Laserpuhastus on viimastel aastatel muutunud üheks tööstusliku tootmise valdkonna uurimistööpunktiks, uuringud hõlmavad protsessi, teooriat, seadmeid ja rakendusi. Tööstuslikes rakendustes on laserpuhastustehnoloogia suutnud usaldusväärselt puhastada suurt hulka erinevaid aluspindu, puhastusobjekte, sealhulgas terast, alumiiniumi, titaani, klaasi ja komposiitmaterjale jne, rakendustööstusi, mis hõlmavad kosmosetööstust, lennundust, laevandust ja kiirtööstusi. raudtee-, auto-, hallitus-, tuumaenergia- ning mere- ja muud valdkonnad.
1960. aastatest pärit laserpuhastustehnoloogia eelisteks on hea puhastusefekt, lai kasutusala, kõrge täpsus, kontaktivabadus ja juurdepääsetavus. Tööstuslikus tootmises on tootmisel ja hooldusel ning muudes valdkondades lai kasutusvõimalused, mis eeldatavasti asendavad osaliselt või täielikult traditsioonilised puhastusmeetodid ning muutuvad 21. sajandi kõige lootustandvamaks rohelise puhastustehnoloogiaks.
Laserpuhastusmeetod
Laserpuhastusprotsess on väga keeruline, hõlmates mitmesuguseid materjali eemaldamise mehhanisme, laserpuhastusmeetodi puhul võib puhastusprotsess eksisteerida samal ajal mitmesugused mehhanismid, mis on peamiselt tingitud laseri ja materjali vastastikmõjust, sealhulgas materjali pinna ablatsioon, lagunemine, ionisatsioon, lagunemine, sulamine, põlemine, aurustumine, vibratsioon, pihustamine, paisumine, kokkutõmbumine, plahvatus, koorumine, eraldumine ja muud füüsikalised ja keemilised muutused. protsessi.
Praegu on tüüpilisi laserpuhastusmeetodeid peamiselt kolm: laserablatsioonpuhastus, vedelkilega laserpuhastus ja laserlööklainepuhastusmeetodid.
Laser-ablatsiooni puhastusmeetod
Peamised metodoloogilised mehhanismid on soojuspaisumine, aurustamine, ablatsioon ja faasiplahvatus. Laser toimib otse substraadi pinnalt eemaldatavale materjalile ja ümbritsevateks tingimusteks võib olla õhk, gaas või vaakum. Töötingimused on lihtsad ja kõige laialdasemalt kasutatavad mitmesuguste kattekihtide, värvide, osakeste või mustuse eemaldamiseks. Allolev diagramm näitab laserablatsiooni puhastusmeetodi protsessi diagrammi.
Kui laserkiirgus materjali pinnale, substraat ja puhastusmaterjalid on esimene soojuspaisumine. Laseri ja puhastusmaterjaliga interaktsiooniaja pikenemisega, kui temperatuur on madalam kui puhastusmaterjali kavitatsioonilävi, muutub puhastusmaterjal ainult füüsiliselt, puhastusmaterjali ja substraadi soojuspaisumise koefitsiendi erinevus põhjustab liidesel survet. , puhastusmaterjali kõverdumine, aluspinna pinnalt rebenemine, pragunemine, mehaaniline purunemine, vibratsioonimuljumine jne, puhastusmaterjal eemaldatakse juga või eemaldatakse aluspinnalt.
Kui temperatuur on kõrgem kui puhastusmaterjali gaasistamislävitemperatuur, on kaks olukorda: 1) puhastusmaterjali ablatsioonilävi on väiksem kui aluspinnal; 2) puhastusmaterjali ablatsioonilävi on suurem kui aluspinnal.
Need kaks puhastusmaterjalide juhtumit on sulamine, kavitatsioon ja ablatsioon ning muud füüsikalis-keemilised muutused, puhastusmehhanism on lisaks termilisele mõjule keerulisem, kuid võib hõlmata ka puhastusmaterjale ja substraate molekulaarse sideme katkemise vahel, puhastusmaterjalide lagunemine või lagunemine, faas plahvatus, puhastusmaterjalid gaasistamine hetkeline ionisatsioon, plasma teke.
