Teknologjia e pastrimit me lazer përdor lazer me gjerësi të ngushtë pulsi, me densitet të lartë të fuqisë në sipërfaqen e objektit që do të pastrohet.Nëpërmjet efekteve të kombinuara të dridhjeve të shpejta, avullimit, dekompozimit dhe qërimit të plazmës, ndotësit, njollat e ndryshkut ose veshjet në sipërfaqe i nënshtrohen avullimit dhe shkëputjes së menjëhershme, duke arritur pastrimin e sipërfaqes.
Pastrimi me laser ofron avantazhe të tilla si pa kontakt, miqësor ndaj mjedisit, saktësi efikase dhe pa dëmtim të nënshtresës, duke e bërë atë të zbatueshëm në skenarë të ndryshëm.
Pastrim me laser
E gjelbër dhe efikase
Industria e gomave, industria e energjisë së re dhe industria e makinerive të ndërtimit, ndër të tjera, aplikojnë gjerësisht pastrimin me lazer.Në epokën e qëllimeve të "karbonit të dyfishtë", pastrimi me lazer po shfaqet si një zgjidhje e re në tregun tradicional të pastrimit për shkak të efikasitetit të lartë, kontrollueshmërisë së saktë dhe karakteristikave miqësore me mjedisin.
Koncepti i pastrimit me lazer:
Pastrimi me lazer përfshin fokusimin e rrezeve lazer në sipërfaqen e materialit për të avulluar ose hequr me shpejtësi ndotësit e sipërfaqes, duke arritur pastrimin e sipërfaqes së materialit.Krahasuar me metodat e ndryshme tradicionale të pastrimit fizik ose kimik, pastrimi me lazer karakterizohet nga asnjë kontakt, pa lëndë harxhuese, pa ndotje, saktësi të lartë dhe dëmtime minimale ose aspak, duke e bërë atë një zgjedhje ideale për gjeneratën e re të teknologjisë së pastrimit industrial.
Parimi i pastrimit me lazer:
Parimi i pastrimit me lazer është kompleks dhe mund të përfshijë procese fizike dhe kimike.Në shumë raste dominojnë proceset fizike, të shoqëruara me reaksione të pjesshme kimike.Proceset kryesore mund të kategorizohen në tre lloje: procesi i avullimit, procesi i goditjes dhe procesi i lëkundjes.
Procesi i gazifikimit:
Kur rrezatimi lazer me energji të lartë aplikohet në sipërfaqen e një materiali, sipërfaqja thith energjinë e lazerit dhe e shndërron atë në energji të brendshme, duke bërë që temperatura e sipërfaqes të rritet me shpejtësi.Kjo rritje e temperaturës arrin ose tejkalon temperaturën e avullimit të materialit, duke bërë që ndotësit të shkëputen nga sipërfaqja e materialit në formën e avullit.Avullimi selektiv ndodh shpesh kur shkalla e përthithjes së ndotësve në lazer është dukshëm më e lartë se ajo e substratit.Një shembull tipik aplikimi është pastrimi i papastërtive në sipërfaqe guri.Siç tregohet në diagramin më poshtë, ndotësit në sipërfaqen e gurit thithin fuqishëm lazerin dhe avullohen shpejt.Pasi ndotësit hiqen plotësisht dhe lazeri rrezaton sipërfaqen e gurit, thithja është më e dobët dhe më shumë energji lazer shpërndahet nga sipërfaqja e gurit.Rrjedhimisht, ka një ndryshim minimal në temperaturën e sipërfaqes së gurit, duke e mbrojtur atë nga dëmtimi.
Një proces tipik që përfshin kryesisht veprim kimik ndodh kur pastrohen ndotësit organikë me lazer me gjatësi vale ultravjollcë, një proces i njohur si ablacioni me lazer.Lazerët ultraviolet kanë gjatësi vale më të shkurtra dhe energji më të lartë të fotonit.Për shembull, një lazer excimer KrF me një gjatësi vale prej 248 nm ka një energji fotonike prej 5 eV, e cila është 40 herë më e lartë se ajo e fotoneve lazer CO2 (0,12 eV).Një energji e tillë e lartë e fotonit është e mjaftueshme për të thyer lidhjet molekulare në materialet organike, duke shkaktuar që lidhjet CC, CH, CO, etj., në ndotësit organikë të thyhen me thithjen e energjisë së fotonit të lazerit, duke çuar në gazifikimin pirolitik dhe largimin nga sipërfaqe.
