Son yıllarda lazerle temizleme, endüstriyel üretim alanındaki araştırmaların sıcak noktalarından biri haline geldi; araştırmalar süreci, teoriyi, ekipmanı ve uygulamaları kapsıyor.Endüstriyel uygulamalarda, lazer temizleme teknolojisi çok sayıda farklı alt tabaka yüzeyini, çelik, alüminyum, titanyum, cam ve kompozit malzemeler vb. dahil nesneleri temizlemeyi, havacılık, havacılık, nakliye, yüksek hız gibi uygulamaları kapsayan uygulama endüstrilerini güvenilir bir şekilde temizlemeyi başarmıştır. demiryolu, otomotiv, kalıp, nükleer enerji ve denizcilik ve diğer alanlar.
Geçmişi 1960'lı yıllara dayanan lazer temizleme teknolojisi, iyi temizleme etkisi, geniş uygulama yelpazesi, yüksek hassasiyet, temassızlık ve erişilebilirlik gibi avantajlara sahiptir.Endüstriyel üretim, üretim ve bakım ile diğer alanlarda geniş bir uygulama yelpazesine sahip olup, geleneksel temizleme yöntemlerinin kısmen veya tamamen yerini alması ve 21. yüzyılın en umut verici yeşil temizleme teknolojisi haline gelmesi beklenmektedir.
Lazer temizleme yöntemi
Lazer temizleme işlemi çok karmaşıktır ve çeşitli malzeme çıkarma mekanizmalarını içerir; bir lazer temizleme yöntemi için temizleme işlemi, aynı zamanda, esas olarak lazer ve malzeme arasındaki etkileşime atfedilebilen çeşitli mekanizmalar da mevcut olabilir; malzeme yüzeyinde ablasyon, ayrışma, iyonizasyon, bozulma, erime, yanma, buharlaşma, titreşim, püskürtme, genleşme, büzülme, patlama, soyulma, dökülme ve diğer fiziksel ve kimyasal değişiklikler.işlem.
Şu anda tipik lazer temizleme yöntemleri esas olarak üçtür: lazer ablasyon temizleme, sıvı film destekli lazer temizleme ve lazer şok dalgası temizleme yöntemleri.
Lazer ablasyon temizleme yöntemi
Ana metodolojik mekanizmalar termal genleşme, buharlaşma, ablasyon ve faz patlamasıdır.Lazer doğrudan alt tabakanın yüzeyinden kaldırılacak malzemeye etki eder ve ortam koşulları hava, seyreltilmiş gaz veya vakum olabilir.Çalışma koşulları basittir ve en yaygın olarak çeşitli kaplamaları, boyaları, parçacıkları veya kirleri çıkarmak için kullanılır.Aşağıdaki diyagram, lazer ablasyon temizleme yönteminin işlem diyagramını göstermektedir.
Malzemenin yüzeyine lazer ışınımı uygulandığında, alt tabaka ve temizlik malzemeleri ilk termal genleşmedir.Temizleme malzemesi ile lazer etkileşim süresinin artmasıyla birlikte, sıcaklık, temizleme malzemesinin kavitasyon eşiğinden düşükse, temizleme malzemesinin yalnızca fiziksel değişim süreci olur, temizleme malzemesi ile alt tabakanın termal genleşme katsayısı arasındaki fark, arayüzde basınca neden olur. temizlik malzemesinin burkulması, alt tabakanın yüzeyinden yırtılması, çatlaması, mekanik kırılması, titreşimle ezilmesi vb. durumlarda temizlik malzemesi jetle çıkarılır veya alt tabaka yüzeyinden sıyrılır.
Sıcaklık, temizlik malzemesinin gazlaşma eşik sıcaklığından yüksekse iki durum ortaya çıkacaktır: 1) temizlik malzemesinin ablasyon eşiği alt tabakadan daha azdır;2) temizleme malzemesinin aşındırma eşiği alt tabakadan daha büyüktür.
Temizleme malzemelerinin bu iki durumu erime, kavitasyon ve ablasyon ve diğer fizikokimyasal değişikliklerdir; temizleme mekanizması daha karmaşıktır, termal etkilere ek olarak, aynı zamanda temizlik malzemeleri ve substratlar arasında moleküler bağ kırılması, temizlik malzemelerinin ayrışması veya bozunması, fazı da içerebilir. patlama, temizlik malzemelerinin gazlaştırılması, anında iyonizasyon, plazma oluşumu.
