En els darrers anys, la neteja amb làser s'ha convertit en un dels punts d'investigació en el camp de la fabricació industrial, la investigació cobreix el procés, la teoria, els equips i les aplicacions. En aplicacions industrials, la tecnologia de neteja làser ha estat capaç de netejar de manera fiable un gran nombre de superfícies de substrat diferents, netejant objectes com acer, alumini, titani, vidre i materials compostos, etc., indústries d'aplicació que cobreixen l'aeroespacial, l'aviació, el transport marítim, l'alta velocitat. ferrocarril, automoció, motlle, energia nuclear i marí i altres camps.
La tecnologia de neteja làser, que es remunta a la dècada de 1960, té els avantatges d'un bon efecte de neteja, una àmplia gamma d'aplicacions, una alta precisió, sense contacte i accessibilitat. En la fabricació industrial, la producció i el manteniment i altres camps tenen una àmplia gamma de perspectives d'aplicació, s'espera que substitueixin parcialment o completament els mètodes de neteja tradicionals i es converteixin en la tecnologia de neteja verda més prometedora del segle XXI.
Mètode de neteja per làser
El procés de neteja per làser és molt complex, que implica una varietat de mecanismes d'eliminació de material, per a un mètode de neteja per làser, el procés de neteja pot existir alhora una varietat de mecanismes, que es deuen principalment a la interacció entre el làser i el material, incloent l'ablació de la superfície del material, descomposició, ionització, degradació, fusió, combustió, vaporització, vibració, sputtering, expansió, contracció, explosió, descamació, vessament i altres canvis físics i químics. procés.
Actualment, els mètodes típics de neteja per làser són principalment tres: neteja d'ablació làser, neteja làser assistida per pel·lícula líquida i mètodes de neteja làser per ones de xoc.
Mètode de neteja per ablació làser
Els principals mecanismes metodològics són l'expansió tèrmica, la vaporització, l'ablació i l'explosió de fase. El làser actua directament sobre el material a eliminar de la superfície del substrat i les condicions ambientals poden ser d'aire, gas rarificat o buit. Les condicions de funcionament són senzilles i més utilitzades per eliminar una varietat de recobriments, pintures, partícules o brutícia. El diagrama següent mostra el diagrama de procés per al mètode de neteja per ablació làser.
Quan la irradiació làser a la superfície del material, el substrat i els materials de neteja són la primera expansió tèrmica. Amb l'augment del temps d'interacció del làser amb el material de neteja, si la temperatura és inferior al llindar de cavitació del material de neteja, el procés de canvi físic només del material de neteja, la diferència entre el material de neteja i el coeficient d'expansió tèrmica del substrat condueix a la pressió a la interfície. , el material de neteja s'aboca, el trencament de la superfície del substrat, l'esquerda, la fractura mecànica, la trituració per vibracions, etc., el material de neteja s'elimina per raig o es despulla de la superfície del substrat.
Si la temperatura és superior a la temperatura del llindar de gasificació del material de neteja, hi haurà dues situacions: 1) el llindar d'ablació del material de neteja és menor que el substrat; 2) el llindar d'ablació del material de neteja és més gran que el substrat.
Aquests dos casos de materials de neteja són la fusió, la cavitació i l'ablació i altres canvis fisicoquímics, el mecanisme de neteja és més complex, a més dels efectes tèrmics, però també poden incloure materials de neteja i substrats entre la ruptura de l'enllaç molecular, la descomposició o degradació dels materials de neteja, fase. explosió, neteja de materials de gasificació ionització instantània, generació de plasma.
(1)Neteja làser assistida pel·lícula líquida
El mecanisme del mètode té principalment vaporització i vibració d'ebullició de pel·lícula líquida, etc. L'ús de la necessitat de triar la longitud d'ona làser adequada, de manera que es pot compensar la manca de pressió d'impacte en el procés de neteja d'ablació làser, es pot utilitzar per eliminar alguns dels més difícils d'eliminar l'objecte de neteja.
