1.Ar strauju zinātnes un tehnoloģiju attīstību lāzeru tehnoloģija arvien vairāk tiek izmantota dažādās cilvēku ražošanas un dzīves jomās. No lielveikalu svītrkodiem, lāzerprinteriem līdz lāzera skaistumam, tuvredzības ārstēšanai un ir kļuvis pazīstams. Daudziem cilvēkiem ir zināms arī lāzeriekārtu griešana, urbšana un metināšana rūpnieciskai ražošanai. Tomēr cilvēki joprojām nav pazīstami un izprot lāzera iekārtu izmantošanu tīrīšanas nozarē. Lāzera tīrīšanas tehnoloģija ir jauna veida tīrīšanas tehnoloģija, kas strauji attīstīta pēdējos 10 gados. Tā ir pakāpeniski aizstājusi tradicionālos tīrīšanas procesus daudzās jomās ar savām priekšrocībām un neaizvietojamību. Kāpēc lāzera iekārtas var tīrīt zemāk? Ko var izmantot tīrīšanai? Cik efektīva ir tīrīšanas efektivitāte? Ievadiet īsu ievadu.
2. Lāzers un tīrīšana
Tradicionālajai tīrīšanas nozarei ir dažādas tīrīšanas metodes, galvenokārt izmantojot ķīmiskos līdzekļus un mehāniskās tīrīšanas metodes. Saskaņā ar arvien stingrākiem vides aizsardzības noteikumiem Ķīnā un cilvēku aizvien pieaugošā izpratne par vides aizsardzību un drošību, ķīmisko vielu veidi, ko var izmantot rūpnieciskajā ražošanā un tīrīšanā, kļūs mazāk un mazāk. Kā atrast tīrāku un neinvazīvu tīrīšanas metodi, mums ir jāapsver problēma. Lāzera tīrīšanu raksturo ne abrazīvi, nekontakti, ne-termiski efekti un objekti, kas ir piemēroti dažādiem materiāliem, un to uzskata par visticamāko un visefektīvāko risinājumu. Tajā pašā laikā lāzera tīrīšana var atrisināt problēmas, kuras nevar atrisināt, izmantojot tradicionālās tīrīšanas metodes. Piemēram, ja sagataves virsmai ir piesārņojošas daļiņas, kuru daļiņas ir mazākas par mikroniem, šīs daļiņas mēdz stingri piestiprināties, un parastās tīrīšanas metodes to nevar noņemt. Tīrīšana ar nano-lāzeriem uz sagataves virsmas ir ļoti efektīva. Turklāt, tā kā lāzers tiek izmantots, lai attīrītu sagatavi bez kontakta, ir droši notīrīt precīzu sagatavi vai tās smalkās detaļas, un to precizitāti var nodrošināt. Tāpēc lāzera tīrīšanai ir unikālas priekšrocības tīrīšanas nozarē.
Kāpēc lāzeri var izmantot tīrīšanai? Kāpēc tas nav kaitīgs tīrāmam objektam? Vispirms izprast lāzera raksturu. Vienkārši izsakoties, lāzers neatšķiras no gaismas (redzamā un neredzamā gaismā), kas iet kopā ar mums, bet lāzers izmanto rezonanses dobumu, lai koncentrētu gaismu tādā pašā virzienā un tam ir vienkāršāks viļņa garums, koordinācija utt. veiktspēja ir labāka, tāpēc teorētiski visus gaismas viļņa garumus var izmantot, lai veidotu lāzeri, bet patiesībā to ierobežo daži plašsaziņas līdzekļi, kas var būt satraukti, tāpēc lāzera avoti, kas var radīt stabilu un piemērotu rūpnieciskai ražošanai, ir diezgan ierobežoti. Iespējams, plaši izmanto Nd: YAG lāzeri, CO2 lāzeri un eksimēra lāzeri. Tā kā Nd: YAG lāzeri var būt piemēroti rūpnieciskiem lietojumiem, izmantojot optisko šķiedru pārraidi, tos izmanto arī lāzera tīrīšanai.
3. Lāzera virsmas tīrīšanas priekšrocības
Salīdzinot ar tradicionālajām tīrīšanas metodēm, piemēram, mehānisko berzes tīrīšanu, ķīmisko korozijas tīrīšanu, šķidro cietu spēcīgu triecienu tīrīšanu un augstas frekvences ultraskaņas tīrīšanu, lāzera tīrīšanai ir acīmredzamas priekšrocības.
