Laserpuhastustehnoloogia kasutab puhastatava objekti pinnal kitsa impulsi laiuse ja suure võimsustihedusega lasereid.Kiire vibratsiooni, aurustumise, lagunemise ja plasma koorumise koosmõjul aurustuvad ja eralduvad pinnal olevad saasteained, roosteplekid või katted koheselt, saavutades pinna puhastamise.
Laserpuhastus pakub selliseid eeliseid nagu kontaktivaba, keskkonnasõbralik, tõhus täpsus ja aluspinna kahjustamata jätmine, mistõttu on see kasutatav erinevatel stsenaariumidel.
Laserpuhastus
Roheline ja tõhus
Laserpuhastust rakendavad laialdaselt muu hulgas rehvitööstus, uusenergiatööstus ja ehitusmasinate tööstus."Kahekordse süsiniku" eesmärkide ajastul on laserpuhastus oma kõrge efektiivsuse, täpse juhitavuse ja keskkonnasõbralike omaduste tõttu tõusmas traditsioonilisel puhastusturul uue lahendusena.
Laserpuhastuse kontseptsioon:
Laserpuhastus hõlmab laserkiirte fokuseerimist materjali pinnale, et pinnasaaste kiiresti aurustuda või eemaldada, saavutades materjali pinna puhastamise.Erinevate traditsiooniliste füüsikaliste või keemiliste puhastusmeetoditega võrreldes iseloomustab laserpuhastust kontakti puudumine, kulumaterjalide puudumine, saaste puudumine, kõrge täpsus ja minimaalne kahjustus või mitte, mistõttu on see ideaalne valik uue põlvkonna tööstusliku puhastustehnoloogia jaoks.
Laserpuhastuse põhimõte:
Laserpuhastuse põhimõte on keeruline ja võib hõlmata nii füüsikalisi kui ka keemilisi protsesse.Paljudel juhtudel domineerivad füüsikalised protsessid, millega kaasnevad osalised keemilised reaktsioonid.Peamised protsessid võib jagada kolme tüüpi: aurustumisprotsess, löökprotsess ja võnkeprotsess.
Gaasistamisprotsess:
Kui materjali pinnale rakendatakse suure energiaga laserkiirgust, neelab pind laserenergia ja muundab selle siseenergiaks, põhjustades pinna temperatuuri kiiret tõusu.Temperatuuri tõus jõuab või ületab materjali aurustumistemperatuuri, põhjustades saasteainete eraldumist materjali pinnalt auruna.Selektiivne aurustamine toimub sageli siis, kui saasteainete neeldumiskiirus laserile on oluliselt kõrgem kui substraadil.Tüüpiline kasutusnäide on kivipindade mustuse puhastamine.Nagu on näidatud alloleval diagrammil, neelavad kivipinnal olevad saasteained laserit tugevalt ja aurustuvad kiiresti.Kui saasteained on täielikult eemaldatud ja laser kiiritab kivi pinda, on neeldumine nõrgem ja rohkem laserenergiat hajub kivipind.Järelikult on kivipinna temperatuuri muutus minimaalne, kaitstes sellega seda kahjustuste eest.
Tüüpiline protsess, mis hõlmab peamiselt keemilist toimet, toimub orgaaniliste saasteainete puhastamisel ultraviolettkiirguse lainepikkusega laseritega. Seda protsessi nimetatakse laserablatsiooniks.Ultraviolettlaseritel on lühemad lainepikkused ja suurem footonite energia.Näiteks KrF eksimerlaseri lainepikkusega 248 nm on footoni energia 5 eV, mis on 40 korda suurem kui CO2 laserfootonitel (0,12 eV).Nii kõrgest footonienergiast piisab orgaanilistes materjalides olevate molekulaarsete sidemete lõhkumiseks, põhjustades orgaanilistes saasteainetes olevate CC, CH, CO jne sidemete purunemist laseri footonenergia neelamisel, mis viib pürolüütilise gaasistamiseni ja eemaldamiseni. pinnale.
Šokiprotsess laserpuhastuses:
Laserpuhastuse löökprotsess hõlmab mitmeid reaktsioone, mis tekivad laseri ja materjali vahelise koostoime ajal, mille tulemuseks on lööklained, mis mõjutavad materjali pinda.Nende lööklainete mõjul purunevad pinnasaasteained tolmuks või kildudeks, koorudes pinnalt eemale.Neid lööklaineid põhjustavad mehhanismid on erinevad, sealhulgas plasma, aur ning kiire soojuspaisumise ja kokkutõmbumise nähtused.
Võttes näitena plasma lööklained, saame lühidalt aru, kuidas laserpuhastuse löökprotsess eemaldab pinna saasteained.Äärmiselt lühikese impulsi laiuse (ns) ja ülikõrge tippvõimsusega (107–1010 W／cm2) laserite kasutamisel võib pinnatemperatuur tõusta järsult aurustumistemperatuurini isegi siis, kui laseri pinnaneeldumine on nõrk.See kiire temperatuuri tõus moodustab materjali pinna kohal auru, nagu on näidatud joonisel (a).Auru temperatuur võib ulatuda 104–105 K-ni, millest piisab auru enda või ümbritseva õhu ioniseerimiseks, moodustades plasma.Plasma blokeerib laseri jõudmist materjali pinnale, mis võib peatada pinna aurustumise.Plasma aga neelab jätkuvalt laserenergiat, suurendades veelgi selle temperatuuri ja luues lokaalse ülikõrge temperatuuri ja rõhuga seisundi.See tekitab materjali pinnale hetkelise löögi 1–100 kbar ja kandub järk-järgult sissepoole, nagu on näidatud joonistel (b) ja (c).Lööklaine mõjul purunevad pinnasaasteained pisikesteks tolmuks, osakesteks või kildudeks.Kui laser liigub kiiritatud kohast eemale, kaob plasma kiiresti, tekitades kohaliku alarõhu ja saasteainete osakesed või killud eemaldatakse pinnalt, nagu on näidatud joonisel (d).