Com es mostra a la figura següent, la pel·lícula líquida (aigua, etanol o altres líquids) s'ha cobert prèviament a la superfície de l'objecte de neteja i, a continuació, utilitza el làser per irradiar-lo. La pel·lícula líquida absorbeix l'energia làser donant lloc a una forta explosió de mitjans líquids, l'explosió del moviment d'alta velocitat del líquid bullint, la transferència d'energia als materials de neteja de superfícies, una força explosiva transitòria alta és suficient per eliminar la brutícia de la superfície per aconseguir propòsits de neteja.
El mètode de neteja làser assistit per pel·lícula líquida té dos inconvenients.
Procés feixuc i difícil de controlar el procés.
A causa de l'ús de pel·lícula líquida, la composició química de la superfície del substrat després de la neteja és fàcil de canviar i generar noves substàncies.
(1)Mètode de neteja del tipus d'ona de xoc làser
L'enfocament i el mecanisme del procés són molt diferents dels dos primers, el mecanisme és principalment l'eliminació de la força de l'ona de xoc, els objectes de neteja són principalment partícules, principalment per a l'eliminació de partícules (submicròniques o nanoescala). Els requisits del procés són molt estrictes, tant per garantir la capacitat d'ionitzar l'aire, com també per mantenir una distància adequada entre el làser i el substrat per garantir que l'acció sobre les partícules de la força d'impacte sigui prou gran.
A continuació es mostra el diagrama esquemàtic del procés de neteja d'ones de xoc làser, el làser paral·lel a la direcció del tir de la superfície del substrat i el substrat no entra en contacte. Moveu la peça de treball o el capçal làser per ajustar l'enfocament del làser a la partícula a prop de la sortida del làser, es produirà el punt focal del fenomen d'ionització de l'aire, donant lloc a ones de xoc, ones de xoc a la ràpida expansió de l'expansió esfèrica i s'estendrà al contacte. amb les partícules. Quan el moment del component transversal de l'ona de xoc a la partícula és més gran que el moment del component longitudinal i la força d'adhesió de la partícula, la partícula s'eliminarà enrotllant.
Tecnologia de neteja per làser
El mecanisme de neteja làser es basa principalment en la superfície de l'objecte després de l'absorció d'energia làser, o la vaporització i la volatilització, o l'expansió tèrmica instantània per superar l'adsorció de partícules a la superfície, de manera que l'objecte de la superfície, i després aconseguir el finalitat de neteja.
Aproximadament resumit com: 1. descomposició de vapor làser, 2. decapament làser, 3. expansió tèrmica de partícules de brutícia, 4. vibració de la superfície del substrat i vibració de partícules quatre aspectes
En comparació amb el procés de neteja tradicional, la tecnologia de neteja làser té les següents característiques.
1. És una neteja "en sec", sense solució de neteja ni altres solucions químiques, i la neteja és molt superior a la del procés de neteja química.
2. L'abast de l'eliminació de la brutícia i el rang de substrat aplicable és molt ampli, i
3. Mitjançant la regulació dels paràmetres del procés làser, no es pot danyar la superfície del substrat sobre la base de l'eliminació efectiva de contaminants, la superfície és com a nova.
4. La neteja amb làser es pot automatitzar fàcilment.
5. L'equip de descontaminació làser es pot utilitzar durant molt de temps, amb uns costos operatius baixos.
6. La tecnologia de neteja làser és un: verd: procés de neteja, eliminar els residus és una pols sòlida, de mida petita, fàcil d'emmagatzemar, bàsicament no contaminarà el medi ambient.
A la dècada de 1980, el ràpid desenvolupament de la indústria dels semiconductors a la superfície de les partícules de contaminació de la màscara d'hòstia de silici de la tecnologia de neteja va presentar requisits més alts, el punt clau és superar la contaminació de micropartícules i el substrat entre la gran força d'adsorció. , la neteja química tradicional, la neteja mecànica i els mètodes de neteja per ultrasons no poden satisfer la demanda, i la neteja per làser pot resoldre aquests problemes de contaminació, la investigació i les aplicacions relacionades s'han desenvolupat ràpidament.
