În ultimii ani, curățarea cu laser a devenit unul dintre punctele fierbinți de cercetare în domeniul producției industriale, cercetarea acoperă procesul, teoria, echipamentele și aplicațiile. În aplicațiile industriale, tehnologia de curățare cu laser a reușit să curețe în mod fiabil un număr mare de suprafețe diferite de substrat, obiecte de curățare, inclusiv oțel, aluminiu, titan, sticlă și materiale compozite, etc., industriile de aplicare care acoperă industria aerospațială, aviație, transport maritim, de mare viteză. feroviar, auto, mucegai, energie nucleară și marină și alte domenii.
Tehnologia de curățare cu laser, datând din anii 1960, are avantajele unui efect de curățare bun, gamă largă de aplicații, precizie ridicată, fără contact și accesibilitate. În producția industrială, producția și întreținerea și alte domenii au o gamă largă de perspective de aplicare, este de așteptat să înlocuiască parțial sau complet metodele tradiționale de curățare și să devină cea mai promițătoare tehnologie de curățare ecologică în secolul 21.
Metoda de curățare cu laser
Procesul de curățare cu laser este foarte complex, implicând o varietate de mecanisme de îndepărtare a materialului, pentru o metodă de curățare cu laser, procesul de curățare poate exista în același timp o varietate de mecanisme, care se atribuie în principal interacțiunii dintre laser și material, inclusiv ablația suprafeței materialului, descompunerea, ionizarea, degradarea, topirea, arderea, vaporizarea, vibrația, pulverizarea, expansiunea, contracția, explozia, decojirea, vărsarea și alte modificări fizice și chimice. proces.
În prezent, metodele obișnuite de curățare cu laser sunt în principal trei: curățare prin ablație cu laser, curățare cu laser asistată de film lichid și metode de curățare cu unde de șoc cu laser.
Metoda de curățare prin ablație cu laser
Principalele mecanisme metodologice sunt expansiunea termică, vaporizarea, ablația și explozia de fază. Laserul actioneaza direct asupra materialului care trebuie indepartat de pe suprafata substratului iar conditiile ambientale pot fi aer, gaz rarefiat sau vid. Condițiile de funcționare sunt simple și cele mai utilizate pe scară largă pentru a îndepărta o varietate de acoperiri, vopsele, particule sau murdărie. Diagrama de mai jos prezintă diagrama procesului pentru metoda de curățare prin ablație cu laser.
Când iradierea cu laser pe suprafața materialului, substratul și materialele de curățare sunt prima dilatare termică. Odată cu creșterea timpului de interacțiune a laserului cu materialul de curățare, dacă temperatura este mai mică decât pragul de cavitație al materialului de curățare, materialul de curățare numai procesul de schimbare fizică, diferența dintre materialul de curățare și coeficientul de dilatare termică a substratului duce la presiune la interfață. , flambajul materialului de curățare, ruperea de pe suprafața substratului, crăparea, fractura mecanică, zdrobirea prin vibrații etc., materialul de curățare este îndepărtat prin jet sau îndepărtat de suprafața substratului.
Dacă temperatura este mai mare decât temperatura pragului de gazeificare a materialului de curățare, vor exista două situații: 1) pragul de ablație al materialului de curățare este mai mic decât substratul; 2) pragul de ablație al materialului de curățare este mai mare decât substratul.
Aceste două cazuri de materiale de curățare sunt topirea, cavitația și ablația și alte modificări fizico-chimice, mecanismul de curățare este mai complex, în plus față de efectele termice, dar pot include și materiale de curățare și substraturi între ruperea legăturii moleculare, descompunerea sau degradarea materialelor de curățare, fază explozie, materiale de curățare gazeificare ionizare instantanee, generarea de plasmă.
(1)Curățare cu laser asistată de film lichid
Mecanismul metodei are în principal vaporizare și vibrații de fierbere a filmului lichid, etc. Utilizarea necesității de a alege lungimea de undă laser corespunzătoare, într-un mod pentru a compensa lipsa presiunii de impact în procesul de curățare prin ablație cu laser, poate fi utilizată pentru a elimina unele dintre cele mai dificil de îndepărtat obiectul de curățat.
