Posljednjih godina lasersko čišćenje postalo je jedno od žarišta istraživanja u području industrijske proizvodnje, istraživanje pokriva proces, teoriju, opremu i primjene. U industrijskim primjenama, tehnologija laserskog čišćenja uspjela je pouzdano očistiti veliki broj različitih površina supstrata, čistiti predmete uključujući čelik, aluminij, titan, staklo i kompozitne materijale itd., industrije primjene koje pokrivaju zrakoplovstvo, zrakoplovstvo, brodarstvo, brze željeznica, automobilska industrija, kalupljenje, nuklearna energija, pomorstvo i druga polja.
Tehnologija laserskog čišćenja, koja datira iz 1960-ih, ima prednosti dobrog učinka čišćenja, širokog raspona primjene, visoke preciznosti, beskontaktnosti i pristupačnosti. U industrijskoj proizvodnji, proizvodnji i održavanju i drugim poljima ima širok raspon mogućnosti primjene, očekuje se da će djelomično ili potpuno zamijeniti tradicionalne metode čišćenja i postati najperspektivnija zelena tehnologija čišćenja u 21. stoljeću.
Laserska metoda čišćenja
Proces laserskog čišćenja vrlo je složen, uključuje niz mehanizama za uklanjanje materijala, za metodu laserskog čišćenja, proces čišćenja može istovremeno postojati niz mehanizama, što se uglavnom može pripisati interakciji između lasera i materijala, uključujući ablacija površine materijala, razgradnja, ionizacija, degradacija, taljenje, izgaranje, isparavanje, vibracija, raspršivanje, ekspanzija, skupljanje, eksplozija, ljuštenje, raspadanje i druge fizičke i kemijske promjene. proces.
Trenutačno su tri tipične metode laserskog čišćenja: lasersko ablacijsko čišćenje, lasersko čišćenje uz pomoć tekućeg filma i metode laserskog čišćenja udarnim valom.
Metoda čišćenja laserskom ablacijom
Glavni metodološki mehanizmi su toplinska ekspanzija, isparavanje, ablacija i fazna eksplozija. Laser djeluje izravno na materijal koji treba ukloniti s površine podloge, a ambijentalni uvjeti mogu biti zrak, razrijeđeni plin ili vakuum. Radni uvjeti su jednostavni i najčešće se koriste za uklanjanje raznih premaza, boja, čestica ili prljavštine. Donji dijagram prikazuje dijagram procesa za metodu čišćenja laserskom ablacijom.
Kada lasersko zračenje na površini materijala, podloge i materijala za čišćenje dolazi do prve toplinske ekspanzije. S povećanjem vremena interakcije lasera s materijalom za čišćenje, ako je temperatura niža od praga kavitacije materijala za čišćenje, materijal za čišćenje samo fizički mijenja proces, razlika između materijala za čišćenje i koeficijenta toplinske ekspanzije supstrata dovodi do pritiska na sučelju , savijanje materijala za čišćenje, odvajanje od površine podloge, pucanje, mehanički lom, drobljenje vibracijama itd., materijal za čišćenje uklanja se mlazom ili se skida s površine podloge.
Ako je temperatura viša od temperature praga rasplinjavanja materijala za čišćenje, postojat će dvije situacije: 1) prag ablacije materijala za čišćenje manji je od supstrata; 2) prag ablacije materijala za čišćenje veći je od podloge.
Ova dva slučaja materijala za čišćenje su taljenje, kavitacija i ablacija i druge fizikalno-kemijske promjene, mehanizam čišćenja je složeniji, osim toplinskih učinaka, ali također može uključivati materijale za čišćenje i supstrate između loma molekularne veze, razgradnje ili degradacije materijala za čišćenje, faze eksplozija, materijali za čišćenje rasplinjavanje, trenutna ionizacija, stvaranje plazme.
