Sa mga nakaraang taon, ang paglilinis gamit ang laser ay naging isa sa mga pangunahing sentro ng pananaliksik sa larangan ng industriyal na pagmamanupaktura, sumasaklaw ang pananaliksik sa proseso, teorya, kagamitan, at mga aplikasyon. Sa mga aplikasyong pang-industriya, ang teknolohiya ng paglilinis gamit ang laser ay nakapaglilinis nang maaasahan ng maraming iba't ibang ibabaw ng substrate, paglilinis ng mga bagay kabilang ang bakal, aluminyo, titanium, salamin, at mga composite na materyales, atbp., at mga industriya ng aplikasyon na sumasaklaw sa aerospace, abyasyon, pagpapadala, high-speed rail, automotive, molde, nuclear power, at marino at iba pang larangan.
Ang teknolohiya sa paglilinis gamit ang laser, na nagsimula pa noong dekada 1960, ay may mga bentahe ng mahusay na epekto sa paglilinis, malawak na hanay ng mga aplikasyon, mataas na katumpakan, hindi kontak, at madaling ma-access. Sa industriyal na pagmamanupaktura, produksyon at pagpapanatili, at iba pang larangan, ay may malawak na hanay ng mga inaasahang aplikasyon, inaasahang bahagyang o ganap na papalit sa mga tradisyonal na pamamaraan ng paglilinis, at magiging pinakapangakong teknolohiya sa berdeng paglilinis sa ika-21 siglo.
Paraan ng paglilinis gamit ang laser
Ang proseso ng paglilinis gamit ang laser ay napakakumplikado, na kinasasangkutan ng iba't ibang mekanismo ng pag-alis ng materyal. Para sa isang paraan ng paglilinis gamit ang laser, ang proseso ng paglilinis ay maaaring sabay na may iba't ibang mekanismo, na pangunahing maiuugnay sa interaksyon sa pagitan ng laser at ng materyal, kabilang ang proseso ng pag-aalis ng ibabaw ng materyal, pagkabulok, ionization, degradation, pagkatunaw, pagkasunog, pagsingaw, panginginig ng boses, pag-sputtering, paglawak, pag-urong, pagsabog, pagbabalat, paglalagas at iba pang pisikal at kemikal na pagbabago.
Sa kasalukuyan, ang karaniwang mga paraan ng paglilinis gamit ang laser ay pangunahing tatlo: paglilinis gamit ang laser ablation, paglilinis gamit ang liquid film-assisted laser, at paglilinis gamit ang laser shock wave.
Paraan ng paglilinis ng laser ablation
Ang mga pangunahing mekanismo ng metodolohiya ay ang thermal expansion, vaporization, ablation at phase explosion. Ang laser ay direktang kumikilos sa materyal na aalisin mula sa ibabaw ng substrate at ang mga kondisyon sa paligid ay maaaring hangin, rarefied gas o vacuum. Ang mga kondisyon ng pagpapatakbo ay simple at pinakamalawak na ginagamit upang alisin ang iba't ibang mga patong, pintura, partikulo o dumi. Ang diagram sa ibaba ay nagpapakita ng diagram ng proseso para sa paraan ng paglilinis gamit ang laser ablation.
Kapag ang ibabaw ng materyal ay sinasailalim sa laser irradiation, ang substrate at mga materyales sa paglilinis ang unang thermal expansion. Sa pagtaas ng oras ng interaksyon ng laser sa materyal sa paglilinis, kung ang temperatura ay mas mababa kaysa sa cavitation threshold ng materyal sa paglilinis, ang materyal sa paglilinis ay nagbabago lamang sa pisikal na proseso, ang pagkakaiba sa pagitan ng materyal sa paglilinis at ng koepisyent ng thermal expansion ng substrate ay humahantong sa presyon sa interface, pagbaluktot ng materyal sa paglilinis, pagkapunit mula sa ibabaw ng substrate, pagbibitak, mekanikal na bali, pagdurog ng vibration, atbp., ang materyal sa paglilinis ay tinatanggal sa pamamagitan ng jet o pagtanggal sa ibabaw ng substrate.
Kung ang temperatura ay mas mataas kaysa sa temperatura ng gasification threshold ng materyal na panlinis, magkakaroon ng dalawang sitwasyon: 1) ang ablation threshold ng materyal na panlinis ay mas mababa kaysa sa substrate; 2) ang ablation threshold ng materyal na panlinis ay mas mataas kaysa sa substrate.
Ang dalawang kaso ng mga materyales sa paglilinis na ito ay ang pagkatunaw, cavitation at ablation at iba pang mga pagbabago sa physicochemical, ang mekanismo ng paglilinis ay mas kumplikado, bilang karagdagan sa mga thermal effect, ngunit maaari ring isama ang mga materyales sa paglilinis at substrate sa pagitan ng pagbasag ng molekular na bono, decomposition o degradation ng mga materyales sa paglilinis, pagsabog ng phase, gasification ng mga materyales sa paglilinis, agarang ionization, at pagbuo ng plasma.