(1)Vedelkile abil laserpuhastus
Meetodi mehhanismil on peamiselt vedeliku kile keev aurustamine ja vibratsioon jne. Vajadusel valida sobiv laserlainepikkus, et korvata laserablatsioonipuhastusprotsessis löögirõhu puudumist, saab eemaldada mõnda neist on puhastusobjekti raskem eemaldada.
Nagu on näidatud alloleval joonisel, kattis vedelikukile (vesi, etanool või muud vedelikud) puhastusobjekti pinna ja seejärel kasutage selle kiiritamiseks laserit. Vedelkile neelab laserenergiat, mille tulemuseks on vedela kandja tugev plahvatus, keeva vedeliku plahvatus kiirel liikumisel, energia ülekandmine pinnapuhastusmaterjalidele, suur mööduv plahvatusjõud on piisav pinna mustuse eemaldamiseks puhastamise eesmärgil.
Vedelkilega laserpuhastusmeetodil on kaks puudust.
Tülikas protsess ja seda on raske kontrollida.
Tänu vedela kile kasutamisele on aluspinna keemiline koostis pärast puhastamist kergesti muudetav ja uute ainete tekitamine.
(1)Laser-lööklaine tüüpi puhastusmeetod
Protsessi lähenemine ja mehhanism on kahest esimesest väga erinev, mehhanism on peamiselt lööklaine jõu eemaldamine, puhastusobjektid on peamiselt osakesed, peamiselt osakeste eemaldamiseks (sub-mikron või nanoskaala). Protsessi nõuded on väga ranged nii õhu ioniseerimise võime tagamiseks kui ka sobiva vahemaa hoidmiseks laseri ja substraadi vahel, et löögijõu osakeste mõju oleks piisavalt suur.
Laserlööklaine puhastamise protsessi skemaatiline diagramm on näidatud allpool, laser on paralleelne põhimiku pinna löögi suunaga ja aluspind ei puutu kokku. Liigutage töödeldavat detaili või laserpead, et reguleerida laseri fookus laserväljundi lähedal asuva osakesega, tekib õhu ionisatsiooni nähtuse fookuspunkt, mille tulemuseks on lööklained, lööklained kuni sfäärilise paisumise kiire laienemiseni ja laiendatakse kontaktini. osakestega. Kui lööklaine põikkomponendi moment osakesel on suurem kui pikisuunalise komponendi moment ja osakese haardumisjõud, eemaldatakse osake veeremise teel.
Laserpuhastustehnoloogia
Laserpuhastusmehhanism põhineb peamiselt objekti pinnal pärast laserenergia neeldumist või aurustumist ja lendumist või hetkelist soojuspaisumist, et ületada pinnal olevate osakeste adsorptsiooni, nii et objekt pinnalt eemaldub ja seejärel saavutatakse puhastamise eesmärk.
Ligikaudne kokkuvõte järgmiselt: 1. laseri aurude lagunemine, 2. laseri eemaldamine, 3. mustuseosakeste soojuspaisumine, 4. substraadi pinna vibratsioon ja osakeste vibratsioon neli aspekti
Võrreldes traditsioonilise puhastusprotsessiga on laserpuhastustehnoloogial järgmised omadused.
1. See on "kuiv" puhastus, ei sisalda puhastuslahust ega muid keemilisi lahuseid ning puhtus on palju kõrgem kui keemilise puhastuse protsess.
2. Mustuse eemaldamise ulatus ja kasutatava aluspinna valik on väga lai ja
3. Laserprotsessi parameetrite reguleerimise kaudu ei saa saasteainete tõhusa eemaldamise alusel substraadi pinda kahjustada, pind on nagu uus.
4. Laserpuhastust saab hõlpsasti automatiseerida.
5. Laserpuhastusseadmeid saab kasutada pikka aega, madalad tegevuskulud.
6. Laserpuhastustehnoloogia on: roheline: puhastusprotsess, jäätmete kõrvaldamine on tahke pulber, väikese suurusega, lihtne säilitada, põhimõtteliselt ei saasta keskkonda.
