1.Teaduse ja tehnoloogia kiire arenguga on lasertehnoloogiat üha enam kasutatud erinevates inimeste tootmise ja elu valdkondades. Alates supermarket vöötkoodid, laserprinterid laser ilu, ravi lühinägelikkus ja on tuttav. Samuti on paljudele inimestele teada tööstuslikuks tootmiseks mõeldud laserseadmete lõikamine, puurimine ja keevitamine. Siiski ei tunne inimesed endiselt ja ei mõista laserseadmete kasutamist puhastustööstuses. Laserpuhastustehnoloogia on uut tüüpi puhastustehnoloogia, mis on viimase 10 aasta jooksul kiiresti arenenud. See on järk-järgult asendanud traditsioonilised puhastusprotsessid paljudes valdkondades oma eeliste ja asendamatuse tõttu. Miks laserseadmed allpool puhastada? Mida saab puhastada? Kui efektiivne on puhastustõhusus? Tehke lühike sissejuhatus.
2. Laser ja puhastamine
Traditsioonilisel puhastustööstusel on mitmesugused puhastamismeetodid, peamiselt keemiliste ainete ja puhastamismeetodite abil. Hiina üha rangemate keskkonnakaitsenõuete ja inimeste kasvava teadlikkuse tõttu keskkonnakaitsest ja -ohutusest muutub tööstusliku tootmise ja puhastamise jaoks kasutatavate kemikaalide liigid üha vähem. Probleem, mida peame kaaluma, on puhtama ja mitteinvasiivse puhastusmeetodi leidmine. Laseripuhastust iseloomustavad mitte-abrasiivsed, mittekontaktsed, mitte-termilised ja erinevate materjalide jaoks sobivad objektid ning neid peetakse kõige usaldusväärsemaks ja tõhusamaks lahenduseks. Samal ajal võib laserpuhastus lahendada probleeme, mida ei saa lahendada traditsiooniliste puhastusmeetoditega. Näiteks, kui tooriku pinnal on sub-mikroni suurused saasteainete osakesed, kalduvad need osakesed kinni jääma ja tavapärased puhastamismeetodid ei saa seda eemaldada. Puhastamine nano-laseritega tooriku pinnal on väga tõhus. Lisaks, kuna laserit kasutatakse töödeldava detaili puhastamiseks ilma kontaktita, on täpne toorik või selle peened osad puhastada ja selle täpsus on tagatud. Seetõttu on laser puhastamisel unikaalsed eelised puhastustööstuses.
Miks saab laserit puhastada? Miks see ei kahjusta puhastatavat objekti? Kõigepealt mõista laserit. Lihtsamalt öeldes, laser ei erine valgust (nähtav ja nähtamatu valgus), mis läheb koos meiega, kuid laser kasutab resonants-õõnsust valguse kontsentreerimiseks samas suunas ja on lihtsam lainepikkus, koordineerimine jne. jõudlus on parem, nii et teoreetiliselt saab laseri moodustamiseks kasutada kõiki valguse lainepikkusi, kuid tegelikult on see piiratud väheste meediatega, mida saab põnevil, nii et laserallikad, mis suudavad toota stabiilset ja sobivad tööstuslikuks tootmiseks, on üsna piiratud. Tõenäoliselt kasutatakse laialdaselt Nd: YAG laserid, CO2 laserid ja eksimeerlaserid. Kuna Nd: YAG laserid võivad optilise kiudoptilise ülekande abil olla tööstuslikuks kasutamiseks sobivad, kasutatakse neid ka laserpuhastuses.
3. Laserpinna puhastamise eelised
Võrreldes traditsiooniliste puhastamismeetoditega, nagu mehaaniline hõõrdepuhastus, keemiline korrosioonipuhastus, vedel tahke tugev puhastus ja kõrgsageduslik ultraheli puhastamine, on laserpuhastusel ilmseid eeliseid.