După cum se arată în figura de mai jos, filmul lichid (apă, etanol sau alte lichide) s-a acoperit în prealabil pe suprafața obiectului de curățat și apoi folosește laserul pentru a-l iradia. Filmul lichid absoarbe energia laser, rezultând o explozie puternică a mediilor lichide, explozia de mișcare de mare viteză a lichidului în fierbere, transferul de energie către materialele de curățare a suprafeței, forța explozivă tranzitorie mare este suficientă pentru a îndepărta murdăria de suprafață pentru a atinge scopurile de curățare.
Metoda de curățare cu laser asistată de film lichid are două dezavantaje.
Proces greoi și dificil de controlat.
Datorită utilizării foliei lichide, compoziția chimică a suprafeței substratului după curățare este ușor de schimbat și generează noi substanțe.
(1)Metoda de curățare tip unde de șoc cu laser
Abordarea procesului și mecanismul sunt foarte diferite de primele două, mecanismul este în principal îndepărtarea forței undei de șoc, obiectele de curățare sunt în principal particule, în principal pentru îndepărtarea particulelor (sub-micron sau la scară nanometrică). Cerințele procesului sunt foarte stricte, atât pentru a asigura capacitatea de a ioniza aerul, dar și pentru a menține o distanță adecvată între laser și substrat pentru a se asigura că acțiunea asupra particulelor a forței de impact este suficient de mare.
Diagrama schematică a procesului de curățare a undelor de șoc cu laser este prezentată mai jos, laserul să fie paralel cu direcția suprafeței substratului, iar substratul nu intră în contact. Mutați piesa de prelucrat sau capul laser pentru a ajusta focalizarea laserului la particulele din apropierea ieșirii laserului, punctul focal al fenomenului de ionizare a aerului va avea loc, rezultând unde de șoc, unde de șoc la extinderea rapidă a expansiunii sferice și extins la contact cu particulele. Când momentul componentei transversale a undei de șoc asupra particulei este mai mare decât momentul componentei longitudinale și forța de aderență a particulei, particula va fi îndepărtată prin rulare.
Tehnologie de curățare cu laser
Mecanismul de curățare cu laser se bazează în principal pe suprafața obiectului după absorbția energiei laser, sau vaporizare și volatilizare, sau expansiune termică instantanee pentru a depăși adsorbția particulelor de pe suprafață, astfel încât obiectul de la suprafață și apoi să obțină scopul curățării.
Rezumat aproximativ ca: 1. descompunerea vaporilor laser, 2. striparea cu laser, 3. expansiunea termică a particulelor de murdărie, 4. vibrația suprafeței substratului și vibrația particulelor patru aspecte
În comparație cu procesul de curățare tradițional, tehnologia de curățare cu laser are următoarele caracteristici.
1. Este o curatare „uscata”, fara solutie de curatare sau alte solutii chimice, iar curatenia este mult mai mare decat procesul de curatare chimica.
2. Domeniul de aplicare al îndepărtării murdăriei și domeniul aplicabil de substrat este foarte larg și
3. Prin reglarea parametrilor de proces cu laser, nu se poate deteriora suprafața substratului pe baza eliminării eficiente a contaminanților, suprafața este la fel de bună ca nouă.
4. Curățarea cu laser poate fi ușor automatizată.
5. Echipamentele de decontaminare cu laser pot fi folosite pentru o perioadă lungă de timp, costuri de operare reduse.
6. Tehnologia de curățare cu laser este: verde: procesul de curățare, eliminarea deșeurilor este o pulbere solidă, de dimensiuni mici, ușor de depozitat, practic nu va polua mediul.
În anii 1980, dezvoltarea rapidă a industriei semiconductoarelor pe suprafața particulelor de contaminare a măștii de siliciu ale tehnologiei de curățare a prezentat cerințe mai mari, punctul cheie este de a depăși contaminarea micro-particulelor și a substratului dintre forța mare de adsorbție , curățarea chimică tradițională, curățarea mecanică, metodele de curățare cu ultrasunete nu pot satisface cererea, iar curățarea cu laser poate rezolva astfel de probleme de poluare, cercetările și aplicațiile asociate au fost dezvoltate rapid.
