1. С быстрым развитием науки и техники лазерные технологии все шире используются в различных областях производства и жизни людей. От супермаркета штрих-кодов, лазерных принтеров до лазерной красоты, лечения близорукости и уже стало привычным. Резка, сверление и сварка лазерного оборудования для промышленного производства также известны многим. Тем не менее, люди до сих пор не знакомы и не понимают применение лазерного оборудования в индустрии очистки. Технология лазерной очистки - это новый тип технологии очистки, который быстро развивается в течение последних 10 лет. Он постепенно заменил традиционные процессы очистки во многих областях своими собственными преимуществами и незаменимостью. Почему лазерное оборудование можно чистить ниже? Что можно использовать для уборки? Насколько эффективна очистка? Сделайте краткое введение.
2. Лазер и чистка
В традиционной индустрии очистки существует множество методов очистки, в основном с использованием химических средств и механических методов очистки. В соответствии со все более строгими правилами охраны окружающей среды в Китае и растущей осведомленностью людей об охране и безопасности окружающей среды, типы химикатов, которые могут использоваться в промышленном производстве и очистке, будут становиться все меньше и меньше. Как найти более чистый и неинвазивный метод очистки - это проблема, которую мы должны рассмотреть. Лазерная очистка характеризуется неабразивными, бесконтактными, нетепловыми воздействиями и предметами, подходящими для различных материалов, и считается наиболее надежным и наиболее эффективным решением. В то же время лазерная очистка может решить проблемы, которые не могут быть решены с использованием традиционных методов очистки. Например, когда поверхность заготовки имеет частицы загрязнений субмикронного размера, эти частицы имеют тенденцию плотно прилипать, и обычные методы очистки не могут удалить их. Очистка нанолазерами на поверхности заготовки очень эффективна. Кроме того, поскольку лазер используется для очистки заготовки без контакта, безопасно чистить точную заготовку или ее мелкие детали, и ее точность может быть обеспечена. Поэтому лазерная очистка имеет уникальные преимущества в индустрии очистки.
Почему лазер можно использовать для чистки? Почему это не вредно для очищаемого объекта? Сначала понять природу лазера. Проще говоря, лазер ничем не отличается от света (видимого и невидимого света), который идет вместе с нами, но лазер использует резонансную полость для концентрирования света в том же направлении и имеет более простую длину волны, координацию и т. Д. производительность лучше, поэтому теоретически все длины волны света могут быть использованы для формирования лазера, но на самом деле это ограничено несколькими средами, которые могут быть возбуждены, поэтому лазерные источники, которые могут производить стабильные и подходящие для промышленного производства, весьма ограничены. Вероятно, широко используются Nd: YAG-лазеры, CO2-лазеры и эксимерные лазеры. Поскольку Nd: YAG-лазеры могут быть более пригодны для промышленного применения через оптическое волокно, они также используются при лазерной очистке.
3. Преимущества лазерной очистки поверхности
По сравнению с традиционными методами очистки, такими как механическая очистка трением, химическая очистка от коррозии, очистка от сильного удара жидким твердым веществом и высокочастотная ультразвуковая очистка, лазерная очистка имеет очевидные преимущества.
3.1 Лазерная очистка - это «зеленый» метод очистки. Не требует использования каких-либо химикатов или чистящих жидкостей. Очищенные отходы в основном представляют собой твердый порошок, небольшие по размеру, легко хранящиеся, пригодные для вторичной переработки и легко очищаемые химической очисткой. Проблемы загрязнения окружающей среды, вызванные 3.2. Традиционные методы очистки - это контактная очистка. На поверхности очищаемого объекта действует механическая сила. Поверхность поврежденного объекта или чистящего средства прилипает к поверхности очищаемого объекта и не может быть удалена. Суб-загрязнение, неабразивная и бесконтактная лазерная очистка для решения этих проблем; 3.3 лазер может быть передан через оптическое волокно, и роботы и роботы, чтобы облегчить, чтобы достичь дальнего действия, могут очистить традиционный метод не так легко добраться до места, это может быть использовано в некоторых опасных местах, чтобы обеспечить безопасность персонал; 3.4 Лазерная очистка может удалять различные типы загрязнений на поверхности различных материалов, чтобы достичь чистоты, которой не может достичь обычная очистка. Кроме того, он также может избирательно очищать загрязняющие вещества на поверхности материала, не повреждая поверхность материала. 3.5 Лазерная очистка имеет высокую эффективность и экономит время. 3.6 Хотя система лазерной очистки выше в предыдущей разовой инвестиции, она очищается. Система может стабильно использоваться в течение длительного времени, а эксплуатационные расходы невелики. Возьмите LASERLASTE от Quantel в качестве примера, эксплуатационные расходы в час составляют всего около 1 евро, и, что более важно, они могут быть легко автоматизированы.