3.1 Laser puhastamine on "roheline" puhastusmeetod. See ei nõua kemikaalide ega puhastusvahendite kasutamist. Puhastatud jäätmed on põhiliselt tahked pulbrid, väikesed, kergesti ladustatavad, ringlussevõetavad ja kergesti puhastatavad keemilise puhastamisega. Keskkonnareostuse probleemid 3.2. Traditsioonilised puhastamismeetodid on sageli kontaktide puhastamine. Puhastusobjekti pinnal on mehaaniline jõud. Kahjustatud objekti pind või puhastusvahend kleepub puhastatava objekti pinnale ja seda ei saa eemaldada. Nende probleemide lahendamiseks all-reostus, mitte-abrasiivne ja mittekontaktne laserpuhastus; 3.3 laserit saab edastada läbi kiudoptika ning robotid ja robotid, mis hõlbustavad kaugliikluse teostamist, ei suuda kohapeal tavapärast meetodit puhastada, seda võib kasutada mõnedes ohtlikes kohtades, et tagada ohutus töötajad; 3.4 Laserpuhastus võib erinevate materjalide pinnalt eemaldada mitmesuguseid saasteaineid, et saavutada puhtus, mida tavaline puhastamine ei suuda saavutada. Veelgi enam, see võib ka selektiivselt puhastada materjali pinnal asuvaid saasteaineid, kahjustamata materjali pinda. 3.5 Laseri puhastamine on kõrge efektiivsusega ja säästab aega. 3.6 Kuigi laserpuhastussüsteem on eelmises ühekordses investeeringus kõrgem, puhastatakse see. Süsteemi saab pikka aega kasutada stabiilselt ja jooksvad kulud on madalad. Võtke näiteks Quanteli LASERLASTE, mille tunnikulu on vaid umbes 1 euro ja mis veelgi tähtsam, seda on lihtne automatiseerida.
Laserpinna puhastamise põhimõte
Impulss-Nd: YAG laserpuhastusprotsess põhineb laseriga genereeritud valgusimpulsside omadustel, mis põhinevad fotofüüsikalisel vastusel, mis on põhjustatud suure intensiivsusega tala, lühisimpulsslaseri ja saastekihi vahelistest interaktsioonidest. Füüsilise põhimõtte võib kokku võtta järgmiselt:
a) Laseri kiiratav laserkiir absorbeerub töödeldava pinna saastumiskihile. b) Suure energia neeldumine moodustab kiiresti laieneva plasma (tugevalt ioniseeritud ebastabiilne gaas), tekitades löögilaineid. c) Shockwaves saastavad ja eemaldavad saasteained. d) Valgusimpulssi laius peab olema piisavalt lühike, et vältida kuumenemist, mis võib töödeldud pinda kahjustada. e) Katsed näitavad, et kui metalli pinnal on oksiid, tekib metallpinnal plasma.
Plasma tekitatakse ainult siis, kui energiatihedus ületab läve, mis sõltub saastunud kihi või oksiidikihi eemaldamisest. See läviväärtus on väga oluline alusmaterjali tõhusaks puhastamiseks. Plasma välimusele on teine künnis. Kui energiatihedus ületab selle künnise, hävitatakse alusmaterjal. Substraadi materjali tõhusa puhastamise tagamiseks tuleb laserparameetreid reguleerida vastavalt tingimustele, nii et valgusimpulssi energiatihedus oleks rangelt kahe künnise vahel.
Iga laserimpulss eemaldab saastekihi teatud paksuse. Kui saastekiht on paks, on puhastamiseks vaja mitmeid impulsse. Pinna puhastamiseks vajalike impulsside arv sõltub pinna saastumise astmest. Kahe künnise oluliseks tulemuseks on puhastamise enesekontroll. Valgusimpulssid, mille energiatihedus on üle esimese künnise, eemaldavad alati saasteained, kuni substraadi materjal on saavutatud. Kuna selle energiatihedus on madalam kui alusmaterjali kahjustuskünnis, ei ole alus kahjustatud.