Laserpuhastuse võnkeprotsess:
Laserpuhastuse võnkeprotsessis toimub lühiimpulsslaserite mõjul ülikiiresti nii materjali soojenemine kui ka jahtumine.Erinevate materjalide erinevate soojuspaisumiskoefitsientide tõttu läbivad pinnasaasteained ja aluspind lühiimpulssiga laserkiirgusega kokkupuutel erineval määral kõrgsageduslikku soojuspaisumist ja kokkutõmbumist.See toob kaasa võnkeefekti, mis põhjustab saasteainete koorumist materjali pinnalt.
Selle koorimisprotsessi ajal ei pruugi materjal aurustuda ega ka plasmat tingimata tekkida.Selle asemel tugineb protsess nihkejõududele, mis tekivad saasteaine ja substraadi vahelisel liidesel võnkuva toimega, mis lõhuvad nendevahelise sideme.Uuringud on näidanud, et laseri langemisnurga veidi suurendamine võib suurendada kontakti laseri, tahkete osakeste saasteainete ja substraadi liidese vahel.Selline lähenemine alandab laserpuhastuse läve, muutes võnkeefekti tugevamaks ja parandades puhastamise efektiivsust.Kuid langemisnurk ei tohiks olla liiga suur, kuna väga suur nurk võib vähendada materjali pinnale mõjuvat energiatihedust, nõrgendades seeläbi laseri puhastusvõimet.
Laserpuhastuse tööstuslikud rakendused:
1: hallitustööstus
Laserpuhastus võimaldab vormide kontaktivaba puhastamist, tagades hallituspindade ohutuse.See tagab täpsuse ja suudab puhastada alla mikronitaseme mustuseosakesi, mida traditsiooniliste puhastusmeetoditega võib olla raske eemaldada.See tagab tõeliselt saastevaba, tõhusa ja kvaliteetse puhastuse.
2: täppisinstrumentide tööstus
Täppismehaanikatööstuses tuleb komponentidelt sageli eemaldada määrimiseks ja korrosioonikindluseks kasutatavad estrid ja mineraalõlid.Tavaliselt kasutatakse puhastamiseks keemilisi meetodeid, kuid need jätavad sageli jääke.Laserpuhastusega saab täielikult eemaldada estrid ja mineraalõlid ilma komponentide pinda kahjustamata.Laser-indutseeritud oksiidikihtide plahvatused komponentide pindadel põhjustavad lööklaineid, mis põhjustavad saasteainete eemaldamise ilma mehaanilise koostoimeta.
3: raudteetööstus
Praegu kasutatakse siini puhastamisel enne keevitamist valdavalt rataste lihvimist ja lihvimist, mis põhjustab tõsiseid aluspinna kahjustusi ja jääkpingeid.Lisaks kulutab see märkimisväärsel hulgal abrasiivseid kulumaterjale, mille tulemuseks on suured kulud ja tõsine tolmureostus.Laserpuhastus võib pakkuda kvaliteetset, tõhusat ja keskkonnasõbralikku puhastustehnikat Hiinas kiirraudtee tootmiseks.See käsitleb selliseid probleeme nagu õmblusteta rööpaaugud, hallid laigud ja keevitusvead, suurendades kiirraudteeoperatsioonide stabiilsust ja ohutust.
4: Lennutööstus
Lennuki pinnad tuleb teatud aja möödudes üle värvida, kuid enne värvimist tuleb vana värv täielikult eemaldada.Keemiline sukeldamine/pühkimine on lennundussektoris peamine värvieemaldusmeetod, mis põhjustab märkimisväärseid keemilisi jäätmeid ja ei suuda hoolduseks saavutada värvi lokaalset eemaldamist.Laserpuhastusega on võimalik saavutada kvaliteetne värvieemaldus lennuki nahapinnalt ning see on kergesti kohandatav automatiseeritud tootmiseks.Praegu on seda tehnoloogiat hakatud rakendama mõnede tipptasemel lennukimudelite hooldamisel välismaal.
5: Meretööstus
Tootmiseelsel puhastamisel kasutatakse meretööstuses tavaliselt liivapritsi meetodeid, põhjustades ümbritseva keskkonna tugevat tolmureostust.Kuna liivapritsitööd hakatakse järk-järgult keelustama, on see kaasa toonud laevaehitusettevõtete tootmise vähenemise või isegi seiskamised.Laserpuhastustehnoloogia annab rohelise ja saastevaba puhastuslahenduse laevade pindade korrosioonivastaseks katmiseks.
由用户整理投稿发布，不代表本站观点及立场，仅供交流学习之用，如涉及版权等问题，请随时联系我们(yangmei@bjjcz.com)，我们将在第一时间给予处理。
Postitusaeg: 16. jaanuar 2024