Принцип лазерной очистки поверхности
Процесс импульсной очистки Nd: YAG-лазера основан на характеристиках световых импульсов, генерируемых лазером, на основе фотофизического отклика, вызванного взаимодействием высокоинтенсивного пучка, короткоимпульсного лазера и слоя загрязнения. Физический принцип можно резюмировать следующим образом:
а) Лазерный луч, испускаемый лазером, поглощается слоем загрязнения на обрабатываемой поверхности. б) Поглощение большой энергии образует быстро расширяющуюся плазму (сильно ионизированный нестабильный газ), генерирующий ударные волны. в) Ударные волны загрязняют и удаляют загрязнения. d) Ширина светового импульса должна быть достаточно короткой, чтобы избежать накопления тепла, которое может повредить обрабатываемую поверхность. е) Эксперименты показывают, что когда оксид присутствует на поверхности металла, плазма генерируется на поверхности металла.
Плазма генерируется только тогда, когда плотность энергии превышает пороговое значение, которое зависит от удаляемого слоя загрязняющих веществ или оксидного слоя. Этот пороговый эффект очень важен для эффективной очистки основного материала. Существует второй порог появления плазмы. Если плотность энергии превышает этот порог, базовый материал будет разрушен. Чтобы обеспечить эффективную очистку материала подложки, параметры лазера должны быть отрегулированы в соответствии с условиями, чтобы плотность энергии светового импульса находилась строго между двумя пороговыми значениями.
Каждый лазерный импульс удаляет определенную толщину слоя загрязнения. Если слой загрязнения толстый, для очистки требуется несколько импульсов. Количество импульсов, необходимых для очистки поверхности, зависит от степени загрязнения поверхности. Важным результатом двух пороговых значений является самоконтроль очистки. Световые импульсы с плотностью энергии выше первого порога всегда удаляют загрязняющие вещества до тех пор, пока не будет достигнут материал подложки. Однако, поскольку его плотность энергии ниже порога повреждения основного материала, основание не повреждено.
5. Практическое применение лазерной очистки
Лазерная очистка может использоваться не только для очистки органических загрязнений, но и для очистки неорганических материалов, включая коррозию металла, частицы металла и пыль. Ниже описаны некоторые практические применения. Эти технологии были очень зрелыми и широко использовались.
5.1 очистка пресс-формы:
Ежегодно производители шин в мире производят сотни миллионов шин, и формы шин в процессе производства должны быть быстро и надежно очищены, чтобы сократить время простоя. Обычные методы очистки включают в себя пескоструйную очистку, ультразвуковую очистку или очистку от диоксида углерода, но эти методы обычно необходимо охлаждать в горячей форме в течение нескольких часов, а затем перемещать в оборудование для очистки, очистка занимает много времени и легко повредить точность плесень Химические растворители и шум также могут вызвать проблемы, такие как безопасность и защита окружающей среды. Использование методов лазерной очистки, потому что лазер может передаваться с использованием оптического волокна, поэтому он очень гибкий в использовании; потому что метод лазерной очистки может быть использован для подключения оптического волокна к глухому углу матрицы или трудно чистить детали, подлежащие очистке, поэтому прост в использовании; Из-за резины и без газификации не будет производиться токсичный газ, что повлияет на безопасность рабочей среды. Технология лазерной очистки шинных форм широко применяется в шинной промышленности Европы и Америки. Несмотря на то, что первоначальные инвестиционные затраты высоки, выгоды от экономии времени в режиме ожидания, предотвращения повреждения плесени, безопасности работы и экономии сырья могут быть быстро восстановлены. Согласно лазерной системе очистки LASERLASTE корпорации Quantel, тест очистки, проведенный на производственной линии Shanghai Shuangqin Trucking Tire Co., Ltd., показал, что плесень крупногабаритной грузовой шины можно очистить в режиме онлайн всего за 2 часа. По сравнению с обычными методами очистки экономические выгоды очевидны.
