Valymo lazeriu technologija naudoja siauro impulso pločio, didelio galingumo tankio lazerius valomo objekto paviršiuje.Dėl bendros greitos vibracijos, garavimo, skilimo ir plazminio lupimo poveikio teršalai, rūdžių dėmės ar dangos ant paviršiaus akimirksniu išgaruoja ir atsiskiria, todėl paviršius nuvalomas.
Valymas lazeriu suteikia privalumų, tokių kaip bekontaktis, ekologiškas, efektyvus tikslumas ir nepažeidžiamas pagrindas, todėl jį galima pritaikyti įvairiais scenarijais.
Valymas lazeriu
Žalias ir efektyvus
Padangų pramonė, naujoji energetikos pramonė ir statybinių mašinų pramonė, be kita ko, plačiai taiko valymą lazeriu.„Dvigubos anglies“ tikslų eroje valymas lazeriu iškyla kaip naujas sprendimas tradicinėje valymo rinkoje dėl didelio efektyvumo, tikslaus valdymo ir aplinkai nekenksmingų savybių.
Valymo lazeriu koncepcija:
Valymas lazeriu apima lazerio spindulių fokusavimą ant medžiagos paviršiaus, kad greitai išgaruotų arba nuluptų paviršiaus teršalus, kad būtų išvalytas medžiagos paviršius.Lyginant su įvairiais tradiciniais fiziniais ar cheminiais valymo būdais, valymas lazeriu pasižymi tuo, kad nėra kontakto, nėra eksploatacinių medžiagų, nėra taršos, didelis tikslumas ir minimalus pažeidimas arba jo nėra, todėl tai yra idealus pasirinkimas naujos kartos pramoninio valymo technologijoms.
Valymo lazeriu principas:
Valymo lazeriu principas yra sudėtingas ir gali apimti tiek fizinius, tiek cheminius procesus.Daugeliu atvejų vyrauja fizikiniai procesai, lydimi dalinių cheminių reakcijų.Pagrindiniai procesai gali būti suskirstyti į tris tipus: garinimo procesą, smūgio procesą ir virpesių procesą.
Dujinimo procesas:
Kai medžiagos paviršius apšvitinamas didelės energijos lazeriu, paviršius sugeria lazerio energiją ir paverčia ją vidine energija, todėl paviršiaus temperatūra greitai pakyla.Šis temperatūros kilimas pasiekia arba viršija medžiagos garavimo temperatūrą, todėl teršalai atsiskiria nuo medžiagos paviršiaus garų pavidalu.Selektyvus garinimas dažnai įvyksta, kai teršalų sugerties greitis į lazerį yra žymiai didesnis nei substrato.Tipiškas panaudojimo pavyzdys yra nešvarumų valymas nuo akmens paviršių.Kaip parodyta toliau pateiktoje diagramoje, ant akmens paviršiaus esantys teršalai stipriai sugeria lazerį ir greitai išgaruoja.Kai teršalai visiškai pašalinami, o lazeris apšvitina akmens paviršių, absorbcija yra silpnesnė, o akmens paviršiuje išsklaidoma daugiau lazerio energijos.Vadinasi, akmens paviršiaus temperatūra pasikeičia minimaliai ir apsaugo jį nuo pažeidimų.
Įprastas procesas, daugiausia susijęs su cheminiu poveikiu, vyksta valant organinius teršalus ultravioletinių bangų ilgio lazeriais. Šis procesas žinomas kaip lazerinė abliacija.Ultravioletiniai lazeriai turi trumpesnį bangos ilgį ir didesnę fotonų energiją.Pavyzdžiui, KrF eksimerinio lazerio, kurio bangos ilgis yra 248 nm, fotono energija yra 5 eV, o tai yra 40 kartų didesnė nei CO2 lazerio fotonų (0,12 eV).Tokios didelės fotonų energijos pakanka organinių medžiagų molekuliniams ryšiams nutraukti, todėl organinių teršalų ryšiai CC, CH, CO ir tt lūžta absorbuojant lazerio fotonų energiją, o tai lemia pirolitinį dujofikavimą ir pašalinimą iš lazerio. paviršius.
Šoko procesas valant lazeriu:
Lazerinio valymo smūgio procesas apima daugybę reakcijų, atsirandančių lazerio ir medžiagos sąveikos metu, todėl smūginės bangos paveikia medžiagos paviršių.Šių smūginių bangų įtakoje paviršiaus teršalai subyra į dulkes arba skeveldros, atsilupa nuo paviršiaus.Šias smūgines bangas sukeliantys mechanizmai yra įvairūs, įskaitant plazmą, garus ir greito šiluminio plėtimosi bei susitraukimo reiškinius.