El 1987, la primera aparició de la sol·licitud de patent sobre neteja amb làser. A la dècada de 1990, Zapka va aplicar amb èxit la tecnologia de neteja làser al procés de fabricació de semiconductors per eliminar les micropartícules de la superfície de la màscara, adonant-se de l'aplicació primerenca de la tecnologia de neteja làser en el camp industrial. 1995, els investigadors van utilitzar un làser TEA-CO2 de 2 kW per aconseguir amb èxit la neteja de l'eliminació de la pintura del fuselatge de l'avió.
Després d'entrar al segle XXI, amb el desenvolupament d'alta velocitat de làsers de pols ultra-curt, la investigació nacional i estrangera i l'aplicació de la tecnologia de neteja làser van augmentar gradualment, centrant-se en la superfície dels materials metàl·lics, les aplicacions estrangeres típiques són l'eliminació de pintura del fuselatge d'avions, motlle. desgreixatge de superfícies, eliminació de carboni intern del motor i neteja de superfícies de les juntes abans de la soldadura. EUA Edison Welding Institute neteja làser de l'avió de guerra FG16, quan la potència del làser d'1 kW, el volum de neteja de 2,36 cm3 per minut.
Val la pena esmentar que la investigació i l'aplicació de l'eliminació de pintura làser de peces compostes avançades també és un punt calent important. Les pales de l'hèlix de l'helicòpter HG53 de la Marina dels Estats Units i la cua plana de l'avió de caça F16 i altres superfícies compostes s'han realitzat aplicacions d'eliminació de pintura làser, mentre que els materials compostos de la Xina en aplicacions aeronàutiques tardan, de manera que aquesta investigació es troba bàsicament en blanc.
A més, l'ús de la tecnologia de neteja làser per al tractament de la superfície composta CFRP de l'articulació abans de l'enganxament per millorar la resistència de l'articulació també és un dels focus de recerca actuals. Adapteu l'empresa làser a la línia de producció de cotxes Audi TT per proporcionar equips de neteja làser de fibra per netejar la superfície de la pel·lícula d'òxid del marc de la porta d'aliatge d'alumini lleuger. Rolls G Royce UK va utilitzar la neteja làser per netejar la pel·lícula d'òxid a la superfície dels components dels motors aeri de titani.
La tecnologia de neteja làser s'ha desenvolupat ràpidament en els darrers dos anys, ja siguin els paràmetres del procés de neteja per làser i el mecanisme de neteja, la investigació d'objectes de neteja o l'aplicació de la investigació ha avançat molt. La tecnologia de neteja per làser després de moltes investigacions teòriques, el focus de la seva investigació està constantment esbiaixat cap a l'aplicació de la investigació i en l'aplicació de resultats prometedors. En el futur, la tecnologia de neteja làser per a la protecció de relíquies culturals i obres d'art s'utilitzarà més àmpliament i el seu mercat és molt ampli. Amb el desenvolupament de la ciència i la tecnologia, l'aplicació de la tecnologia de neteja làser a la indústria s'està convertint en una realitat i l'àmbit d'aplicació és cada cop més extens.
L'empresa d'automatització làser Maven se centra en la indústria làser durant 14 anys, estem especialitzats en el marcatge làser, tenim una màquina de neteja làser d'armaris de màquines, una màquina de neteja làser de caixa de carro, una màquina de neteja làser de motxilla i una màquina de neteja làser tres en un, a més, també tenim Màquina de soldadura per làser, màquina de tall per làser i màquina de gravat de marcatge làser, si esteu interessats en la nostra màquina, podeu seguir-nos i no dubteu a contactar-nos.
Hora de publicació: 14-nov-2022
