Τα τελευταία χρόνια, ο καθαρισμός με λέιζερ έχει γίνει ένα από τα ερευνητικά hotspot στον τομέα της βιομηχανικής κατασκευής, η έρευνα καλύπτει τη διαδικασία, τη θεωρία, τον εξοπλισμό και τις εφαρμογές. Σε βιομηχανικές εφαρμογές, η τεχνολογία καθαρισμού λέιζερ μπόρεσε να καθαρίσει αξιόπιστα μεγάλο αριθμό διαφορετικών επιφανειών υποστρώματος, αντικειμένων καθαρισμού όπως χάλυβα, αλουμίνιο, τιτάνιο, γυαλί και σύνθετα υλικά, κ.λπ. σιδηροδρόμων, αυτοκινήτων, καλουπιών, πυρηνικής ενέργειας και θαλάσσιων και άλλων τομέων.
Η τεχνολογία καθαρισμού με λέιζερ, που χρονολογείται από τη δεκαετία του 1960, έχει τα πλεονεκτήματα του καλού αποτελέσματος καθαρισμού, του ευρέος φάσματος εφαρμογών, της υψηλής ακρίβειας, της μη επαφής και της προσβασιμότητας. Στη βιομηχανική κατασκευή, η παραγωγή και η συντήρηση και άλλοι τομείς έχουν ένα ευρύ φάσμα προοπτικών εφαρμογής, αναμένεται να αντικαταστήσει εν μέρει ή πλήρως τις παραδοσιακές μεθόδους καθαρισμού και να γίνει η πιο υποσχόμενη τεχνολογία πράσινου καθαρισμού στον 21ο αιώνα.
Μέθοδος καθαρισμού με λέιζερ
Η διαδικασία καθαρισμού με λέιζερ είναι πολύ περίπλοκη, περιλαμβάνει μια ποικιλία μηχανισμών αφαίρεσης υλικού, για μια μέθοδο καθαρισμού με λέιζερ, η διαδικασία καθαρισμού μπορεί να υπάρχει ταυτόχρονα μια ποικιλία μηχανισμών, οι οποίοι αποδίδονται κυρίως στην αλληλεπίδραση μεταξύ του λέιζερ και του υλικού, όπως η επιφανειακή αφαίρεση του υλικού, η αποσύνθεση, ο ιονισμός, η αποδόμηση, η τήξη, η καύση, η εξάτμιση, η δόνηση, η εκτόξευση, η διαστολή, η συρρίκνωση, η έκρηξη, η απολέπιση, η απόρριψη και άλλες φυσικές και χημικές αλλαγές. διαδικασία.
Επί του παρόντος, οι τυπικές μέθοδοι καθαρισμού με λέιζερ είναι κυρίως τρεις: καθαρισμός με αφαίρεση λέιζερ, καθαρισμός λέιζερ με υποβοήθηση υγρού φιλμ και μέθοδοι καθαρισμού κρουστικών κυμάτων λέιζερ.
Μέθοδος καθαρισμού με λέιζερ
Οι κύριοι μεθοδολογικοί μηχανισμοί είναι η θερμική διαστολή, η εξάτμιση, η κατάλυση και η έκρηξη φάσης. Το λέιζερ δρα απευθείας στο υλικό που πρόκειται να αφαιρεθεί από την επιφάνεια του υποστρώματος και οι συνθήκες περιβάλλοντος μπορεί να είναι αέρας, αραιωμένο αέριο ή κενό. Οι συνθήκες λειτουργίας είναι απλές και χρησιμοποιούνται ευρέως για την αφαίρεση ποικιλίας επικαλύψεων, χρωμάτων, σωματιδίων ή βρωμιάς. Το παρακάτω διάγραμμα δείχνει το διάγραμμα διαδικασίας για τη μέθοδο καθαρισμού με αφαίρεση με λέιζερ.
Όταν η ακτινοβολία λέιζερ στην επιφάνεια του υλικού, το υπόστρωμα και τα υλικά καθαρισμού είναι η πρώτη θερμική διαστολή. Με την αύξηση του χρόνου αλληλεπίδρασης λέιζερ με το υλικό καθαρισμού, εάν η θερμοκρασία είναι χαμηλότερη από το όριο σπηλαίωσης του υλικού καθαρισμού, η διαδικασία φυσικής αλλαγής του υλικού καθαρισμού, η διαφορά μεταξύ του υλικού καθαρισμού και του συντελεστή θερμικής διαστολής του υποστρώματος οδηγεί σε πίεση στη διεπαφή , το υλικό καθαρισμού λυγίζει, σχίζεται από την επιφάνεια του υποστρώματος, ρωγμές, μηχανική θραύση, σύνθλιψη με κραδασμούς κ.λπ., το υλικό καθαρισμού αφαιρείται με πίδακα ή απογυμνώνεται από την επιφάνεια του υποστρώματος.