(1)Lasersko čišćenje potpomognuto tekućim filmom
Mehanizam metode uglavnom uključuje kipuću tekućinu, isparavanje i vibracije, itd. Korištenje potrebe za odabirom odgovarajuće valne duljine lasera, na način da se nadoknadi nedostatak udarnog pritiska u procesu čišćenja laserskom ablacijom, može se koristiti za uklanjanje neke od predmeta za čišćenje koje je teže ukloniti.
Kao što je prikazano na donjoj slici, tekući film (voda, etanol ili druge tekućine) prethodno je prekriven površinom predmeta za čišćenje, a zatim ga laserom ozračite. Tekući film apsorbira lasersku energiju što rezultira snažnom eksplozijom tekućeg medija, eksplozijom kipuće tekućine velikom brzinom, prijenosom energije na materijale za čišćenje površine, velikom prijelaznom eksplozivnom silom koja je dovoljna za uklanjanje površinske prljavštine kako bi se postigla svrha čišćenja.
Laserska metoda čišćenja s tekućim filmom ima dva nedostatka.
Glomazan proces i teško ga je kontrolirati.
Zbog upotrebe tekućeg filma, kemijski sastav površine podloge nakon čišćenja lako se mijenja i stvara nove tvari.
(1)Metoda čišćenja tipa laserskog udarnog vala
Procesni pristup i mehanizam vrlo su različiti od prva dva, mehanizam je uglavnom uklanjanje sile udarnog vala, objekti za čišćenje su uglavnom čestice, uglavnom za uklanjanje čestica (submikronske ili nanomjerne). Procesni zahtjevi su vrlo strogi kako bi se osigurala sposobnost ioniziranja zraka, ali i kako bi se održao odgovarajući razmak između lasera i podloge kako bi se osiguralo da je djelovanje udarne sile na čestice dovoljno veliko.
Dolje je prikazan shematski dijagram procesa čišćenja laserskim udarnim valom, laser puca paralelno sa smjerom površine supstrata, a supstrat ne dolazi u kontakt. Pomaknite radni komad ili lasersku glavu da prilagodite fokus lasera na česticu blizu izlaza lasera, pojavit će se žarišna točka fenomena ionizacije zraka, što će rezultirati udarnim valovima, udarnim valovima do brzog širenja sferne ekspanzije i proširiti se na kontakt s česticama. Kada je moment transverzalne komponente udarnog vala na česticu veći od momenta uzdužne komponente i sile prianjanja čestice, čestica će se skinuti kotrljanjem.
Laserska tehnologija čišćenja
Mehanizam laserskog čišćenja uglavnom se temelji na površini objekta nakon apsorpcije laserske energije, ili isparavanja i isparavanja, ili trenutnog toplinskog širenja kako bi se prevladala adsorpcija čestica na površini, tako da se objekt s površine, a zatim postiže svrhu čišćenja.
Grubo sažeto kao: 1. laserska razgradnja pare, 2. lasersko skidanje, 3. toplinska ekspanzija čestica prljavštine, 4. vibracija površine podloge i vibracija čestica četiri aspekta
U usporedbi s tradicionalnim procesom čišćenja, tehnologija laserskog čišćenja ima sljedeće karakteristike.
1. To je "suho" čišćenje, bez otopine za čišćenje ili drugih kemijskih otopina, a čistoća je mnogo veća od postupka kemijskog čišćenja.
2. Opseg uklanjanja prljavštine i raspon primjenjivih podloga je vrlo širok, i
3. Kroz regulaciju parametara laserskog procesa, ne može oštetiti površinu podloge na temelju učinkovitog uklanjanja kontaminanata, je li površina kao nova.
4. Lasersko čišćenje može se jednostavno automatizirati.
5. Oprema za lasersku dekontaminaciju može se koristiti dugo vremena, niski operativni troškovi.
6. Laserska tehnologija čišćenja je: zelena: proces čišćenja, uklanjanje otpada je kruti prah, male veličine, lako se skladišti, u osnovi neće zagađivati okoliš.