În 1987, prima apariție a cererii de brevet privind curățarea cu laser. În anii 1990, Zapka a aplicat cu succes tehnologia de curățare cu laser în procesul de fabricație a semiconductorilor pentru a îndepărta microparticulele de pe suprafața măștii, realizând aplicarea timpurie a tehnologiei de curățare cu laser în domeniul industrial. 1995, cercetătorii au folosit un laser TEA-CO2 de 2 kW pentru a realiza cu succes curățarea vopselei fuselajului aeronavei.
După intrarea în secolul 21, odată cu dezvoltarea de mare viteză a laserelor cu impuls ultrascurt, cercetările interne și străine și aplicarea tehnologiei de curățare cu laser au crescut treptat, concentrându-se pe suprafața materialelor metalice, aplicațiile străine tipice sunt îndepărtarea vopselei fuselajului aeronavelor, mucegai degresarea suprafețelor, îndepărtarea carbonului din interiorul motorului și curățarea suprafețelor îmbinărilor înainte de sudare. US Edison Welding Institute de curățare cu laser a avionului de război FG16, atunci când puterea laser de 1 kW, volumul de curățare de 2,36 cm3 pe minut.
Este demn de menționat că cercetarea și aplicarea îndepărtării vopselei cu laser a pieselor compozite avansate este, de asemenea, un punct fierbinte major. Marinei SUA HG53, palele elicei elicopterului HG56 și coada plată a avionului de luptă F16 și alte suprafețe compozite au fost realizate aplicații de îndepărtare a vopselei cu laser, în timp ce materialele compozite ale Chinei în aplicațiile aeronavelor cu întârziere, astfel încât o astfel de cercetare este practic în blanc.
În plus, utilizarea tehnologiei de curățare cu laser pentru tratarea suprafeței compozite CFRP a îmbinării înainte de lipire pentru a îmbunătăți rezistența îmbinării este, de asemenea, unul dintre obiectivele actuale de cercetare. să adapteze compania laser la linia de producție de mașini Audi TT pentru a furniza echipamente de curățare cu laser cu fibre pentru a curăța suprafața filmului de oxid al tocului ușii din aliaj de aluminiu ușor. Rolls G Royce UK a folosit curățarea cu laser pentru a curăța pelicula de oxid de pe suprafața componentelor din titan ale motoarelor aeronautice.
Tehnologia de curățare cu laser s-a dezvoltat rapid în ultimii doi ani, fie că este vorba despre parametrii procesului de curățare cu laser și mecanismul de curățare, cercetarea obiectelor de curățare sau aplicarea cercetării a făcut progrese mari. Tehnologia de curățare cu laser după o mulțime de cercetări teoretice, accentul cercetării sale este în mod constant orientat spre aplicarea cercetării și în aplicarea rezultatelor promițătoare. În viitor, tehnologia de curățare cu laser în protecția relicvelor culturale și a operelor de artă va fi utilizată mai pe scară largă, iar piața sa este foarte largă. Odată cu dezvoltarea științei și tehnologiei, aplicarea tehnologiei de curățare cu laser în industrie devine o realitate, iar domeniul de aplicare devine din ce în ce mai extins.
Compania de automatizare cu laser Maven se concentrează pe industria laserului de 14 ani, suntem specializați în marcarea cu laser, avem o mașină de curățat cu laser a cabinetului de mașini, o mașină de curățat cu laser a caruciorului, o mașină de curățat cu laser pentru rucsac și o mașină de curățat laser trei într-unul, în plus, avem și mașină de sudură cu laser, mașină de tăiat cu laser și mașină de gravat cu marcare cu laser, dacă sunteți interesat de mașina noastră, ne puteți urmări și nu ezitați să ne contactați.
Ora postării: 14-nov-2022