3.1 Lāzera tīrīšana ir "zaļā" tīrīšanas metode. Tas neprasa izmantot ķīmiskas vielas vai tīrīšanas šķidrumus. Attīrītie atkritumi būtībā ir cieti pulveri, mazi, viegli uzglabājami, pārstrādājami un viegli tīrāmi ar ķīmisko tīrīšanu. Vides piesārņojuma problēmas, ko rada 3.2. Tradicionālās tīrīšanas metodes bieži ir saskares tīrīšana. Uz tīrīšanas objekta virsmas ir mehānisks spēks. Bojāta objekta virsma vai tīrīšanas līdzeklis pielipis tīrāmā objekta virsmai un to nevar noņemt. Šo problēmu atrisināšanai tiek izmantota sub-piesārņojuma, abrazīvā un nesaskartā lāzera tīrīšana; 3,3 lāzeru var pārraidīt caur optisko šķiedru, un roboti un roboti, lai atvieglotu, lai panāktu tālsatiksmes darbību, var tīrīt tradicionālo metodi, nav viegli sasniegt vietni, to var izmantot dažās bīstamās vietās, lai nodrošinātu drošību personāls; 3.4. Lāzera tīrīšana var noņemt dažādu veidu piesārņotājus no dažādu materiālu virsmas, lai panāktu tīrību, ko nevar panākt ar tradicionālo tīrīšanu. Turklāt tas var arī selektīvi notīrīt piesārņotājus uz materiāla virsmas, nesabojājot materiāla virsmu. 3.5. Lāzera tīrīšanai ir augsta efektivitāte un ietaupīts laiks. 3.6 Lai gan iepriekšējās vienreizējās investīcijas laikā lāzera tīrīšanas sistēma ir augstāka, tā tiek attīrīta. Sistēmu var izmantot ilgstoši, un ekspluatācijas izmaksas ir zemas. Piemēram, izmantojiet Quantel LASERLASTE, ekspluatācijas izmaksas stundā ir tikai aptuveni 1 eiro, un vēl svarīgāk, tas ir viegli automatizējams.
Lāzera virsmas tīrīšanas princips
Impulsa Nd: YAG lāzera tīrīšanas process balstās uz lāzera radīto gaismas impulsu raksturlielumiem, pamatojoties uz fotofizisko reakciju, ko izraisa mijiedarbība starp augstas intensitātes staru kūli, īss impulsa lāzeri un piesārņojuma slāni. Fizisko principu var apkopot šādi:
a) Lāzera izstaroto lāzera staru absorbē apstrādājamās virsmas piesārņojuma slānis. b) Lielas enerģijas absorbcija veido strauji augošu plazmu (stipri jonizēta nestabila gāze), radot šoka viļņus. c) Shockwaves piesārņo un noņem piesārņotājvielas. d) Gaismas impulsa platumam jābūt pietiekami īsam, lai izvairītos no siltuma uzkrāšanās, kas var sabojāt apstrādāto virsmu. e) Eksperimenti rāda, ka tad, kad uz metāla virsmas atrodas oksīds, uz metāla virsmas rodas plazma.
Plazma tiek veidota tikai tad, kad enerģijas blīvums pārsniedz slieksni, kas ir atkarīgs no piesārņotā slāņa vai oksīda slāņa. Šis sliekšņa efekts ir ļoti svarīgs pamatmateriāla efektīvai tīrīšanai. Ir otrs slieksnis plazmas izskats. Ja enerģijas blīvums pārsniedz šo slieksni, pamatmateriāls tiks iznīcināts. Lai nodrošinātu efektīvu substrāta materiāla tīrīšanu, lāzera parametri jāpielāgo atbilstoši apstākļiem, lai gaismas impulsa enerģijas blīvums būtu stingri starp diviem sliekšņiem.
Katrs lāzera impulss novērš noteiktu piesārņojuma slāņa biezumu. Ja piesārņojuma slānis ir biezs, tīrīšanai ir nepieciešami vairāki impulsi. Virsmas tīrīšanai nepieciešamo impulsu skaits ir atkarīgs no virsmas piesārņojuma pakāpes. Svarīgs rezultāts, ko rada divi sliekšņi, ir tīrīšanas pašpārvalde. Gaismas impulsi, kuru enerģijas blīvums pārsniedz pirmo slieksni, vienmēr noņem piesārņotājus, līdz būs sasniegts substrāta materiāls. Tomēr, tā kā tās enerģijas blīvums ir zemāks par pamatmateriāla bojājuma slieksni, pamatne nav bojāta.
