1.С бързото развитие на науката и технологиите, лазерната технология все повече се използва в различни области на производството и живота на хората. От баркодове на супермаркетите, лазерни принтери до лазерна красота, лечение на късогледство и е станало познато. Нарязването, пробиването и заваряването на лазерно оборудване за промишлено производство също са известни на много хора. Въпреки това, хората все още не са запознати и не разбират прилагането на лазерно оборудване в индустрията за почистване. Технологията за лазерно почистване е нов тип технология за почистване, която бързо се развива през последните 10 години. Тя постепенно замества традиционните процеси на почистване в много области със собствените си предимства и незаменими. Защо по-долу може да се почиства лазерното оборудване? Какво може да се използва за почистване? Колко ефективна е ефективността на почистване? Направете кратко въведение.
2. Лазер и почистване
Традиционната промишленост за почистване има различни методи за почистване, най-вече с химически агенти и механични методи за почистване. Съгласно все по-строгите разпоредби за опазване на околната среда в Китай и нарастващата информираност на хората за опазването на околната среда и безопасността, видовете химикали, които могат да бъдат използвани в промишленото производство и почистването, ще стават все по-малко. Как да намерим по-чист и неинвазивен метод за почистване е проблем, който трябва да разгледаме. Лазерното почистване се характеризира с неабразивни, безконтактни, нетеплови ефекти и предмети, подходящи за различни материали, и се счита за най-надеждното и най-ефективно решение. В същото време, лазерното почистване може да реши проблеми, които не могат да бъдат решени с помощта на традиционни методи за почистване. Например, когато повърхността на обработвания детайл има частици от замърсители с по-малки микрона, тези частици са склонни да се придържат плътно и конвенционалните методи на почистване не могат да го отстранят. Почистването с нано-лазери на повърхността на детайла е много ефективно. Освен това, тъй като лазерът се използва за почистване на детайла без контакт, безопасно е да се почисти прецизният детайл или неговите фини части и да се гарантира точността му. Ето защо, лазерното почистване има уникални предимства в индустрията за почистване.
Защо може да се използва лазер за почистване? Защо не е вредно за почиствания обект? Първо разберете естеството на лазера. С прости думи, лазерът не се различава от светлината (видимо и невидима светлина), която върви заедно с нас, но лазерът използва резонансната кухина, за да концентрира светлината в същата посока и има по-проста дължина на вълната, координация и т.н. производителността е по-добра, така че теоретично всички дължини на вълната на светлината могат да бъдат използвани за формиране на лазер, но всъщност тя е ограничена от малкото медии, които могат да бъдат възбудени, така че лазерните източници, които могат да произвеждат стабилни и подходящи за промишлено производство, са доста ограничени. Вероятно широко се използват Nd: YAG лазери, CO2 лазери и ексимерни лазери. Тъй като Nd: YAG лазерите могат да бъдат по-подходящи за индустриални приложения чрез пренос на оптични влакна, те се използват и в лазерното почистване.
3. Предимствата на лазерното почистване на повърхността
В сравнение с традиционните методи за почистване като механично почистване на триенето, химическо корозионно почистване, течно твърдо силно въздействие и високочестотно ултразвуково почистване, лазерното почистване има очевидни предимства.
3.1 Лазерното почистване е "зелен" метод за почистване. Не се изисква използването на никакви химикали или почистващи течности. Почистените отпадъци са основно твърд прах, малък по размер, лесен за съхранение, рециклируем и лесно почистван чрез химическо почистване. Проблеми на замърсяването на околната среда, предизвикани от 3.2. Традиционните методи за почистване често са почистване на контакти. Има механична сила върху повърхността на почистващия обект. Повърхността на повредения обект или почистващата среда прилепва към повърхността на обекта, който трябва да се почисти и не може да бъде отстранен. Лабораторно почистване на суб-замърсявания, неабразивни и безконтактни лазери за решаване на тези проблеми; 3.3 лазер може да се предава чрез оптично влакно, и роботи и роботи, за да се улесни, за постигане на дълги разстояния, може да почисти традиционния метод не е лесно да се стигне до мястото, може да се използва в някои опасни места, за да се гарантира безопасността на персонал; 3.4 Лазерното почистване може да отстрани различни видове замърсители на повърхността на различни материали, за да се постигне чистотата, която конвенционалното почистване не може да постигне. Освен това, той може също така селективно да почиства замърсителите върху повърхността на материала, без да уврежда повърхността на материала. 3.5 Лазерното почистване има висока ефективност и спестява време. 3.6 Въпреки че лазерната система за почистване е по-висока при предишните еднократни инвестиции, тя се почиства. Системата може да се използва стабилно за дълго време, а експлоатационните разходи са ниски. Да вземем за пример LASERLASTE на Quantel, оперативните разходи за час са само около 1 евро и по-важното е, че могат лесно да бъдат автоматизирани.
