लेज़र सफाई तकनीक साफ़ की जाने वाली वस्तु की सतह पर संकीर्ण पल्स चौड़ाई, उच्च शक्ति घनत्व लेज़रों का उपयोग करती है।तीव्र कंपन, वाष्पीकरण, अपघटन और प्लाज्मा छीलने के संयुक्त प्रभावों के माध्यम से, सतह पर संदूषक, जंग के दाग, या कोटिंग्स तत्काल वाष्पीकरण और पृथक्करण से गुजरती हैं, जिससे सतह की सफाई होती है।
लेजर सफाई गैर-संपर्क, पर्यावरण के अनुकूल, कुशल परिशुद्धता और सब्सट्रेट को कोई नुकसान नहीं होने जैसे फायदे प्रदान करती है, जो इसे विभिन्न परिदृश्यों में लागू करती है।
लेज़र सफ़ाई
हरा और कुशल
टायर उद्योग, नई ऊर्जा उद्योग और निर्माण मशीनरी उद्योग, अन्य लोगों के बीच, व्यापक रूप से लेजर सफाई लागू करते हैं।"दोहरे कार्बन" लक्ष्यों के युग में, लेजर सफाई अपनी उच्च दक्षता, सटीक नियंत्रणीयता और पर्यावरण के अनुकूल विशेषताओं के कारण पारंपरिक सफाई बाजार में एक नए समाधान के रूप में उभर रही है।
लेजर सफाई की अवधारणा:
लेजर सफाई में सामग्री की सतह पर तेजी से वाष्पीकरण करने या सतह के दूषित पदार्थों को हटाने के लिए लेजर बीम को केंद्रित करना शामिल है, जिससे सामग्री की सतह की सफाई होती है।विभिन्न पारंपरिक भौतिक या रासायनिक सफाई विधियों की तुलना में, लेजर सफाई की विशेषता कोई संपर्क नहीं, कोई उपभोग्य वस्तु नहीं, कोई प्रदूषण नहीं, उच्च परिशुद्धता और न्यूनतम या कोई क्षति नहीं है, जो इसे नई पीढ़ी की औद्योगिक सफाई तकनीक के लिए एक आदर्श विकल्प बनाती है।
लेज़र सफ़ाई का सिद्धांत:
लेजर सफाई का सिद्धांत जटिल है और इसमें भौतिक और रासायनिक दोनों प्रक्रियाएं शामिल हो सकती हैं।कई मामलों में, आंशिक रासायनिक प्रतिक्रियाओं के साथ, भौतिक प्रक्रियाएं हावी हो जाती हैं।मुख्य प्रक्रियाओं को तीन प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है: वाष्पीकरण प्रक्रिया, आघात प्रक्रिया और दोलन प्रक्रिया।
गैसीकरण प्रक्रिया:
जब किसी सामग्री की सतह पर उच्च-ऊर्जा लेजर विकिरण लागू किया जाता है, तो सतह लेजर ऊर्जा को अवशोषित करती है और इसे आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तित कर देती है, जिससे सतह का तापमान तेजी से बढ़ जाता है।तापमान में यह वृद्धि सामग्री के वाष्पीकरण तापमान तक पहुंच जाती है या उससे अधिक हो जाती है, जिससे दूषित पदार्थ वाष्प के रूप में सामग्री की सतह से अलग हो जाते हैं।चयनात्मक वाष्पीकरण अक्सर तब होता है जब लेज़र में संदूषकों की अवशोषण दर सब्सट्रेट की तुलना में काफी अधिक होती है।एक विशिष्ट अनुप्रयोग उदाहरण पत्थर की सतहों पर गंदगी की सफाई है।जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है, पत्थर की सतह पर मौजूद संदूषक लेजर को दृढ़ता से अवशोषित करते हैं और जल्दी से वाष्पीकृत हो जाते हैं।एक बार जब दूषित पदार्थ पूरी तरह से हटा दिए जाते हैं, और लेजर पत्थर की सतह को विकिरणित करता है, तो अवशोषण कमजोर होता है, और अधिक लेजर ऊर्जा पत्थर की सतह पर बिखर जाती है।परिणामस्वरूप, पत्थर की सतह के तापमान में न्यूनतम परिवर्तन होता है, जिससे यह क्षति से बच जाता है।