5. Lāzera tīrīšanas praktiskā pielietošana
Lāzera tīrīšanu var izmantot ne tikai organisko piesārņotāju tīrīšanai, bet arī neorganisko materiālu, tostarp metāla korozijas, metāla daļiņu un putekļu tīrīšanai. Tālāk aprakstīti daži praktiski pielietojumi. Šīs tehnoloģijas ir bijušas ļoti nobriedušas un plaši izmantotas.
5.1. Pelējuma tīrīšana:
Katru gadu riepu ražotāji pasaulē ražo simtiem miljonu riepu, un riepu veidnes ražošanas procesā ir ātri un droši jātīra, lai ietaupītu dīkstāves. Parastās tīrīšanas metodes ietver smilšu strūklu, ultraskaņas vai oglekļa dioksīda attīrīšanu, bet šīs metodes parasti ir jāatdzesē karstā formā vairākas stundas, pēc tam tās jāpārvieto uz tīrīšanas iekārtām tīrīšanai, tīrīšanai nepieciešams ilgs laiks un viegli sabojāt precizitāti. pelējums Ķīmiskie šķīdinātāji un troksnis var izraisīt arī tādas problēmas kā drošība un vides aizsardzība. Lāzera tīrīšanas metožu izmantošana, jo lāzeri var pārraidīt, izmantojot optisko šķiedru, tāpēc tā ir ļoti elastīga; tāpēc, ka lāzera tīrīšanas metodi var izmantot, lai savienotu optisko šķiedru ar drukāšanas stieni vai grūti tīrīt tīrāmās detaļas, kas ir tik viegli lietojamas; gumijas dēļ un bez gazifikācijas netiks ražotas toksiskas gāzes, kas ietekmēs darba vides drošību. Lāzera tīrīšanas riepu veidņu tehnoloģija ir plaši izmantota riepu rūpniecībā Eiropā un Amerikā. Lai gan sākotnējās investīciju izmaksas ir augstas, ieguvumus, kas gūti, ietaupot gaidīšanas laiku, izvairoties no pelējuma bojājumiem, darba drošības un izejvielu taupīšanas, var ātri atgūt. Saskaņā ar Quantel Corporation LASERLASTE lāzera tīrīšanas sistēmu tīrīšanas tests, ko veica Shanghai Shuangqin Trucking Tire Co., Ltd. ražošanas līnijā, parādīja, ka liela izmēra kravas automašīnu riepu veidni var tīrīt tiešsaistē tikai 2 stundu laikā. Salīdzinot ar tradicionālajām tīrīšanas metodēm, ekonomiskie ieguvumi ir acīmredzami.
Lai nodrošinātu higiēnu, regulāri jāaizstāj elastīgās elastīgās plēves slānis uz pārtikas rūpniecības veidnēm. Šim nolūkam īpaši piemērota ir arī lāzera tīrīšana bez ķimikālijām.
5.2 Ieroču aprīkojuma tīrīšana:
Lāzera tīrīšanas tehnoloģija tiek plaši izmantota ieroču uzturēšanā. Lāzera tīrīšanas sistēmas izmantošana var efektīvi un ātri noņemt rūsu un piesārņotājus, kā arī izvēlēties tīrīšanas vietas, lai panāktu automātisku tīrīšanu. Lāzera tīrīšanai ir ne tikai augstāka tīrības pakāpe nekā ķīmiskajam tīrīšanas procesam, bet arī bojājums objekta virsmai ir neliels. Quantel LASERLASTE var veidot biezu oksīda aizsargplēvi vai izkausētu metāla slāni uz metāla priekšmetu virsmas, nosakot dažādus parametrus, lai uzlabotu virsmas stiprību un izturību pret koroziju. Lāzera izvadītie atkritumi būtiski piesārņo vidi un tos var darbināt arī no attāluma, efektīvi samazinot operatoriem nodarīto kaitējumu veselībai.