(1)Paglilinis ng laser na tinulungan ng likidong pelikula
Ang mekanismo ng pamamaraan ay pangunahing may likidong film na kumukulo na singaw at panginginig ng boses, atbp. Ang paggamit ng pangangailangang pumili ng naaangkop na wavelength ng laser, sa isang paraan upang mabawi ang kakulangan ng presyon ng epekto sa proseso ng paglilinis ng laser ablation, ay maaaring gamitin upang alisin ang ilan sa mga mas mahirap tanggalin ang bagay na nililinis.
Gaya ng ipinapakita sa larawan sa ibaba, ang likidong pelikula (tubig, ethanol o iba pang likido) ay paunang natatakpan sa ibabaw ng bagay na nililinis, at pagkatapos ay ginagamit ang laser upang i-irradiate ito. Ang likidong pelikula ay sumisipsip ng enerhiya ng laser na nagreresulta sa isang malakas na pagsabog ng likidong media, ang pagsabog ng kumukulong likido sa mabilis na paggalaw, ang paglipat ng enerhiya sa mga materyales sa paglilinis sa ibabaw, ang mataas na lumilipas na puwersa ng pagsabog ay sapat na upang maalis ang dumi sa ibabaw upang makamit ang mga layunin ng paglilinis.
Ang paraan ng paglilinis gamit ang liquid film-assisted laser ay may dalawang disbentaha.
Mahirap kontrolin ang proseso at mahirap itong gawin.
Dahil sa paggamit ng likidong pelikula, ang kemikal na komposisyon ng ibabaw ng substrate pagkatapos ng paglilinis ay madaling mabago at makabuo ng mga bagong sangkap.
(1)Paraan ng paglilinis ng uri ng laser shock wave
Ang pamamaraan at mekanismo ng proseso ay ibang-iba sa unang dalawa, ang mekanismo ay pangunahing pag-alis ng puwersa ng shock wave, ang mga bagay na panlinis ay pangunahing mga particle, pangunahin para sa pag-alis ng mga particle (sub-micron o nanoscale). Ang mga kinakailangan sa proseso ay napakahigpit, kapwa upang matiyak ang kakayahang i-ionize ang hangin, ngunit din upang mapanatili ang isang angkop na distansya sa pagitan ng laser at ng substrate upang matiyak na ang aksyon ng puwersa ng impact sa mga particle ay sapat na malaki.
Ang diagram ng eskematiko ng proseso ng paglilinis ng laser shock wave ay ipinapakita sa ibaba, kung ang laser ay parallel sa direksyon ng ibabaw ng substrate shot, at ang substrate ay hindi dumampi. Igalaw ang workpiece o ulo ng laser upang ayusin ang pokus ng laser sa particle na malapit sa output ng laser, ang focal point ng air ionization phenomenon ay magaganap, na magreresulta sa shock wave, ang shock wave ay mabilis na magpapalawak ng spherical expansion, at lalawak upang makipag-ugnayan sa mga particle. Kapag ang sandali ng transverse component ng shock wave sa particle ay mas malaki kaysa sa sandali ng longitudinal component at ang puwersa ng pagdikit ng particle, ang particle ay aalisin sa pamamagitan ng paggulong.
Teknolohiya sa paglilinis ng laser
Ang mekanismo ng paglilinis ng laser ay pangunahing nakabatay sa ibabaw ng bagay pagkatapos ng pagsipsip ng enerhiya ng laser, o pagsingaw at pagkasumpungin, o agarang pagpapalawak ng thermal upang malampasan ang adsorption ng mga particle sa ibabaw, upang ang bagay ay maalis sa ibabaw, at pagkatapos ay makamit ang layunin ng paglilinis.
Buod na maikli: 1. laser vapor decomposition, 2. laser stripping, 3. thermal expansion ng mga particle ng dumi, 4. panginginig ng ibabaw ng substrate at panginginig ng particle sa apat na aspeto
Kung ikukumpara sa tradisyonal na proseso ng paglilinis, ang teknolohiya ng paglilinis ng laser ay may mga sumusunod na katangian.
1. Ito ay isang "dry" na paglilinis, walang solusyon sa paglilinis o iba pang kemikal na solusyon, at ang kalinisan ay mas mataas kaysa sa proseso ng paglilinis gamit ang kemikal.
2. Malawak ang saklaw ng pag-aalis ng dumi at ang naaangkop na saklaw ng substrate, at
3. Sa pamamagitan ng regulasyon ng mga parameter ng proseso ng laser, hindi maaaring makapinsala sa ibabaw ng substrate batay sa epektibong pag-aalis ng mga kontaminante, ang ibabaw ay kasing ganda ng bago.
4. Madaling awtomatikong mapatakbo ang paglilinis gamit ang laser.
5. Ang kagamitan sa pagdidisimpekta gamit ang laser ay maaaring gamitin nang matagal, mababa ang gastos sa pagpapatakbo.
6. Ang teknolohiya ng paglilinis ng laser ay isang: berde: proseso ng paglilinis, inaalis ang basura ay isang solidong pulbos, maliit na sukat, madaling iimbak, at karaniwang hindi magpaparumi sa kapaligiran.