Принципът на лазерното почистване на повърхността
Импулсният Nd: YAG лазерен процес на почистване зависи от характеристиките на светлинните импулси, генерирани от лазера, въз основа на фотофизичния отговор, причинен от взаимодействието между лъча с висока интензивност, лазера с къс импулс и замърсяващия слой. Физическият принцип може да бъде обобщен, както следва:
а) Лазерният лъч, излъчван от лазера, се абсорбира от замърсяващия слой върху обработваната повърхност. б) Абсорбцията на голяма енергия формира бързо разширяваща се плазма (силно йонизиран нестабилен газ), генерираща ударни вълни. в) Ударните вълни замърсяват и отстраняват замърсители. г) Ширината на светлинния импулс трябва да бъде достатъчно къса, за да се избегне натрупването на топлина, която може да повреди обработената повърхност. д) Експериментите показват, че когато на металната повърхност е налице оксид, върху металната повърхност се генерира плазма.
Плазмата се генерира само когато плътността на енергията е над прага, който зависи от отстранения слой от замърсители или оксиден слой. Този праг е много важен за ефективното почистване на основния материал. Има втори праг за появата на плазма. Ако плътността на енергията надвиши този праг, основният материал ще бъде унищожен. За да се осигури ефективно почистване на материала на основата, лазерните параметри трябва да се регулират според условията, така че плътността на енергията на светлинния импулс да е строго между два прага.
Всеки лазерен импулс премахва определена дебелина на замърсяващия слой. Ако слой на замърсяване е дебел, за почистването са необходими множество импулси. Броят на импулсите, необходими за почистване на повърхността, зависи от степента на замърсяване на повърхността. Важен резултат от двата прага е самоконтролът на почистването. Светлинните импулси с енергийна плътност над първия праг винаги ще отстраняват замърсителите докато материалът на субстрата бъде достигнат. Въпреки това, тъй като неговата енергийна плътност е по-ниска от прага на повреди на основния материал, основата не се поврежда.
5. Практическо приложение на лазерното почистване
Лазерното почистване може да се използва не само за почистване на органични замърсители, но и за почистване на неорганични материали, включително корозия на метали, метални частици и прах. По-долу са описани някои практически приложения. Тези технологии са много зрели и широко използвани.
5.1 почистване на плесен:
Всяка година производителите на гуми в света произвеждат стотици милиони гуми, а формите за гуми в производствения процес трябва да бъдат бързо и надеждно почистени, за да се спести престой. Конвенционалните методи за почистване включват почистване с пясък, ултразвук или въглероден диоксид, но тези методи обикновено трябва да се охлаждат в гореща форма за няколко часа, след това се преместват в почистващата техника за почистване, почистването отнема много време и лесно се уврежда точността на плесен Химическите разтворители и шумът също могат да причинят проблеми като безопасност и опазване на околната среда. Използването на методи за почистване на лазер, защото лазерът може да се предава чрез оптични влакна, така че е много гъвкав в употреба; защото методът за почистване на лазера може да се използва за свързване на оптичното влакно към слепият ъгъл на матрицата или трудно почистване на частите, които трябва да се почистват, така че да се използва лесно; поради каучук и без газификация няма да се образува токсичен газ, който да повлияе на безопасността на работната среда. Технологията на формоване на гуми за лазерно почистване е широко приета в индустрията на гумите в Европа и Америка. Въпреки че първоначалните инвестиционни разходи са високи, ползите от спестяването на времето в режим на готовност, избягването на увреждане на плесен, безопасността при работа и спестяването на суровини могат бързо да бъдат възстановени. Според LASERLASTE лазерната система за почистване на Quantel Corporation, почистващият тест, проведен на производствената линия на Shanghai Shuangqin Trucking Tyre Co., Ltd., показа, че матрицата на гуми за големи камиони може да се почисти онлайн само за 2 часа. В сравнение с конвенционалните методи за почистване, икономическите ползи са очевидни.