Procesi i goditjes në pastrimin me lazer:
Procesi i goditjes në pastrimin me lazer përfshin një sërë reaksionesh që ndodhin gjatë ndërveprimit midis lazerit dhe materialit, duke rezultuar në valë goditëse që prekin sipërfaqen e materialit.Nën ndikimin e këtyre valëve goditëse, ndotësit e sipërfaqes copëtohen në pluhur ose fragmente, duke u hequr nga sipërfaqja.Mekanizmat që shkaktojnë këto valë goditëse janë të ndryshme, duke përfshirë plazmën, avujt dhe fenomenet e zgjerimit dhe tkurrjes së shpejtë termike.
Duke marrë si shembull valët goditëse të plazmës, mund të kuptojmë shkurtimisht se si procesi i goditjes në pastrimin me lazer heq ndotësit e sipërfaqes.Me aplikimin e lazerëve me gjerësi të pulsit ultra të shkurtër (ns) dhe fuqi maksimale ultra të lartë (107–1010 W／cm2), temperatura e sipërfaqes mund të rritet ndjeshëm në temperaturat e avullimit edhe nëse thithja sipërfaqësore e lazerit është e dobët.Kjo rritje e shpejtë e temperaturës formon avull mbi sipërfaqen e materialit, siç tregohet në ilustrimin (a).Temperatura e avullit mund të arrijë 104 – 105 K, e mjaftueshme për të jonizuar vetë avullin ose ajrin përreth, duke formuar një plazmë.Plazma bllokon lazerin që të arrijë në sipërfaqen e materialit, duke ndaluar ndoshta avullimin e sipërfaqes.Megjithatë, plazma vazhdon të thithë energjinë e lazerit, duke rritur më tej temperaturën e saj dhe duke krijuar një gjendje të lokalizuar të temperaturës dhe presionit jashtëzakonisht të lartë.Kjo gjeneron një ndikim momental prej 1-100 kbar në sipërfaqen e materialit dhe në mënyrë progresive transmetohet nga brenda, siç tregohet në ilustrimet (b) dhe (c).Nën ndikimin e valës së goditjes, ndotësit sipërfaqësorë thyhen në pluhur të imët, grimca ose fragmente.Kur lazeri largohet nga vendi i rrezatuar, plazma zhduket menjëherë, duke krijuar një presion lokal negativ dhe grimcat ose fragmentet e ndotësve hiqen nga sipërfaqja, siç tregohet në ilustrimin (d).
Procesi i lëkundjes në pastrimin me lazer:
Në procesin e lëkundjes së pastrimit me lazer, si ngrohja ashtu edhe ftohja e materialit ndodhin jashtëzakonisht shpejt nën ndikimin e lazerëve me puls të shkurtër.Për shkak të koeficientëve të ndryshëm të zgjerimit termik të materialeve të ndryshme, ndotësit e sipërfaqes dhe nënshtresa i nënshtrohen zgjerimit termik me frekuencë të lartë dhe tkurrjes në shkallë të ndryshme kur ekspozohen ndaj rrezatimit lazer me puls të shkurtër.Kjo çon në një efekt oscilues që bën që ndotësit të zhvishen nga sipërfaqja e materialit.