(1)Sıvı film destekli lazer temizleme
Yöntem mekanizması esas olarak sıvı film kaynama buharlaşması ve titreşim vb.'ye sahiptir. Lazer ablasyon temizleme işleminde darbe basıncı eksikliğini telafi edecek şekilde uygun lazer dalga boyunun seçilmesi ihtiyacının kullanılması, ortadan kaldırmak için kullanılabilir. Bazıları temizlik nesnesini çıkarmak daha zor.
Aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi, sıvı film (su, etanol veya diğer sıvılar) temizlenecek nesnenin yüzeyini önceden kaplar ve ardından onu ışınlamak için lazeri kullanır.Sıvı film, lazer enerjisini emer ve bu da sıvı ortamın güçlü bir patlamasına, kaynayan sıvının yüksek hızlı hareketine neden olur, yüzey temizleme malzemelerine enerji aktarımı sağlar, yüksek geçici patlayıcı kuvvet, temizleme amaçlarına ulaşmak için yüzey kirini çıkarmak için yeterlidir.
Sıvı film destekli lazer temizleme yönteminin iki dezavantajı vardır.
Hantal bir süreç ve süreci kontrol etmek zor.
Sıvı filmin kullanılması nedeniyle, alt tabaka yüzeyinin kimyasal bileşiminin temizlikten sonra değiştirilmesi ve yeni maddeler üretilmesi kolaydır.
(1)Lazer şok dalgası tipi temizleme yöntemi
Proses yaklaşımı ve mekanizması ilk ikisinden çok farklıdır, mekanizma esas olarak şok dalgası kuvvetinin ortadan kaldırılmasıdır, temizleme nesneleri esas olarak parçacıklardır, esas olarak parçacıkların (mikron altı veya nano ölçekli) uzaklaştırılması içindir.İşlem gereksinimleri, hem havayı iyonize etme yeteneğinin sağlanması hem de darbe kuvvetinin parçacıkları üzerindeki etkinin yeterince büyük olmasını sağlamak için lazer ile alt tabaka arasında uygun bir mesafenin korunması açısından çok katıdır.
Lazer şok dalgası temizleme işleminin şematik diyagramı aşağıda gösterilmiştir; lazer, alt tabaka yüzeyinin yönüne paralel olarak vurulur ve alt tabaka temas etmez.Lazer odağını lazer çıkışının yakınındaki parçacığa ayarlamak için iş parçasını veya lazer kafasını hareket ettirin, hava iyonizasyon olgusunun odak noktası meydana gelecek, şok dalgaları, küresel genleşmenin hızlı genişlemesine şok dalgaları ve temasa kadar uzatılacak parçacıklarla birlikte.Şok dalgasının enine bileşeninin parçacık üzerindeki momenti, boyuna bileşenin momentinden ve parçacık yapışma kuvvetinden büyük olduğunda parçacık yuvarlanarak uzaklaştırılacaktır.
Lazer temizleme teknolojisi
Lazer temizleme mekanizması esas olarak, lazer enerjisinin emilmesinden veya buharlaşma ve buharlaşmadan veya yüzeydeki parçacıkların adsorpsiyonunun üstesinden gelmek için anlık termal genleşmeden sonra nesnenin yüzeyine dayanır, böylece nesne yüzeyden çıkarılır ve daha sonra elde edilir. temizlik amacı.
Kabaca şu şekilde özetlenebilir: 1. Lazer buhar ayrışması, 2. Lazer sıyırma, 3. Kir parçacıklarının termal genleşmesi, 4. Alt tabaka yüzey titreşimi ve parçacık titreşimi dört husus
Geleneksel temizleme işlemiyle karşılaştırıldığında lazer temizleme teknolojisi aşağıdaki özelliklere sahiptir.
1. "Kuru" bir temizlemedir, temizleme solüsyonu veya başka kimyasal solüsyon içermez ve temizlik, kimyasal temizleme işleminden çok daha yüksektir.
2. Kirin giderilmesinin kapsamı ve uygulanabilir alt tabaka aralığı çok geniştir ve
3. Lazer işlem parametrelerinin düzenlenmesi yoluyla, kirletici maddelerin etkili bir şekilde uzaklaştırılması temelinde alt tabakanın yüzeyine zarar verilemez, yüzey yeni kadar iyidir.
4. Lazer temizliği kolaylıkla otomatikleştirilebilir.
5. Lazer dekontaminasyon ekipmanı uzun süre kullanılabilir, işletme maliyetleri düşüktür.
6. Lazer temizleme teknolojisi: yeşil: temizleme işlemi, atıkları ortadan kaldıran katı bir tozdur, küçük boyutludur, depolanması kolaydır, temelde çevreyi kirletmez.