Paimdami plazmos smūgio bangas kaip pavyzdį, galime trumpai suprasti, kaip lazerinio valymo metu pašalinami paviršiaus teršalai.Taikant itin trumpo impulso pločio (ns) ir itin didelės didžiausios galios (107–1010 W／cm2) lazerius, paviršiaus temperatūra gali smarkiai pakilti iki garavimo temperatūros, net jei lazerio paviršiaus sugertis yra silpna.Dėl greito temperatūros padidėjimo virš medžiagos paviršiaus susidaro garai, kaip parodyta (a) iliustracijoje.Garų temperatūra gali siekti 104 – 105 K, tiek patiems garams ar aplinkiniam orui jonizuoti, suformuojant plazmą.Plazma blokuoja lazerio patekimą į medžiagos paviršių, galbūt sustabdo paviršiaus garavimą.Tačiau plazma ir toliau sugeria lazerio energiją, toliau didindama jos temperatūrą ir sukurdama vietinę itin aukštos temperatūros ir slėgio būseną.Tai sukuria momentinį 1–100 kbar poveikį medžiagos paviršiui ir palaipsniui perduodama į vidų, kaip parodyta (b) ir (c) paveiksluose.Smūgio bangos metu paviršiaus teršalai suskaidomi į mažas dulkes, daleles ar fragmentus.Kai lazeris nutolsta nuo apšvitintos vietos, plazma greitai išnyksta, sukuriant vietinį neigiamą slėgį, o teršalų dalelės arba fragmentai pašalinami nuo paviršiaus, kaip parodyta (d) iliustracijoje.
Svyravimo procesas valant lazeriu:
Lazerinio valymo svyravimo procese, veikiant trumpo impulso lazeriams, medžiaga įkaista ir atšaldoma itin greitai.Dėl skirtingų įvairių medžiagų šiluminio plėtimosi koeficientų paviršiaus teršalai ir substratas patiria įvairaus laipsnio aukšto dažnio šiluminį plėtimąsi ir susitraukimą, kai juos veikia trumpo impulso lazerio spinduliuotė.Tai sukelia svyravimo efektą, dėl kurio teršalai nusilupa nuo medžiagos paviršiaus.
Šio lupimo proceso metu medžiaga gali negaruoti ir nebūtinai susidaro plazma.Vietoj to, procesas priklauso nuo šlyties jėgų, susidarančių teršalo ir substrato sąsajoje, veikiant virpesiams, kurios nutraukia ryšį tarp jų.Tyrimai parodė, kad šiek tiek padidinus lazerio kritimo kampą, gali padidėti kontaktas tarp lazerio, kietųjų dalelių teršalų ir substrato sąsajos.Šis metodas sumažina lazerio valymo slenkstį, todėl svyravimo efektas tampa ryškesnis ir pagerinamas valymo efektyvumas.Tačiau kritimo kampas neturėtų būti per didelis, nes labai didelis kampas gali sumažinti energijos tankį, veikiantį medžiagos paviršių ir taip susilpninti lazerio valymo galimybes.
Valymo lazeriu pramoninis pritaikymas:
1: pelėsių pramonė
Valymas lazeriu leidžia bekontaktį valyti formas, užtikrinančias pelėsių paviršių saugumą.Jis garantuoja tikslumą ir gali išvalyti iki mikronų lygio nešvarumų daleles, kurias gali būti sunku pašalinti tradiciniais valymo metodais.Taip pasiekiamas tikras be taršos, efektyvus ir aukštos kokybės valymas.
2: Tiksliųjų prietaisų pramonė
Tiksliosios mechanikos pramonėje iš komponentų dažnai reikia pašalinti esterius ir mineralines alyvas, naudojamas tepimui ir atsparumui korozijai.Valymui dažniausiai naudojami cheminiai metodai, tačiau jie dažnai palieka likučius.Valymas lazeriu gali visiškai pašalinti esterius ir mineralines alyvas, nepažeidžiant komponentų paviršiaus.Lazerio sukeltas oksido sluoksnių sprogimas ant komponentų paviršių sukelia smūgines bangas, dėl kurių teršalai pašalinami be mechaninės sąveikos.
3: Geležinkelių pramonė
Šiuo metu bėgių valymui prieš suvirinimą dažniausiai naudojamas ratų šlifavimas ir šlifavimas, dėl ko labai pažeidžiamas pagrindas ir atsiranda liekamasis įtempis.Be to, sunaudojama daug abrazyvinių eksploatacinių medžiagų, todėl patiriamos didelės išlaidos ir didelė dulkių tarša.Valymas lazeriu gali būti aukštos kokybės, efektyvus ir aplinką tausojantis valymo būdas greitųjų geležinkelių bėgių gamybai Kinijoje.Jame sprendžiamos tokios problemos kaip besiūlių bėgių skylės, pilkos dėmės ir suvirinimo defektai, didinant greitųjų geležinkelių operacijų stabilumą ir saugą.
4: Aviacijos pramonė
Lėktuvų paviršius po tam tikro laikotarpio reikia perdažyti, tačiau prieš dažant senus dažus reikia visiškai pašalinti.Cheminis panardinimas / valymas yra pagrindinis dažų nuėmimo būdas aviacijos sektoriuje, dėl kurio susidaro daug cheminių atliekų ir neįmanoma pasiekti vietinio dažų pašalinimo atliekant techninę priežiūrą.Valant lazeriu galima pasiekti aukštos kokybės dažų pašalinimą nuo orlaivio odos paviršiaus ir yra lengvai pritaikomas automatizuotai gamybai.Šiuo metu ši technologija pradėta taikyti kai kurių aukščiausios klasės orlaivių modelių priežiūrai užsienyje.
5: Jūrų pramonė
Priešgamybiniam valymui jūrų pramonėje dažniausiai naudojami smėliasrovės metodai, todėl aplinka labai teršiama dulkėmis.Kadangi smėliavimas palaipsniui uždraudžiamas, dėl to sumažėjo gamyba arba netgi buvo sustabdytos laivų statybos įmonės.Valymo lazeriu technologija suteiks ekologišką ir neterštą valymo sprendimą laivų paviršių antikorozinei dangai.
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。
Paskelbimo laikas: 2024-01-16