Εάν η θερμοκρασία είναι υψηλότερη από τη θερμοκρασία κατωφλίου αεριοποίησης του υλικού καθαρισμού, θα υπάρξουν δύο καταστάσεις: 1) το όριο αφαίρεσης του υλικού καθαρισμού είναι μικρότερο από το υπόστρωμα. 2) το κατώφλι αφαίρεσης του υλικού καθαρισμού είναι μεγαλύτερο από το υπόστρωμα.
Αυτές οι δύο περιπτώσεις υλικών καθαρισμού είναι η τήξη, η σπηλαίωση και η αφαίρεση και άλλες φυσικοχημικές αλλαγές, ο μηχανισμός καθαρισμού είναι πιο περίπλοκος, εκτός από τις θερμικές επιδράσεις, αλλά μπορεί επίσης να περιλαμβάνει καθαριστικά υλικά και υποστρώματα μεταξύ της θραύσης του μοριακού δεσμού, αποσύνθεση ή υποβάθμιση των υλικών καθαρισμού, φάση έκρηξη, καθαριστικά υλικά αεριοποίηση στιγμιαίος ιονισμός, παραγωγή πλάσματος.
(1)Καθαρισμός με λέιζερ με υποβοήθηση υγρού φιλμ
Ο μηχανισμός μεθόδου έχει κυρίως υγρή μεμβράνη βρασμού εξάτμιση και δόνηση, κ.λπ.. Η χρήση της ανάγκης επιλογής του κατάλληλου μήκους κύματος λέιζερ, με τρόπο που να αντισταθμίζει την έλλειψη πίεσης κρούσης στη διαδικασία καθαρισμού με λέιζερ, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αφαίρεση μερικά από τα πιο δύσκολο να αφαιρέσετε το αντικείμενο καθαρισμού.
Όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα, η υγρή μεμβράνη (νερό, αιθανόλη ή άλλα υγρά) καλύφθηκε εκ των προτέρων στην επιφάνεια του αντικειμένου καθαρισμού και στη συνέχεια χρησιμοποιήστε το λέιζερ για να το ακτινοβολήσετε. Η υγρή μεμβράνη απορροφά την ενέργεια λέιζερ με αποτέλεσμα μια ισχυρή έκρηξη υγρών μέσων, την έκρηξη του βρασμού υγρού κίνησης υψηλής ταχύτητας, η μεταφορά ενέργειας στα υλικά καθαρισμού της επιφάνειας, η υψηλή παροδική εκρηκτική δύναμη είναι επαρκής για την αφαίρεση της βρωμιάς της επιφάνειας για την επίτευξη των σκοπών καθαρισμού.
Η μέθοδος καθαρισμού με λέιζερ με τη βοήθεια υγρού φιλμ έχει δύο μειονεκτήματα.
Δύσκολη διαδικασία και δύσκολο να ελεγχθεί η διαδικασία.
Λόγω της χρήσης υγρής μεμβράνης, η χημική σύνθεση της επιφάνειας του υποστρώματος μετά τον καθαρισμό αλλάζει εύκολα και δημιουργεί νέες ουσίες.
(1)Μέθοδος καθαρισμού τύπου κρουστικού κύματος λέιζερ
Η προσέγγιση και ο μηχανισμός της διαδικασίας είναι πολύ διαφορετικός από τους δύο πρώτους, ο μηχανισμός είναι κυρίως η αφαίρεση της δύναμης κρουστικών κυμάτων, τα αντικείμενα καθαρισμού είναι κυρίως σωματίδια, κυρίως για την αφαίρεση σωματιδίων (sub-micron ή νανοκλίμακα). Οι απαιτήσεις της διαδικασίας είναι πολύ αυστηρές, τόσο για να διασφαλιστεί ότι η ικανότητα ιονισμού του αέρα, αλλά και για να διατηρηθεί μια κατάλληλη απόσταση μεταξύ του λέιζερ και του υποστρώματος για να διασφαλιστεί ότι η δράση στα σωματίδια της δύναμης κρούσης είναι αρκετά μεγάλη.
Το σχηματικό διάγραμμα διαδικασίας καθαρισμού κρουστικού κύματος λέιζερ φαίνεται παρακάτω, το λέιζερ είναι παράλληλο με την κατεύθυνση της επιφάνειας του υποστρώματος και το υπόστρωμα δεν έρχεται σε επαφή. Μετακινήστε το τεμάχιο εργασίας ή την κεφαλή λέιζερ για να ρυθμίσετε την εστίαση του λέιζερ στο σωματίδιο κοντά στην έξοδο λέιζερ, θα εμφανιστεί το εστιακό σημείο του φαινομένου ιονισμού αέρα, με αποτέλεσμα κρουστικά κύματα, κρουστικά κύματα στην ταχεία επέκταση της σφαιρικής διαστολής και επεκταθεί στην επαφή με τα σωματίδια. Όταν η ροπή της εγκάρσιας συνιστώσας του κρουστικού κύματος στο σωματίδιο είναι μεγαλύτερη από τη ροπή της διαμήκους συνιστώσας και τη δύναμη πρόσφυσης των σωματιδίων, το σωματίδιο θα αφαιρεθεί με κύλιση.