1980'lerde, yarı iletken endüstrisinin silikon gofret maskesi kirlenme parçacıklarının yüzeyindeki hızlı gelişimi, temizleme teknolojisinin daha yüksek gereksinimleri ortaya çıkarmıştır; kilit nokta, mikro parçacıkların ve substratın büyük adsorpsiyon kuvveti arasındaki kirlenmesinin üstesinden gelmektir. Geleneksel kimyasal temizleme, mekanik temizleme, ultrasonik temizleme yöntemlerinin talebi karşılayamadığı ve lazerle temizlemenin bu tür kirlilik sorunlarını çözebildiği, bununla ilgili araştırma ve uygulamaların hızla geliştirildiği görülmektedir.
1987 yılında lazer temizlemeye ilişkin patent başvurusu ilk kez ortaya çıktı.1990'lı yıllarda Zapka, lazer temizleme teknolojisinin endüstriyel alanda erken uygulamasını gerçekleştirerek, maske yüzeyinden mikro parçacıkları çıkarmak için lazer temizleme teknolojisini yarı iletken üretim sürecine başarıyla uyguladı.1995'te araştırmacılar, uçak gövdesi boyasının temizlenmesini başarıyla gerçekleştirmek için 2 kW'lık bir TEA-CO2 lazer kullandılar.
21. yüzyıla girdikten sonra, ultra kısa darbeli lazerlerin yüksek hızda gelişmesiyle birlikte, lazer temizleme teknolojisinin yerli ve yabancı araştırmaları ve uygulamaları giderek arttı, metal malzemelerin yüzeyine odaklanıldı, tipik yabancı uygulamalar uçak gövdesi boyasının çıkarılması, kalıplanmasıdır. kaynak öncesi yüzey yağ giderme, motor iç karbon giderme ve bağlantı yerlerinin yüzey temizliği.ABD Edison Kaynak Enstitüsü FG16 savaş uçağının lazer temizliği, lazer gücü 1 kW olduğunda, temizleme hacmi dakikada 2,36 cm3'tür.
Gelişmiş kompozit parçaların lazerle boya çıkarılmasının araştırılması ve uygulanmasının da önemli bir sıcak nokta olduğunu belirtmekte fayda var.ABD Donanması HG53, HG56 helikopter pervane kanatları ve F16 savaş uçağının düz kuyruğu ve diğer kompozit yüzeylerinde lazerle boya giderme uygulamaları gerçekleştirilirken, Çin'in uçak uygulamalarında kompozit malzemeler geç gerçekleştirilmiştir, dolayısıyla bu tür araştırmalar temelde boşluktadır.
Ek olarak, birleştirmenin mukavemetini arttırmak için yapıştırmadan önce birleştirmenin CFRP kompozit yüzey işleminde lazer temizleme teknolojisinin kullanılması da mevcut araştırma odaklarından biridir.Hafif alüminyum alaşımlı kapı çerçevesi oksit filminin yüzeyini temizlemek için fiber lazer temizleme ekipmanı sağlamak üzere lazer şirketini Audi TT otomobil üretim hattına uyarladı.Rolls G Royce UK, titanyum uçak motoru bileşenlerinin yüzeyindeki oksit filmi temizlemek için lazer temizlemeyi kullandı.
Lazer temizleme teknolojisi son iki yılda hızla gelişmiş olup, ister lazer temizleme işlemi parametreleri ve temizleme mekanizması olsun, ister temizleme nesnesi araştırması olsun, ister araştırma uygulaması olsun, büyük ilerleme kaydetmiştir.Lazer temizleme teknolojisi, birçok teorik araştırmadan sonra, araştırmalarının odak noktası sürekli olarak araştırmanın uygulanmasına ve ümit verici sonuçların uygulanmasına yöneliktir.Gelecekte kültürel emanetlerin ve sanat eserlerinin korunmasında lazer temizleme teknolojisi daha yaygın olarak kullanılacak ve pazarı çok geniş olacaktır.Bilim ve teknolojinin gelişmesiyle birlikte lazer temizleme teknolojisinin endüstride uygulanması gerçeğe dönüşüyor ve uygulama kapsamı giderek genişliyor.
Maven lazer otomasyon şirketi 14 yıldır lazer endüstrisine odaklanıyor, lazer markalama konusunda uzmanız, makine dolabı lazer temizleme makinemiz, tramvay kasası lazer temizleme makinemiz, sırt çantası lazer temizleme makinemiz ve üçü bir arada lazer temizleme makinemiz var; ayrıca, ayrıca Lazer kaynak makinesi, lazer kesim makinesi ve lazer markalama oyma makinesi, makinemizle ilgileniyorsanız bizi takip edebilir ve bizimle iletişime geçmekten çekinmeyin.
Gönderim zamanı: 14 Kasım 2022