Gjatë këtij procesi të qërimit, mund të mos ndodhë avullimi i materialit dhe as nuk formohet domosdoshmërisht plazma.Në vend të kësaj, procesi mbështetet në forcat prerëse të krijuara në ndërfaqen midis ndotësit dhe nënshtresës nën veprimin oscilues, të cilat thyejnë lidhjen midis tyre.Studimet kanë treguar se rritja e lehtë e këndit të incidencës së lazerit mund të përmirësojë kontaktin midis lazerit, ndotësve të grimcave dhe ndërfaqes së substratit.Kjo qasje ul pragun për pastrimin me lazer, duke e bërë efektin oscilues më të theksuar dhe duke përmirësuar efikasitetin e pastrimit.Megjithatë, këndi i rënies nuk duhet të jetë shumë i madh, pasi një kënd shumë i lartë mund të zvogëlojë densitetin e energjisë që vepron në sipërfaqen e materialit, duke dobësuar kështu aftësinë e pastrimit të lazerit.
Aplikimet industriale të pastrimit me lazer:
1: Industria e mykut
Pastrimi me laser mundëson pastrimin pa kontakt të mykut, duke garantuar sigurinë e sipërfaqeve të mykut.Garanton saktësi dhe mund të pastrojë grimcat e papastërtive të nivelit nën mikron që metodat tradicionale të pastrimit mund të vështirësojnë t'i heqin.Kjo arrin pastrim të vërtetë pa ndotje, efikase dhe me cilësi të lartë.
2: Industria e instrumenteve precize
Në industritë mekanike precize, komponentët shpesh duhet të heqin esteret dhe vajrat minerale të përdorura për lubrifikimin dhe rezistencën ndaj korrozionit.Metodat kimike përdoren zakonisht për pastrim, por ato shpesh lënë mbetje.Pastrimi me laser mund të heqë plotësisht esteret dhe vajrat minerale pa dëmtuar sipërfaqen e komponentëve.Shpërthimet e shtresave të oksidit të shkaktuara nga lazeri në sipërfaqet përbërëse rezultojnë në valë goditëse, duke shkaktuar heqjen e ndotësve pa ndërveprim mekanik.
3: Industria hekurudhore
Aktualisht, pastrimi i hekurudhës përpara saldimit përdor kryesisht bluarjen dhe lëmimin e rrotave, duke çuar në dëmtime të rënda të nënshtresës dhe stres të mbetur.Për më tepër, ai konsumon një sasi të konsiderueshme materialesh konsumuese gërryese, duke rezultuar në kosto të larta dhe ndotje serioze nga pluhuri.Pastrimi me lazer mund të sigurojë një teknikë pastrimi me cilësi të lartë, efikase dhe miqësore me mjedisin për prodhimin e shinave hekurudhore me shpejtësi të lartë në Kinë.Ai trajton çështje të tilla si vrimat e hekurudhave pa probleme, pikat gri dhe defektet e saldimit, duke rritur stabilitetin dhe sigurinë e operacioneve hekurudhore me shpejtësi të lartë.
4: Industria e Aviacionit
Sipërfaqet e avionit duhet të rilyhen pas një periudhe të caktuar, por para lyerjes, boja e vjetër duhet të hiqet plotësisht.Zhytja/fshirja kimike është një metodë kryesore e heqjes së bojës në sektorin e aviacionit, duke shkaktuar mbetje të konsiderueshme kimike dhe pamundësi për të arritur heqjen e lokalizuar të bojës për mirëmbajtje.Pastrimi me lazer mund të arrijë heqjen me cilësi të lartë të bojës nga sipërfaqja e lëkurës së avionit dhe është lehtësisht i adaptueshëm ndaj prodhimit të automatizuar.Aktualisht kjo teknologji ka filluar të aplikohet në mirëmbajtjen e disa modeleve të avionëve të nivelit të lartë jashtë vendit.
5: Industria Detare
Pastrimi i para-prodhimit në industrinë detare zakonisht përdor metoda të spërkatjes, duke shkaktuar ndotje të rëndë të pluhurit në mjedisin përreth.Duke qenë se gërmimi me rërë po ndalohet gradualisht, ai ka çuar në ulje të prodhimit apo edhe mbyllje për kompanitë e ndërtimit të anijeve.Teknologjia e pastrimit me lazer do të sigurojë një zgjidhje pastrimi të gjelbër dhe pa ndotje për veshjen kundër korrozionit të sipërfaqeve të anijeve.
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。
Koha e postimit: Jan-16-2024