Technológia čistenia laserom je úspešnou aplikáciou laserovej technológie v oblasti strojárstva. Jeho základným princípom je využitie vysokej hustoty energie lasera na interakciu s kontaminantmi pripojenými k základni obrobku, aby sa spôsobila okamžitá tepelná expanzia, topenie, odparovanie plynu atď. Kontaminanty sú oddelené od základne obrobku. Technológia laserového čistenia má vlastnosti vysokej účinnosti, ochrany životného prostredia a úspory energie a úspešne sa používa pri čistení plesní pneumatík, odstraňovaní náterov karosérií lietadiel, obnove kultúrnych pamiatok a iných oblastiach.
Tradičná technológia čistenia zahŕňa mechanické čistenie trením (pieskovanie, čistenie vysokotlakovou vodnou pištoľou atď.), čistenie chemickou koróziou, čistenie ultrazvukom, čistenie suchým ľadom atď. Tieto technológie čistenia našli široké uplatnenie vo všetkých oblastiach života, ako napríklad pieskovanie výberom abrazíva s rôznou tvrdosťou môžete vyčistiť kovové vyšívacie škvrny, kovové povrchové otrepy, konformný povlak na povrchu dosky plošných spojov atď. Technológia chemického čistenia korózie je široko používaná pri čistení povrchov zariadení od oleja, kotlov a olejových potrubí a ďalšie oblasti. Aj keď tieto technológie čistenia boli vyvinuté a vyspelé, stále existujú určité problémy, ako napríklad čistenie pieskovaním ľahko spôsobí poškodenie ošetreného povrchu, chemické čistenie koróziou spôsobí znečistenie životného prostredia a nesprávne ošetrenie povedie k čisteniu povrchovej korózie.
Vznik technológie laserového čistenia je revolúciou v technológii čistenia. Technológia laserového čistenia využíva výhody lasera, ako je vysoká hustota energie, vysoká presnosť a efektívny prenos. V porovnaní s tradičnou čistiacou technológiou má zjavné výhody v účinnosti čistenia, presnosti čistenia, mieste čistenia atď. a môže sa účinne vyhnúť problémom spôsobeným čistiacimi technológiami, ako je čistenie chemickou koróziou. znečistenie životného prostredia a nespôsobí poškodenie podkladu.
Princíp laserového čistenia
Čo je teda čistenie laserom? Laserové čistenie je proces odstraňovania materiálu z pevných (alebo niekedy tekutých) povrchov vystavením laserovému lúču. Pri nízkej fluencii lasera sa materiál ohrieva absorbovanou laserovou energiou a odparuje sa alebo sublimuje. Pri vysokej laserovej fluencii sa materiál často mení na plazmu. Čistenie laserom zvyčajne zahŕňa odstraňovanie materiálu pulzným laserom, ale ak je intenzita lasera dostatočne vysoká, na odstránenie materiálu možno použiť laserový lúč s kontinuálnou vlnou. Na fotoabláciu sa používajú hlavne hĺbkové ultrafialové excimerové lasery. Vlnová dĺžka lasera použitá na fotoabláciu je približne 200 nm. Hĺbka, do ktorej je laserová energia absorbovaná, a množstvo materiálu odstráneného jediným laserovým impulzom závisí od optických vlastností materiálu, ako aj od vlnovej dĺžky lasera a dĺžky impulzu. Celková hmotnosť ablovaná z cieľa na jeden laserový impulz sa často označuje ako rýchlosť ablácie. Charakteristiky laserového žiarenia, ako je laserový lúč, rýchlosť skenovania a pokrytie skenovacej čiary, môžu výrazne ovplyvniť proces ablácie.
Aplikácia technológie laserového čistenia
(1) Polovodičové pole
Polovodičové doštičky a optické substráty majú rovnaký proces v procese spracovania, to znamená, že surovina je spracovaná do požadovaného tvaru vo forme rezania, brúsenia atď. Pri tomto procese sa zavádzajú časticové znečisťujúce látky, ktoré sa ťažko odstraňujú a opakované znečistenie je vážny problém. Nečistoty na povrchu polovodičových doštičiek ovplyvnia kvalitu tlače dosiek plošných spojov, čím sa skráti životnosť polovodičových čipov. Nečistoty na povrchu optického substrátu ovplyvnia kvalitu optického zariadenia a povlaku, čo môže viesť k nerovnomernej energii a skrátiť životnosť. Pretože chemické čistenie laserom môže ľahko spôsobiť povrchové poškodenie substrátu, tento spôsob čistenia sa pri čistení polovodičových doštičiek a optických substrátov používa len zriedka a laserové mokré čistenie a čistenie laserovými plazmovými rázovými vlnami majú v tejto oblasti úspešnejšie aplikácie. Niektorí výskumníci študovali ukladanie špeciálneho smaltu na úrovni mikrónov na povrchu ultra hladkého optického substrátu ako dielektrického filmu a potom ho vyčistili pulzným laserom a čistiaci účinok bol dobrý. Hoci sa častice nečistôt na jednotku plochy zvýšili, veľkosť častíc nečistôt a plocha pokrytia sa výrazne znížili. Táto metóda dokáže účinne vyčistiť častice znečisťujúcich látok na úrovni mikrónov na povrchu ultra hladkého optického substrátu.