मुख्य रूप से रासायनिक क्रिया से जुड़ी एक विशिष्ट प्रक्रिया तब होती है जब कार्बनिक संदूषकों को पराबैंगनी तरंग दैर्ध्य लेजर से साफ किया जाता है, इस प्रक्रिया को लेजर एब्लेशन के रूप में जाना जाता है।पराबैंगनी लेजर में छोटी तरंग दैर्ध्य और उच्च फोटॉन ऊर्जा होती है।उदाहरण के लिए, 248 एनएम की तरंग दैर्ध्य वाले एक KrF एक्साइमर लेजर में 5 eV की फोटॉन ऊर्जा होती है, जो CO2 लेजर फोटॉन (0.12 eV) की तुलना में 40 गुना अधिक है।ऐसी उच्च फोटॉन ऊर्जा कार्बनिक पदार्थों में आणविक बंधनों को तोड़ने के लिए पर्याप्त है, जिससे लेजर की फोटॉन ऊर्जा को अवशोषित करने पर कार्बनिक संदूषकों में सीसी, सीएच, सीओ आदि बंधन टूट जाते हैं, जिससे पायरोलाइटिक गैसीकरण होता है और से निष्कासन होता है। सतह।
लेजर सफाई में शॉक प्रक्रिया:
लेजर सफाई में शॉक प्रक्रिया में प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला शामिल होती है जो लेजर और सामग्री के बीच बातचीत के दौरान होती है, जिसके परिणामस्वरूप शॉक तरंगें सामग्री की सतह पर प्रभाव डालती हैं।इन आघात तरंगों के प्रभाव में, सतह के संदूषक धूल या टुकड़ों में बिखर जाते हैं, सतह से अलग हो जाते हैं।इन आघात तरंगों को उत्पन्न करने वाले तंत्र विविध हैं, जिनमें प्लाज्मा, वाष्प और तीव्र तापीय विस्तार और संकुचन घटनाएँ शामिल हैं।
एक उदाहरण के रूप में प्लाज्मा शॉक तरंगों को लेते हुए, हम संक्षेप में समझ सकते हैं कि लेजर सफाई में शॉक प्रक्रिया सतह के दूषित पदार्थों को कैसे हटाती है।अल्ट्रा-शॉर्ट पल्स चौड़ाई (एनएस) और अल्ट्रा-हाई पीक पावर (107-1010 डब्ल्यू/सेमी2) लेजर के अनुप्रयोग के साथ, सतह का तापमान वाष्पीकरण तापमान तक तेजी से बढ़ सकता है, भले ही लेजर का सतह अवशोषण कमजोर हो।यह तीव्र तापमान वृद्धि सामग्री की सतह के ऊपर वाष्प बनाती है, जैसा कि चित्रण (ए) में दिखाया गया है।वाष्प का तापमान 104 - 105 K तक पहुँच सकता है, जो स्वयं वाष्प या आसपास की हवा को आयनित करके प्लाज्मा बनाने के लिए पर्याप्त है।प्लाज्मा लेजर को सामग्री की सतह तक पहुंचने से रोकता है, संभवतः सतह के वाष्पीकरण को रोक देता है।हालाँकि, प्लाज्मा लेजर ऊर्जा को अवशोषित करना जारी रखता है, जिससे इसका तापमान और बढ़ जाता है और अत्यधिक उच्च तापमान और दबाव की एक स्थानीय स्थिति बन जाती है।यह सामग्री की सतह पर 1-100 केबार का क्षणिक प्रभाव उत्पन्न करता है और उत्तरोत्तर अंदर की ओर संचारित होता है, जैसा कि चित्र (बी) और (सी) में दिखाया गया है।शॉक वेव के प्रभाव के तहत, सतह के संदूषक छोटे धूल, कणों या टुकड़ों में टूट जाते हैं।जब लेज़र विकिरणित स्थान से दूर चला जाता है, तो प्लाज्मा तुरंत गायब हो जाता है, जिससे स्थानीय नकारात्मक दबाव बनता है, और दूषित पदार्थों के कण या टुकड़े सतह से हटा दिए जाते हैं, जैसा कि चित्रण (डी) में दिखाया गया है।
लेजर सफाई में दोलन प्रक्रिया:
लेजर सफाई की दोलन प्रक्रिया में, शॉर्ट-पल्स लेजर के प्रभाव में सामग्री का ताप और शीतलन दोनों बहुत तेजी से होता है।विभिन्न सामग्रियों के अलग-अलग थर्मल विस्तार गुणांक के कारण, सतह के संदूषक और सब्सट्रेट शॉर्ट-पल्स लेजर विकिरण के संपर्क में आने पर अलग-अलग डिग्री के उच्च आवृत्ति थर्मल विस्तार और संकुचन से गुजरते हैं।इससे एक दोलनात्मक प्रभाव उत्पन्न होता है जिसके कारण सामग्री की सतह से प्रदूषक तत्व निकल जाते हैं।
इस छीलने की प्रक्रिया के दौरान, सामग्री का वाष्पीकरण नहीं हो सकता है, न ही प्लाज्मा आवश्यक रूप से बनता है।इसके बजाय, प्रक्रिया दोलन क्रिया के तहत संदूषक और सब्सट्रेट के बीच इंटरफेस पर उत्पन्न कतरनी बलों पर निर्भर करती है, जो उनके बीच के बंधन को तोड़ देती है।अध्ययनों से पता चला है कि लेजर घटना के कोण को थोड़ा बढ़ाने से लेजर, कण संदूषक और सब्सट्रेट के इंटरफ़ेस के बीच संपर्क बढ़ सकता है।यह दृष्टिकोण लेजर सफाई के लिए सीमा को कम करता है, जिससे दोलन प्रभाव अधिक स्पष्ट हो जाता है और सफाई दक्षता में सुधार होता है।हालाँकि, आपतन का कोण बहुत बड़ा नहीं होना चाहिए, क्योंकि बहुत अधिक कोण सामग्री की सतह पर कार्यरत ऊर्जा घनत्व को कम कर सकता है, जिससे लेजर की सफाई क्षमता कमजोर हो सकती है।