U 1980-ima, brzi razvoj industrije poluvodiča na površini čestica onečišćenja maske od silicijske ploče, tehnologije čišćenja, iznio je veće zahtjeve, ključna točka je prevladavanje kontaminacije mikročestica i supstrata između velike adsorpcijske sile , tradicionalno kemijsko čišćenje, mehaničko čišćenje, ultrazvučne metode čišćenja ne mogu zadovoljiti potražnju, a lasersko čišćenje može riješiti takve probleme onečišćenja, srodna istraživanja i aplikacije brzo su se razvile.
Godine 1987. prvi put se pojavila patentna prijava za lasersko čišćenje. U 1990-ima Zapka je uspješno primijenio tehnologiju laserskog čišćenja u procesu proizvodnje poluvodiča kako bi uklonio mikročestice s površine maske, ostvarivši ranu primjenu tehnologije laserskog čišćenja u industrijskom polju. 1995., istraživači su koristili 2 kW TEA-CO2 laser kako bi uspješno postigli čišćenje trupa zrakoplova i uklanjanje boje.
Nakon ulaska u 21. stoljeće, s brzim razvojem lasera s ultrakratkim pulsom, domaća i strana istraživanja i primjena tehnologije laserskog čišćenja postupno su se povećavale, fokusirajući se na površinu metalnih materijala, tipične strane primjene su uklanjanje boje s trupa zrakoplova, plijesni površinsko odmašćivanje, uklanjanje karbona iz motora i površinsko čišćenje spojeva prije zavarivanja. Američki Institut za zavarivanje Edison lasersko čišćenje ratnog zrakoplova FG16, kada je snaga lasera od 1 kW, volumen čišćenja od 2,36 cm3 u minuti.
Vrijedno je spomenuti da je istraživanje i primjena laserskog uklanjanja boje s naprednih kompozitnih dijelova također glavna vruća točka. Američka mornarica HG53, lopatice propelera helikoptera HG56 i ravni rep borbenog mlažnjaka F16 i druge kompozitne površine realizirane su u aplikacijama za lasersko uklanjanje boje, dok kineski kompozitni materijali u aplikacijama u zrakoplovima kasne, tako da su takva istraživanja u osnovi prazna.
Osim toga, korištenje tehnologije laserskog čišćenja za CFRP kompozitnu površinsku obradu spoja prije lijepljenja za poboljšanje čvrstoće spoja također je jedan od trenutačnih fokusa istraživanja. prilagoditi lasersku tvrtku liniji za proizvodnju automobila Audi TT kako bi osigurala opremu za čišćenje laserskim vlaknima za čišćenje površine oksidnog filma okvira vrata od lake aluminijske legure. Rolls G Royce UK koristio je lasersko čišćenje za čišćenje oksidnog filma na površini titanskih komponenti zrakoplovnog motora.
Tehnologija laserskog čišćenja brzo se razvila u posljednje dvije godine, bilo da se radi o parametrima procesa laserskog čišćenja i mehanizmu čišćenja, istraživanju objekata za čišćenje ili primjeni istraživanja koja su postigla veliki napredak. Tehnologija laserskog čišćenja nakon brojnih teorijskih istraživanja, fokus svojih istraživanja stalno je pristran prema primjeni istraživanja, te u primjeni obećavajućih rezultata. U budućnosti će se tehnologija laserskog čišćenja u zaštiti kulturnih relikvija i umjetnina sve više koristiti, a njeno tržište je vrlo široko. Razvojem znanosti i tehnologije primjena tehnologije laserskog čišćenja u industriji postaje stvarnost, a opseg primjene sve je širi.
Tvrtka Maven za lasersku automatizaciju fokusirana je na lasersku industriju već 14 godina, specijalizirani smo za lasersko označavanje, imamo stroj za lasersko čišćenje kabineta stroja, stroj za lasersko čišćenje kofera, laserski stroj za čišćenje naprtnjače i tri u jednom laserski stroj za čišćenje, osim toga, također imamo stroj za lasersko zavarivanje, stroj za lasersko rezanje i stroj za lasersko graviranje, ako ste zainteresirani za naš stroj, možete nas pratiti i slobodno nas kontaktirati.
Vrijeme objave: 14. studenog 2022