5.3. Gaisa kuģa krāsas noņemšana:
Eiropas lāzera tīrīšanas sistēma jau sen ir izmantota aviācijas nozarē. Lidmašīnas virsma tiks pārkrāsota pēc noteikta laika, bet oriģinālā krāsa pirms krāsošanas ir pilnībā jānoņem. Tradicionālā krāsas mehāniskās noņemšanas metode var kaitēt gaisa kuģa metāla virsmai, radot slēptu briesmu drošam lidojumam. Ja tiek izmantotas vairākas lāzera tīrīšanas sistēmas, krāsas uz A320 Airbus virsmas var pilnībā izņemt divas dienas, nesabojājot metāla virsmu.
5.4 Ēku ārējo sienu tīrīšana:
Strauji attīstoties Ķīnas ekonomikai, ir izveidoti arvien vairāk debesskrāpju, un arvien svarīgāka kļūst ēku ārējo sienu tīrīšanas problēma. LASERLASTE lāzera tīrīšanas sistēma nodrošina labu ēku ārējo sienu tīrīšanu, izmantojot optiskās šķiedras līdz 70 metriem. Risinājums ir tāds, ka tas var efektīvi notīrīt dažādus piesārņotājus dažādos akmens, metāla un stikla veidos, un tas ir daudz efektīvāks par parasto tīrīšanu. Tā var arī noņemt tumšus plankumus un traipus uz dažādu veidu akmeņiem ēkās. LASERLASTE lāzera tīrīšanas sistēma Ēku un akmens pieminekļu tīrīšanas eksperimenti Shaolin templī Songshan Mountain liecina, ka lāzera tīrīšana ir ļoti efektīva, lai aizsargātu seno ēku izskatu.
5.5 Tīrīšana elektroniskajā rūpniecībā
Elektronikas nozare izmanto lāzerus, lai izvadītu oksīdus: elektronikas rūpniecībai ir nepieciešama augstas precizitātes dezaktivācija, kas ir īpaši piemērota lāzera deoksidācijai. Pirms plāksnes lodēšanas, detaļu tapas ir pilnībā jāattīra, lai nodrošinātu optimālu elektrisko kontaktu. Dekontaminācijas procesa laikā tapas nedrīkst sabojāt. Lāzera tīrīšana var apmierināt lietošanas prasības, un efektivitāte ir ļoti augsta. Vienam tapam ir nepieciešams tikai viens lāzera starojums.
5.6 Precīzijas mašīnu tīrīšana precīzijas mašīnu nozarē:
Precīzai mašīnbūvei bieži ir jānoņem esteri un minerāleļļas, ko izmanto eļļošanai un pretkorozijai, parasti ar ķīmiskām metodēm, savukārt ķīmiskā tīrīšana bieži vien ir atlikumu. Lāzera deesterifikācija var pilnībā noņemt esteri un minerāleļļu, nesabojājot detaļu virsmu. Piesārņojošo vielu izvadīšana tiek veikta ar trieciena viļņiem. Plāna oksīda slāņu eksplozīvā iztvaicēšana uz daļas virsmas rada šoka viļņus, kas izraisa netīrumu noņemšanu, nevis mehānisku mijiedarbību. Materiāls ir pilnībā deesterificēts izmantošanai kosmosa rūpniecisko iekārtu detaļu tīrīšanā. Eļļas estera noņemšanu mehānisko detaļu apstrādē var notīrīt arī ar lāzeru.
5.7 Reaktora reaktora cauruļu tīrīšana:
Lāzera tīrīšanas sistēmu izmanto arī cauruļvadu tīrīšanai atomelektrostaciju reaktoros. Tā izmanto optisko šķiedru, lai ieviestu lieljaudas lāzera staru reaktorā un tieši noņemtu radioaktīvos putekļus. Notīrīto materiālu ir viegli tīrīt. Tā kā tā ir tālsatiksmes darbība, personāla drošību var nodrošināt.
Kopumā lāzera tīrīšana ir svarīga daudzās jomās, piemēram, automobiļu ražošanā, pusvadītāju vafeļu tīrīšanā, precizitātes detaļu apstrādē un ražošanā, militāro iekārtu tīrīšanā, ēku ārējo sienu tīrīšanā, kultūras relikviju aizsardzībā, shēmas plates tīrīšanā un precizitātes detaļās. Svarīga loma var būt pārstrādei, ražošanai, šķidro kristālu displeju tīrīšanai, košļājamās gumijas atlikumiem un citām vietām.