(2) Oblasť kovového materiálu
V porovnaní s čistením polovodičových doštičiek a optických substrátov patrí čistenie kontaminantov na povrchu kovových materiálov do kategórie makro. Škodlivinami na povrchu kovových materiálov sú najmä oxidová vrstva (vrstva hrdze), vrstva náteru, náter, iné prídavné látky a pod. Podľa druhu škodlivín ich možno rozdeliť na organické škodliviny (ako vrstva náteru, náter) a anorganické znečisťujúce látky (ako je vrstva hrdze). Čistenie škodlivín na povrchu kovových materiálov má spĺňať najmä požiadavky následného spracovania alebo použitia. Napríklad vrstva oxidu s hrúbkou asi 10 μm na povrchu častí zo zliatiny titánu musí byť pred zváraním odstránená a pôvodný náter na povrchu kože musí byť odstránený počas generálnej opravy lietadla, aby sa uľahčilo opätovné striekanie. Forma na gumové pneumatiky by sa mala pravidelne čistiť, aby sa zabezpečila čistota povrchu a zabezpečila sa kvalita výroby a životnosť formy. Prah poškodenia kovových materiálov je vyšší ako prah laserového čistenia ich povrchových nečistôt a lepší čistiaci účinok možno dosiahnuť výberom správneho výkonového lasera, ktorý je v niektorých oblastiach vyspelý.
(3)Oblasť kultúrnych pamiatok
Kvôli svojej dlhej histórii budú mať kovové kultúrne relikvie a kamenné kultúrne relikvie na svojom povrchu nečistoty, ako je prach a atramentové škvrny. Tieto nečistoty je potrebné vyčistiť, aby sa obnovili kultúrne pamiatky. Keď je papier, ako je kaligrafia a maľba, nesprávne skladovaný, na povrchu sa rozrastie pleseň a vytvorí sa plak. Tieto plakety vážne ovplyvňujú pôvodný vzhľad papiera, najmä pri papieri s vysokou kultúrnou alebo historickou hodnotou, čo ovplyvní jeho zhodnotenie a ochranu. Niektorí vedci skúmali uskutočniteľnosť UV laserového čistenia plesňových plakov na ryžovom papieri. Výsledky testov ukázali, že použitím lasera s hustotou energie 3,2 J/mm2 na skenovanie tenkých plakov je možné odstrániť tenké plaky raz a skenovaním dvakrát na odstránenie plakov. Čistí, ale ak je použitá energia lasera príliš vysoká, poškodí ryžový papier pri odstraňovaní povlaku.
Perorácia
Technológia laserového čistenia je pomerne pokročilá technológia, ktorá má široké výskumné a aplikačné perspektívy v kozmickom priemysle, vo vojenskom vybavení, elektronike a iných pokročilých oblastiach. V súčasnosti je technológia čistenia laserom v niektorých oblastiach vyspelá, vďaka vysokej účinnosti, ekologickosti, dobrým čistiacim účinkom a ďalším vlastnostiam sa postupne rozširuje aj oblasť jej použitia. Vývoj technológie čistenia laserom bol vyspelý nielen v oblasti odstraňovania náterov, hrdze a iných aplikácií, ale v posledných rokoch sa objavujú aj správy o použití lasera na čistenie vrstvy oxidu na povrchu drôtu. Rozšírenie a uplatnenie existujúcich oblastí a nových oblastí sú základom pre rozvoj technológie laserového čistenia. Výskum a vývoj nových laserových čistiacich zariadení a vývoj nových laserových čistiacich zariadení sa budú diferencovať a rozvíjať rôzne funkcie. Plnoautomatické laserové čistenie je v budúcnosti možné dosiahnuť aj spoluprácou s priemyselnými robotmi.
Guosheng Laser, ako výrobca frekvenčných meničov, sa zaviazal poskytovať zákazníkom vysokokvalitné, vysoko štandardné a vysoko účinné čistiace riešenia spolu s komplexnými službami. Ak máte záujem dozvedieť sa viac o frekvenčnom prevodníku a jeho aplikáciách, neváhajte nás kontaktovať na adrese bob@gshenglaser.com.