Noong dekada 1980, ang mabilis na pag-unlad ng industriya ng semiconductor sa ibabaw ng silicon wafer mask ay naglagay ng mas mataas na mga kinakailangan sa paglilinis ng mga particle ng kontaminasyon ng teknolohiya, ang pangunahing punto ay upang malampasan ang kontaminasyon ng mga micro-particle at ang substrate sa pagitan ng malaking puwersa ng adsorption, ang tradisyonal na paglilinis ng kemikal, mekanikal na paglilinis, at mga pamamaraan ng ultrasonic cleaning ay hindi nakakatugon sa pangangailangan, at ang paglilinis ng laser ay maaaring malutas ang mga naturang problema sa polusyon, ang mga kaugnay na pananaliksik at aplikasyon ay mabilis na binuo.
Noong 1987, unang lumitaw ang aplikasyon ng patente sa paglilinis gamit ang laser. Noong dekada 1990, matagumpay na nailapat ng Zapka ang teknolohiya ng paglilinis gamit ang laser sa proseso ng paggawa ng semiconductor upang alisin ang mga micro-particle mula sa ibabaw ng maskara, na siyang naging dahilan ng maagang aplikasyon ng teknolohiya ng paglilinis gamit ang laser sa larangan ng industriya. Noong 1995, gumamit ang mga mananaliksik ng 2 kW TEA-CO2 laser upang matagumpay na makamit ang paglilinis ng pintura ng fuselage ng sasakyang panghimpapawid.
Matapos pumasok sa ika-21 siglo, kasabay ng mabilis na pag-unlad ng mga ultra-short pulse laser, unti-unting tumaas ang pananaliksik at aplikasyon ng teknolohiya sa paglilinis ng laser sa loob at labas ng bansa, na nakatuon sa ibabaw ng mga materyales na metal, ang karaniwang mga aplikasyon sa ibang bansa ay ang pag-alis ng pintura ng fuselage ng sasakyang panghimpapawid, pag-degreasing ng amag sa ibabaw, pag-alis ng carbon sa loob ng makina at paglilinis ng ibabaw ng mga joint bago mag-welding. Ang paglilinis ng laser ng US Edison Welding Institute ng FG16 warplane, kapag ang lakas ng laser ay 1 kW, ang dami ng paglilinis ay 2.36 cm3 bawat minuto.
Mahalagang banggitin na ang pananaliksik at aplikasyon ng pag-alis ng pintura gamit ang laser sa mga advanced na composite na bahagi ay isa ring pangunahing mainit na usapin. Ang mga blades ng propeller ng US Navy na HG53, HG56 helicopter, at ang flat tail at iba pang composite surface ng F16 fighter jet ay nagamit na sa pag-alis ng pintura gamit ang laser, habang ang mga composite material ng China sa mga aplikasyon ng sasakyang panghimpapawid ay huli na, kaya ang ganitong pananaliksik ay halos wala nang saysay.
Bukod pa rito, ang paggamit ng teknolohiya sa paglilinis ng laser sa CFRP composite surface treatment ng joint bago idikit upang mapabuti ang lakas ng joint ay isa rin sa kasalukuyang pokus ng pananaliksik. Iniangkop ng kumpanya ng laser ang linya ng produksyon ng kotse ng Audi TT upang magbigay ng kagamitan sa paglilinis ng fiber laser upang linisin ang ibabaw ng magaan na aluminum alloy door frame oxide film. Gumamit ang Rolls G Royce UK ng laser cleaning upang linisin ang oxide film sa ibabaw ng mga titanium aero-engine component.
Mabilis na umunlad ang teknolohiya ng paglilinis gamit ang laser sa nakalipas na dalawang taon, maging ito man ay sa mga parameter ng proseso ng paglilinis gamit ang laser at mekanismo ng paglilinis, pananaliksik sa paglilinis ng bagay o sa aplikasyon ng pananaliksik ay nakagawa ng malaking pag-unlad. Matapos ang maraming teoretikal na pananaliksik, ang teknolohiya ng paglilinis gamit ang laser ay patuloy na nakatuon sa aplikasyon ng pananaliksik, at sa aplikasyon ng mga magagandang resulta. Sa hinaharap, ang teknolohiya ng paglilinis gamit ang laser sa pangangalaga ng mga kultural na labi at mga likhang sining ay mas malawak na gagamitin, at ang merkado nito ay napakalawak. Kasabay ng pag-unlad ng agham at teknolohiya, ang aplikasyon ng teknolohiya ng paglilinis gamit ang laser sa industriya ay nagiging isang katotohanan, at ang saklaw ng aplikasyon ay nagiging mas malawak.
Ang kumpanya ng Maven laser automation ay nakatuon sa industriya ng laser sa loob ng 14 na taon, dalubhasa kami sa laser marking, mayroon kaming machine cabinet laser cleaning machine, trolley case laser cleaning machine, backpack laser cleaning machine at three-in-one laser cleaning machine. Bukod pa rito, mayroon din kaming laser welding machine, laser cutting machine at laser marking engraving machine. Kung interesado ka sa aming makina, maaari mo kaming sundan at huwag mag-atubiling makipag-ugnayan sa amin.
Oras ng pag-post: Nob-14-2022