Антиадхезивният еластичен филмов слой върху формите на хранителната промишленост трябва да се сменя редовно, за да се осигури хигиена. Използването на лазерно почистване без химикали е особено подходящо за това приложение.
5.2 Почистване на оръжейното оборудване:
Технологията за лазерно почистване се използва широко в поддръжката на оръжие. Използването на лазерна система за почистване може да премахне ръждата и замърсителите ефективно и бързо и да избере местата за почистване, за да се постигне автоматично почистване. Използването на лазерно почистване има не само по-висока степен на чистота, отколкото химическия процес на почистване, но също така има и малки щети на повърхността на обекта. Quantel's LASERLASTE може също така да образува плътно защитно фолио от оксид или разтопен метал върху повърхността на метални предмети чрез определяне на различни параметри за подобряване на повърхностната якост и устойчивост на корозия. Лазерно елиминираните отпадъци не замърсяват значително околната среда и могат да се експлоатират дистанционно, като ефективно намаляват вредите за здравето на операторите.
5.3 отстраняване на боя на самолет:
Европейската лазерна почистваща система отдавна се използва в авиационната индустрия. Повърхността на самолета ще бъде пребоядисана след определен период от време, но оригиналната боя трябва да бъде напълно отстранена преди боядисване. Традиционният метод за механично отстраняване на боя може да причини увреждане на металната повърхност на самолета, причинявайки скрити опасности за безопасния полет. Ако се използват няколко лазерни почистващи системи, боята по повърхността на A320 Airbus може да бъде напълно отстранена в рамките на два дни, без да се повреди металната повърхност.
5.4 Почистване на външни стени на сгради:
С бързото развитие на китайската икономика, все повече небостъргачи са създадени и проблемът с почистването на външните стени на сградите става все по-забележим. Лазерната почистваща система LASERLASTE осигурява добро почистване на външните стени на сградите чрез оптични влакна с дължина до 70 метра. Решението е, че може ефективно да почиства различни замърсители на различни видове камък, метал и стъкло и е много по-ефективно от конвенционалното почистване. Също така може да премахне тъмните петна и петна върху различни видове камъни в сградите. Лазерна почистваща система LASERLASTE Експериментите за почистване на сгради и каменни паметници в храма Шаолин в планината Songshan показват, че използването на лазерно почистване е много ефективно за защита на външния вид на старинни сгради.
5.5 Почистване в електронната промишленост
Електронната индустрия използва лазери за премахване на оксиди: Електронната индустрия се нуждае от прецизна дезактивация, която е особено подходяща за лазерно деоксидиране. Преди да се запоят плочата, компонентите на щифтовете трябва да бъдат напълно деокислени, за да се осигури оптимален електрически контакт. Изводите не трябва да се повреждат по време на процеса на обеззаразяване. Лазерното почистване може да отговаря на изискванията за употреба, а ефективността е много висока. За един щифт е необходим само един лазерен лъч.
5.6 Прецизно почистване с де-естер в индустрията за прецизни машини:
Прецизната машиностроителна индустрия често трябва да отстрани естерите и минералните масла, използвани за смазване и антикорозия на частите, обикновено чрез химични методи, докато химическото почистване все още има остатъци. Лазерната дестерификация може напълно да премахне естерите и минералното масло, без да увреди повърхността на частите. Премахването на замърсителите се осъществява чрез ударни вълни. Експлозивното изпаряване на тънки оксидни слоеве на повърхността на частта създава ударни вълни, които причиняват отстраняването на замърсяванията, а не механичното взаимодействие. Материалът е напълно деестерифициран за използване при почистване на части от аерокосмическата промишленост. Премахването на естерния естер при механичната обработка на механичните части също може да се почисти с лазер.
5.7 Почистване на реакторната тръба:
Лазерната почистваща система се използва и за почистване на тръбопроводи в реактори на атомни електроцентрали. Той използва оптични влакна за въвеждане на лазерен лъч с висока мощност в реактора и директно премахва радиоактивния прах. Почистеният материал се почиства лесно. И тъй като това е операция на дълги разстояния, безопасността на персонала може да бъде гарантирана.
В обобщение, лазерно почистване играе важна роля в много области, като автомобилостроенето, почистване на полупроводникови пластини, прецизна обработка на детайли и производство, почистване на военно оборудване, почистване на външни стени на сгради, защита на културни реликви, почистване на платки и прецизни части. Обработка, производство, почистване на дисплеи от течни кристали, остатъци от дъвки и други области могат да играят важна роля.