Слой антиадгезионной эластичной пленки на пресс-формах для пищевой промышленности необходимо регулярно заменять для обеспечения гигиены. Использование лазерной очистки без химикатов также особенно подходит для этого применения.
5.2 Чистка оружейного снаряжения:
Технология лазерной очистки широко используется в обслуживании оружия. Использование лазерной системы очистки позволяет эффективно и быстро удалять ржавчину и загрязняющие вещества, а также позволяет выбирать места для очистки для автоматической очистки. Использование лазерной очистки не только имеет более высокую степень чистоты, чем химическая очистка, но также имеет незначительное повреждение поверхности объекта. LASERLASTE от Quantel может также образовывать плотную оксидную защитную пленку или слой расплавленного металла на поверхности металлических предметов, устанавливая различные параметры для улучшения поверхностной прочности и коррозионной стойкости. Отработанные лазером отходы существенно не загрязняют окружающую среду, а также могут использоваться дистанционно, эффективно снижая вред для здоровья оператора.
5.3 Снятие авиационной краски:
Европейская система лазерной очистки уже давно используется в авиационной промышленности. Поверхность самолета будет перекрашена через определенный промежуток времени, но оригинальная краска должна быть полностью удалена перед покраской. Традиционный метод механического удаления краски может вызвать повреждение металлической поверхности самолета, создавая скрытые опасности для безопасного полета. Если используется несколько систем лазерной очистки, краску на поверхности аэробуса A320 можно полностью удалить в течение двух дней без повреждения металлической поверхности.
5.4 Очистка наружных стен зданий:
С быстрым развитием экономики Китая, все больше и больше небоскребов были созданы, и проблема очистки внешних стен зданий становится все более острой. Лазерная система очистки LASERLASTE обеспечивает хорошую очистку наружных стен зданий с помощью оптических волокон длиной до 70 метров. Решение заключается в том, что он может эффективно очищать различные загрязняющие вещества от различных видов камня, металла и стекла и является гораздо более эффективным, чем обычная очистка. Это может также удалить темные пятна и окраски на различных типах камня в зданиях. Лазерная система очистки LASERLASTE Эксперименты по очистке зданий и каменных памятников в храме Шаолинь на горе Суншань показывают, что использование лазерной очистки очень эффективно для защиты внешнего вида древних зданий.
5.5 Очистка в электронной промышленности
Электронная промышленность использует лазеры для удаления оксидов: электронная промышленность нуждается в высокоточной дезактивации, которая особенно подходит для лазерного раскисления. Перед пайкой платы контакты компонента должны быть полностью окислены, чтобы обеспечить оптимальный электрический контакт. Штифты не должны быть повреждены во время процесса дезактивации. Лазерная очистка может соответствовать требованиям использования, а эффективность очень высока. Для одного контакта требуется только один лазерный луч.
5.6 Точная очистка от деэфира в промышленности точного машиностроения:
Промышленность прецизионного машиностроения часто нуждается в удалении сложных эфиров и минеральных масел, используемых для смазки и защиты от коррозии деталей, обычно химическими методами, в то время как химическая очистка часто все еще имеет остатки. Лазерная деэтерификация может полностью удалить сложные эфиры и минеральное масло без повреждения поверхности деталей. Удаление загрязнений осуществляется ударными волнами. Взрывное испарение тонких оксидных слоев на поверхности детали создает ударные волны, которые вызывают удаление грязи, а не механическое взаимодействие. Материал полностью деэтерифицирован для использования при очистке деталей авиационно-космической техники. Удаление масляного эфира при механической обработке механических деталей также может быть очищено лазером.
5.7 Очистка труб реактора:
Система лазерной очистки также используется для очистки трубопроводов в реакторах атомных электростанций. Он использует оптическое волокно для ввода мощного лазерного луча в реактор и непосредственно удаляет радиоактивную пыль. Очищенный материал легко чистить. А поскольку это дальние операции, безопасность персонала может быть обеспечена.
Таким образом, лазерная очистка играет важную роль во многих областях, таких как производство автомобилей, чистка полупроводниковых пластин, обработка и изготовление прецизионных деталей, чистка военной техники, чистка наружных стен зданий, защита культурных реликвий, чистка печатных плат и точных деталей. Обработка, производство, очистка жидкокристаллического дисплея, остатки жевательной резинки и другие области могут играть важную роль.