5. Laserpuhastuse praktiline rakendamine
Laserpuhastust saab kasutada mitte ainult orgaaniliste saasteainete puhastamiseks, vaid ka anorgaaniliste materjalide, sealhulgas metallkorrosiooni, metallosakeste ja tolmu puhastamiseks. Järgnevalt kirjeldatakse mõningaid praktilisi rakendusi. Need tehnoloogiad on olnud väga küpsed ja neid on laialdaselt kasutatud.
5.1 hallituse puhastamine:
Igal aastal valmistavad rehvivalmistajad maailmas sadu miljoneid rehve ja rehvi vormid tootmisprotsessis tuleb kiiresti ja usaldusväärselt puhastada, et säästa seisakuid. Tavapärased puhastamismeetodid hõlmavad liivapritsitamist, ultraheli või süsinikdioksiidi puhastamist, kuid neid meetodeid tuleb tavaliselt jahutada kuumas vormis mitu tundi, seejärel viia need puhastusvarustusse puhastamiseks, puhastamiseks kulub kaua aega ja kergesti kahjustada täpsust Vorm Keemilised lahustid ja müra võivad põhjustada ka selliseid probleeme nagu ohutus ja keskkonnakaitse. Laserpuhastusmeetodite kasutamine, sest laserit saab edastada kiudoptilise vahendi abil, seega on see väga paindlik; kuna laserpuhastusmeetodit saab kasutada optilise kiu ühendamiseks suru nurgaga või raske puhastada puhastatavaid osi, nii lihtne kasutada; kummi tõttu ja ilma gaasistamiseta ei teki toksilisi gaase, mis mõjutavad töökeskkonna ohutust. Laseri puhastamise rehvide vormide tehnoloogia on Euroopas ja Ameerikas laialdaselt kasutusel rehvitööstuses. Kuigi esialgsed investeerimiskulud on kõrged, saab ooteaja säästmise, hallituse kahjustuste vältimise, tööohutuse ja toorainete säästmise eeliseid kiiresti tagasi saada. Quantel Corporationi LASERLASTE laserpuhastussüsteemi kohaselt näitas Shanghai Shuangqin Trucking Tire Co., Ltd. tootmisliinil läbiviidud puhastustesti, et suurte veoautode rehvi vormi saab puhastada võrgus vaid 2 tunni jooksul. Võrreldes tavaliste puhastusmeetoditega on majanduslikud eelised ilmsed.
Toiduainetööstuse vormide kleepuvast elastsest kilekihist tuleb hügieeni tagamiseks regulaarselt asendada. Selle rakenduse jaoks sobib eriti kemikaalide kasutamata laserpuhastuse kasutamine.
5.2 Relvavarustuse puhastamine:
Laseri puhastustehnoloogiat kasutatakse laialdaselt relvade hooldamisel. Laserpuhastussüsteemi kasutamine võib rooste ja saasteained tõhusalt ja kiiresti eemaldada ning valida automaatne puhastamine. Laserpuhastuse kasutamine ei ole mitte ainult puhtam kui keemiline puhastusprotsess, vaid on ka vähe kahjustanud eseme pinda. Quanteli LASERLASTE võib metallobjektide pinnale moodustada ka tiheda oksiidi kaitsva kile või sulanud metallist kihi, seades erinevad parameetrid pinna tugevuse ja korrosioonikindluse parandamiseks. Laseriga kõrvaldatud jäätmed ei saastata keskkonda oluliselt ja neid saab ka kaugjuhtida, vähendades tõhusalt operaatoritele tekitatud tervisekahjustusi.