Τεχνολογία καθαρισμού με λέιζερ
Ο μηχανισμός καθαρισμού με λέιζερ βασίζεται κυρίως στην επιφάνεια του αντικειμένου μετά την απορρόφηση της ενέργειας λέιζερ ή την εξάτμιση και την εξάτμιση ή τη στιγμιαία θερμική διαστολή για να ξεπεραστεί η προσρόφηση των σωματιδίων στην επιφάνεια, έτσι ώστε το αντικείμενο από την επιφάνεια και στη συνέχεια να επιτευχθεί η σκοπός του καθαρισμού.
Συνοψίζεται χονδρικά ως εξής: 1. αποσύνθεση ατμών λέιζερ, 2. απογύμνωση λέιζερ, 3. θερμική διαστολή σωματιδίων βρωμιάς, 4. δόνηση επιφάνειας υποστρώματος και δόνηση σωματιδίων τέσσερις όψεις
Σε σύγκριση με την παραδοσιακή διαδικασία καθαρισμού, η τεχνολογία καθαρισμού με λέιζερ έχει τα ακόλουθα χαρακτηριστικά.
1. Είναι «στεγνό» καθάρισμα, χωρίς διάλυμα καθαρισμού ή άλλα χημικά διαλύματα και η καθαριότητα είναι πολύ υψηλότερη από τη διαδικασία χημικού καθαρισμού.
2. Το εύρος της απομάκρυνσης της βρωμιάς και το εύρος του εφαρμοστέου υποστρώματος είναι πολύ ευρύ και
3. Μέσω της ρύθμισης των παραμέτρων διαδικασίας λέιζερ, δεν μπορεί να βλάψει την επιφάνεια του υποστρώματος με βάση την αποτελεσματική απομάκρυνση των ρύπων, είναι η επιφάνεια τόσο καλή όσο καινούργια.
4. Ο καθαρισμός με λέιζερ μπορεί να αυτοματοποιηθεί εύκολα.
5. Ο εξοπλισμός απολύμανσης με λέιζερ μπορεί να χρησιμοποιηθεί για μεγάλο χρονικό διάστημα, με χαμηλό κόστος λειτουργίας.
6. Η τεχνολογία καθαρισμού λέιζερ είναι ένα: πράσινο: η διαδικασία καθαρισμού, η εξάλειψη των αποβλήτων είναι μια στερεή σκόνη, μικρό μέγεθος, εύκολο στην αποθήκευση, βασικά δεν θα μολύνει το περιβάλλον.
Στη δεκαετία του 1980, η ταχεία ανάπτυξη της βιομηχανίας ημιαγωγών στην επιφάνεια των σωματιδίων μόλυνσης της μάσκας γκοφρέτας πυριτίου της τεχνολογίας καθαρισμού έθεσε υψηλότερες απαιτήσεις, το βασικό σημείο είναι να ξεπεραστεί η μόλυνση των μικροσωματιδίων και του υποστρώματος μεταξύ της μεγάλης δύναμης προσρόφησης , ο παραδοσιακός χημικός καθαρισμός, ο μηχανικός καθαρισμός, οι μέθοδοι καθαρισμού με υπερήχους δεν είναι σε θέση να καλύψουν τη ζήτηση και ο καθαρισμός με λέιζερ μπορεί να λύσει τέτοια προβλήματα ρύπανσης, η σχετική έρευνα και εφαρμογές έχουν αναπτυχθεί γρήγορα.
Το 1987, η πρώτη εμφάνιση της αίτησης διπλώματος ευρεσιτεχνίας για τον καθαρισμό με λέιζερ. Στη δεκαετία του 1990, η Zapka εφάρμοσε με επιτυχία την τεχνολογία καθαρισμού με λέιζερ στη διαδικασία κατασκευής ημιαγωγών για την αφαίρεση μικροσωματιδίων από την επιφάνεια της μάσκας, πραγματοποιώντας την πρώιμη εφαρμογή της τεχνολογίας καθαρισμού με λέιζερ στον βιομηχανικό τομέα. Το 1995, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ένα λέιζερ TEA-CO2 2 kW για να επιτύχουν με επιτυχία τον καθαρισμό της αφαίρεσης βαφής της ατράκτου του αεροσκάφους.
