در امر سوراخكاري ميباشد . ايجاد نمودن سوراخهاي بزرگ و ريز بر روي موادي مانند چوب ، فلز امري عادي بنظر ميرسد . اما همين كه مايل باشيم اين عمل را در ابعاد چند ميكرون و بر روي موادي مانند سراميكها ، شيشه و پلاستيك انجام دهيم خود پي ميبريم كه اگر نگوييم غيرممكن ، بسيار مشكل خواهد بود . اما امروزه به كمك ليزر اين عمل در كمتر از ثانيه و با آهنگ بالا قابل اجرا و تكرارپذير است . و اين همان چيزي است كه صنعتگران ساليان سال بدنبال آن بودهاند . اميد است در آيندهاي نهچندان دور شاهد بكارگيري اين فناوري جديد در عرصه صنعت بوده و با اين كار بر دامنه فعاليتهاي ليزر ، اين نور شگفتانگيز بيافزاييم .
سلاحهاي ليزري و نحوه مقابله با سلاحهاي ليزري :
غير قابل اجتناب است كه ميدان جنگ ليزري به طور محسوسي سالهاي آينده جنگ را تهديد نكند . اين نتيجه نه تنها توسعه و استفاده از سلاحهاي ليزري مفيد است بلكه نتيجه شمار فزايندهاي از وسائل ليزري از قبيل مسافتياب و هدفياب ميباشد . بنابراين در نيروهاي مسلح لازم است كه از حساسهها و توسط اقدامات عامل و غير عامل الكترومغناطيسي حفاظت شود . تهديد اوليه ليزري از خود سلاحهاي ليزري بوجود ميآيد . نگهداري و نحوه مقابله با سلاحهاي ليزري مسائل مشكلي است كه تاكنون حل نشده باقي ماندهاند .
پاکسازی ديوار نوشته ها به کمک ليزر
آيا پاکسازي نوشته های بي معني روی ديوارها آنهم بکمک اشعه ليزر پر توان عاقلانه است؟. "ديويد ماتيو" اولين کسی است که به فکر استفاده از ليزر برای پاکسازی ديوارها افتاد.او که در خليج "هاف مون" که در حدود نيمساعت با سن فرانسيسکو فاصله دارد زندگی می کند؛ اول بار از يک ليزر آزمايشگاهي برای آزمودن اين ايده استقاده کرد و از نتيجه حاصله شگفت زده شد!.هنوز پيشرفتهای حاصل از محصولات جانبی اين کاربرد در نيمه راه است.اين پيشرفت مديون گروه متخصصان برنامه های ليزری به سرپرستی"لويد هاکل" می باشد. با پيشرفتهای آتی در اين زمينه جدا سازی لايه های سطحی حساس از سطوح غـير حساس امکان پذير خواهد بود.
ايده استفاده از ليزرجهت پاک کردن حروف چاپی ازروی کاغـذ سالها پيش به مرحله عـمل درآمده بود. مشکل عمده ای که با آن مواجه ايم هزينه های تلف شده ماليات دهنده گان و آثارمخرب محيطی است که پاکسازی رنگها مانند ديوار نوشته ها و رنگهای سربي از روی سطح ساختمانها به جا ميگذارند. بندر سن فرانسيسکو هر ساله حدود 10 ميليون دلارهزينه و نيو يورک پنج بار بيش از آن صرف مبارزه با ديوار نوشته ها ميکنند که در نهايت هر دو بازنده اند!.
تمام روشهايی که در حال حاضربرای زدودن ديوار نوشته ها بکار ميرود نواقصی دارند. حتي کارگرانی که با رنگ آميزی سطوح سر وکار دارند نيزدراين خرابکاريها دست دارند!. رنگهای"سند بلاست"مقدار زيادی ذرات ماسه و رنگ را از طريق هوا منتقل ميکنند.روشهای شيميايی همچون پاشيدن سودا(بيکربنات سديم) مقدارزيادی ضايعات مايع از خود به جا ميگذارد که مستلزم صرف زمان زيادی برای پاکسازی آنها ميباشد. وجود سطوح خشن زيرين رنگ و همچنين بکار بردن روشهايی که با ملايمت با اين مساله برخورد می کنند؛هر دو به شکست منجر می شوند، چرا که مستلزم مراقبتهای مضاعـف ميباشند.
اصل اساسی استفاده از سيستم ليزر زدايی رنگها کندن رنگ بوسيله فشار امواج "فوتو اکوستيک" است.هنگامي که اشعه ليزر از نظر قدرت و پالس تنظيم گشته و به سطح رنگي مي تابد انرژی حاصله بصورت گرما و امواج صوتي تغيير شکل می دهد.امواج صوتی از ميان لايه رنگ عبور کرده و به سطح محکم زيرين برخورد مي نمايد و بر مي گردد.امواج بازگشتي با امواج ورودی برخورد نموده تداخل مخربي را در لايه رنگ ايجاد مي نمايند که در نهايت منجر به انفجار لايه رنگ و تبديل آن به پودر مي شود.