5.3 õhusõiduki värvi eemaldamine:
Lennutööstuses on juba ammu kasutatud Euroopa laserpuhastussüsteemi. Õhusõiduki pind värvitakse teatud aja pärast uuesti, kuid originaalvärv tuleb enne värvimist täielikult eemaldada. Värvi mehaanilise eemaldamise traditsiooniline meetod kahjustab tõenäoliselt õhusõiduki metallpinda, põhjustades ohutule lennule varjatud ohte. Mitme laserpuhastussüsteemi kasutamisel saab A320 Airbusi pinnal olevat värvi kahe päeva jooksul täielikult eemaldada ilma metalli pinda kahjustamata.
5.4 Hoonete välisseinte puhastamine:
Hiina majanduse kiire arenguga on üles ehitatud üha rohkem pilvelõhkujaid ning hoonete välisseinte puhastamise probleem on muutunud järjest olulisemaks. LASERLASTE laserpuhastussüsteem tagab hoonete välisseinte hea puhastamise kuni 70 meetri pikkuste optiliste kiudude abil. Lahenduseks on see, et see võib tõhusalt puhastada erinevaid saasteaineid erinevatel kivi-, metall- ja klaasitüüpidel ning on palju tõhusam kui tavaline puhastus. Samuti võib see eemaldada tumedad laigud ja plekid hoonete eri tüüpi kivist. LASERLASTE laserpuhastussüsteem Songshan Mountaini Shaolini templi ehitiste ja kivimälestiste puhastustööd näitavad, et laserpuhastuse kasutamine on väga efektiivne iidse hoone välimuse kaitsmisel.
5.5 Puhastamine elektroonikasektoris
Elektroonikatööstus kasutab oksiidide eemaldamiseks lasereid: Elektroonikatööstus vajab kõrge täpsusega puhastamist, mis on eriti sobiv laser deoksüdatsiooniks. Enne plaadi jootmist peavad komponendi tihvtid olema täielikult oksüdeeritud, et tagada optimaalne elektrikontakt. Dekontaminatsiooni käigus ei tohi tapid kahjustada. Laseri puhastamine võib vastata kasutusnõuetele ja efektiivsus on väga suur. Ühe tihvti jaoks on vaja ainult ühte laserkiirt.
5.6 Täpse masina puhastamine täppismasinate tööstuses:
Täppismasinate tööstus peab sageli eemaldama osade õlitamiseks ja korrosioonivastased estrid ja mineraalõlid, tavaliselt keemiliste meetoditega, samas kui keemilisel puhastamisel on sageli jääke. Laserdesterdamine võib täielikult eemaldada estrid ja mineraalõli osade pinda kahjustamata. Saasteainete eemaldamine toimub lööklaine abil. Osakeste pinnal olevate õhukeste oksiidikihtide plahvatuslik aurustamine tekitab lööklaineid, mis põhjustavad pigem mustuse kui mehaanilise interaktsiooni eemaldamist. Materjal on täielikult deesterifitseeritud kasutamiseks kosmosetööstuse masinate osade puhastamisel. Õliestri eemaldamist mehaaniliste osade töötlemisel saab puhastada ka laseriga.
5.7 Reaktori reaktori torude puhastamine:
Laser puhastamise süsteemi kasutatakse ka torujuhtmete puhastamiseks tuumaelektrijaamade reaktorites. See kasutab optilist kiudu, et viia reaktorisse suure võimsusega laserkiir ja eemaldab otse radioaktiivse tolmu. Puhastatud materjal on lihtne puhastada. Ja kuna tegemist on kaugliiniga, on võimalik tagada personali ohutus.
Kokkuvõttes on laserpuhastusel oluline roll paljudes valdkondades, nagu autotootmine, pooljuhtplaatide puhastamine, täppisosade töötlemine ja tootmine, sõjavarustuse puhastamine, välisseina puhastamine, kultuurimälestiste kaitse, trükkplaatide puhastamine ja täppisosad. Olulist rolli võivad mängida töötlemine, tootmine, vedelkristallekraanide puhastamine, närimiskummi jäänused ja muud piirkonnad.