लेज़र सफ़ाई के औद्योगिक अनुप्रयोग:
1: मोल्ड उद्योग
लेजर सफाई मोल्डों के लिए गैर-संपर्क सफाई को सक्षम बनाती है, जिससे मोल्ड सतहों की सुरक्षा सुनिश्चित होती है।यह परिशुद्धता की गारंटी देता है और उप-माइक्रोन-स्तर के गंदगी कणों को साफ कर सकता है जिन्हें हटाने के लिए पारंपरिक सफाई विधियों को संघर्ष करना पड़ सकता है।इससे वास्तविक प्रदूषण-मुक्त, कुशल और उच्च गुणवत्ता वाली सफाई प्राप्त होती है।
2: परिशुद्ध उपकरण उद्योग
सटीक यांत्रिक उद्योगों में, घटकों को अक्सर स्नेहन और संक्षारण प्रतिरोध के लिए उपयोग किए जाने वाले एस्टर और खनिज तेल को हटाने की आवश्यकता होती है।सफाई के लिए आमतौर पर रासायनिक तरीकों का इस्तेमाल किया जाता है, लेकिन वे अक्सर अवशेष छोड़ जाते हैं।लेजर सफाई घटकों की सतह को नुकसान पहुंचाए बिना एस्टर और खनिज तेल को पूरी तरह से हटा सकती है।घटक सतहों पर ऑक्साइड परतों के लेजर-प्रेरित विस्फोटों के परिणामस्वरूप शॉक तरंगें उत्पन्न होती हैं, जिससे यांत्रिक संपर्क के बिना दूषित पदार्थ निकल जाते हैं।
3: रेल उद्योग
वर्तमान में, वेल्डिंग से पहले रेल की सफाई में मुख्य रूप से व्हील ग्राइंडिंग और सैंडिंग का उपयोग किया जाता है, जिससे सब्सट्रेट को गंभीर क्षति और अवशिष्ट तनाव होता है।इसके अलावा, यह बड़ी मात्रा में अपघर्षक उपभोग्य सामग्रियों की खपत करता है, जिसके परिणामस्वरूप उच्च लागत और गंभीर धूल प्रदूषण होता है।लेजर सफाई चीन में हाई-स्पीड रेलवे ट्रैक के उत्पादन के लिए उच्च गुणवत्ता वाली, कुशल और पर्यावरण के अनुकूल सफाई तकनीक प्रदान कर सकती है।यह सीमलेस रेल होल, ग्रे स्पॉट और वेल्डिंग दोष जैसे मुद्दों को संबोधित करता है, जिससे हाई-स्पीड रेलवे परिचालन की स्थिरता और सुरक्षा बढ़ती है।
4: विमानन उद्योग
विमान की सतहों को एक निश्चित अवधि के बाद फिर से पेंट करने की आवश्यकता होती है, लेकिन पेंटिंग से पहले पुराने पेंट को पूरी तरह से हटा देना चाहिए।विमानन क्षेत्र में रासायनिक विसर्जन/पोंछना एक प्रमुख पेंट स्ट्रिपिंग विधि है, जिससे पर्याप्त रासायनिक अपशिष्ट होता है और रखरखाव के लिए स्थानीयकृत पेंट हटाने में असमर्थता होती है।लेजर सफाई से विमान की त्वचा की सतह से उच्च गुणवत्ता वाले पेंट को हटाया जा सकता है और यह स्वचालित उत्पादन के लिए आसानी से अनुकूल है।वर्तमान में, इस तकनीक को विदेशों में कुछ उच्च-स्तरीय विमान मॉडलों के रखरखाव में लागू किया जाना शुरू हो गया है।
5: समुद्री उद्योग
समुद्री उद्योग में प्री-प्रोडक्शन सफाई आमतौर पर सैंडब्लास्टिंग विधियों का उपयोग करती है, जिससे आसपास के वातावरण में गंभीर धूल प्रदूषण होता है।चूंकि सैंडब्लास्टिंग को धीरे-धीरे प्रतिबंधित किया जा रहा है, इससे जहाज निर्माण कंपनियों का उत्पादन कम हो गया है या यहां तक कि उन्हें बंद करना पड़ा है।लेजर सफाई तकनीक जहाज की सतहों की जंग रोधी कोटिंग के लिए हरित और प्रदूषण मुक्त सफाई समाधान प्रदान करेगी।
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पोस्ट समय: जनवरी-16-2024