Μετά την είσοδο στον 21ο αιώνα, με την ανάπτυξη υψηλής ταχύτητας των λέιζερ εξαιρετικά μικρού παλμού, η εγχώρια και η ξένη έρευνα και η εφαρμογή της τεχνολογίας καθαρισμού με λέιζερ αυξήθηκαν σταδιακά, εστιάζοντας στην επιφάνεια των μεταλλικών υλικών, τυπικές ξένες εφαρμογές είναι η αφαίρεση χρώματος ατράκτου αεροσκαφών, μούχλα απολίπανση επιφανειών, αφαίρεση εσωτερικού άνθρακα του κινητήρα και καθαρισμός επιφανειών των αρμών πριν από τη συγκόλληση. US Edison Welding Institute καθαρισμός λέιζερ του πολεμικού αεροπλάνου FG16, όταν η ισχύς λέιζερ είναι 1 kW, ο όγκος καθαρισμού 2,36 cm3 ανά λεπτό.
Αξίζει να σημειωθεί ότι η έρευνα και η εφαρμογή αφαίρεσης βαφής με λέιζερ προηγμένων σύνθετων εξαρτημάτων είναι επίσης ένα σημαντικό hot spot. Το Πολεμικό Ναυτικό των ΗΠΑ HG53, οι λεπίδες προπέλας ελικοπτέρου HG56 και η επίπεδη ουρά του μαχητικού αεροσκάφους F16 και άλλες σύνθετες επιφάνειες έχουν εφαρμοστεί σε εφαρμογές αφαίρεσης βαφής με λέιζερ, ενώ τα σύνθετα υλικά της Κίνας σε εφαρμογές αεροσκαφών καθυστερούν, επομένως τέτοια έρευνα είναι ουσιαστικά κενή.
Επιπλέον, η χρήση της τεχνολογίας καθαρισμού με λέιζερ για τη σύνθετη επιφανειακή επεξεργασία CFRP της άρθρωσης πριν από την κόλληση για τη βελτίωση της αντοχής της άρθρωσης είναι επίσης ένα από τα επίκεντρα της τρέχουσας έρευνας. προσαρμόστε την εταιρεία λέιζερ στη γραμμή παραγωγής αυτοκινήτων Audi TT για την παροχή εξοπλισμού καθαρισμού με λέιζερ ινών για τον καθαρισμό της επιφάνειας της ελαφριάς μεμβράνης οξειδίου του πλαισίου από κράμα αλουμινίου. Η Rolls G Royce UK χρησιμοποίησε καθαρισμό με λέιζερ για να καθαρίσει μεμβράνη οξειδίου στην επιφάνεια εξαρτημάτων αεροκινητήρων τιτανίου.
Η τεχνολογία καθαρισμού με λέιζερ έχει αναπτυχθεί γρήγορα τα τελευταία δύο χρόνια, είτε πρόκειται για τις παραμέτρους της διαδικασίας καθαρισμού με λέιζερ και τον μηχανισμό καθαρισμού, είτε για την έρευνα αντικειμένων καθαρισμού είτε για την εφαρμογή της έρευνας έχει σημειώσει μεγάλη πρόοδο. Η τεχνολογία καθαρισμού με λέιζερ μετά από πολλή θεωρητική έρευνα, το επίκεντρο της έρευνάς της είναι συνεχώς προκατειλημμένο προς την εφαρμογή της έρευνας και την εφαρμογή πολλά υποσχόμενων αποτελεσμάτων. Στο μέλλον, η τεχνολογία καθαρισμού με λέιζερ για την προστασία πολιτιστικών κειμηλίων και έργων τέχνης θα χρησιμοποιείται ευρύτερα και η αγορά της είναι πολύ ευρεία. Με την ανάπτυξη της επιστήμης και της τεχνολογίας, η εφαρμογή της τεχνολογίας καθαρισμού με λέιζερ στη βιομηχανία γίνεται πραγματικότητα και το πεδίο εφαρμογής γίνεται όλο και πιο εκτεταμένο.
Η εταιρεία αυτοματισμού λέιζερ Maven επικεντρώνεται στη βιομηχανία λέιζερ για 14 χρόνια, ειδικευόμαστε στη σήμανση λέιζερ, έχουμε μηχανή καθαρισμού λέιζερ ντουλαπιών μηχανών, μηχανή καθαρισμού λέιζερ θήκης τρόλεϊ, μηχανή καθαρισμού λέιζερ σακιδίων πλάτης και μηχανή καθαρισμού λέιζερ τρία σε ένα, επιπλέον, έχουμε επίσης μηχανή συγκόλλησης με λέιζερ, μηχανή κοπής λέιζερ και μηχανή χάραξης σήμανσης λέιζερ, εάν ενδιαφέρεστε για τη μηχανή μας, μπορείτε να μας ακολουθήσετε και να επικοινωνήσετε ελεύθερα.
Ώρα δημοσίευσης: Νοε-14-2022