1980. aastatel seadis pooljuhtide tööstuse kiire areng ränivahvlimaski pinnale puhastustehnoloogia saasteosakeste pinnale kõrgemad nõuded, põhipunkt on ületada mikroosakeste ja substraadi saastumine suure adsorptsioonijõu vahel. , traditsiooniline keemiline puhastus, mehaaniline puhastus, ultrahelipuhastusmeetodid ei suuda nõudlust rahuldada ja laserpuhastus võib selliseid reostusprobleeme lahendada, sellega seotud uuringud ja rakendused on kiiresti arenenud.
1987. aastal ilmus esmakordselt laserpuhastuse patenditaotlus. 1990. aastatel rakendas Zapka edukalt laserpuhastustehnoloogiat pooljuhtide tootmisprotsessis, et eemaldada maski pinnalt mikroosakesed, mõistes laserpuhastustehnoloogia varast rakendamist tööstusvaldkonnas. 1995. aastal kasutasid teadlased 2 kW TEA-CO2 laserit, et edukalt saavutada õhusõiduki kere värvi eemaldamine.
Pärast 21. sajandisse sisenemist, ülilühikeste impulsslaserite kiire arenguga, kasvas järk-järgult kodu- ja välismaiste uuringute ja laserpuhastustehnoloogia rakendamine, keskendudes metallmaterjalide pinnale, tüüpilised välismaised rakendused on lennuki kere värvi eemaldamine, hallitus. pindade rasvaärastus, mootori sisemine süsiniku eemaldamine ja vuukide pindade puhastamine enne keevitamist. USA Edisoni Keevitusinstituudi FG16 sõjalennuki laserpuhastus, kui laseri võimsus on 1 kW, puhastusmaht 2,36 cm3 minutis.
Tasub mainida, et kõrgtehnoloogiliste komposiitdetailide laservärvide eemaldamise uurimine ja rakendamine on samuti suur kuum koht. USA mereväe HG53, HG56 helikopteri sõukruvi labad ja hävitaja F16 lame saba ja muud komposiitpinnad on laservärvide eemaldamise rakendused realiseeritud, samas kui Hiina komposiitmaterjalid lennukirakendustes hilja, nii et sellised uuringud on põhimõtteliselt tühjad.
Lisaks on laserpuhastustehnoloogia kasutamine vuugi CFRP komposiitpinna töötlemisel enne liimimist, et parandada vuugi tugevust. kohandage laserettevõte Audi TT autode tootmisliiniga, et pakkuda kiudlaseriga puhastusseadmeid kerge alumiiniumisulamist ukseraami oksiidkile pinna puhastamiseks. Rolls G Royce UK kasutas titaanist aeromootori komponentide pinnalt oksiidkile puhastamiseks laserpuhastust.
Laserpuhastustehnoloogia on viimase kahe aasta jooksul kiiresti arenenud, olgu selleks laserpuhastusprotsessi parameetrid ja puhastusmehhanism, puhastusobjektide uurimine või uuringute rakendamine on teinud suuri edusamme. Laserpuhastustehnoloogia on pärast paljusid teoreetilisi uuringuid keskendunud pidevalt uuringute rakendamisele ja paljutõotavate tulemuste rakendamisele. Tulevikus on laserpuhastustehnoloogia kultuurimälestiste ja kunstiteoste kaitsel laiemalt kasutusel ning selle turg on väga lai. Teaduse ja tehnoloogia arenguga on laserpuhastustehnoloogia rakendamine tööstuses muutumas reaalsuseks ning rakendusala muutub järjest laiemaks.
Laserautomaatikaettevõte Maven on keskendunud laseritööstusele 14 aastat, oleme spetsialiseerunud lasermärgistamisele, meil on masinakapi laserpuhastusmasin, kärukorpuse laserpuhastusmasin, seljakoti laserpuhastusmasin ja kolm ühes laserpuhastusmasin, lisaks on meil ka laserkeevitusmasin, laserlõikamismasin ja lasermärgistuse graveerimismasin, kui olete meie masinast huvitatud, võite meid jälgida ja meiega julgelt ühendust võtta.
Postitusaeg: 14.11.2022
