Lazer temizleme teknolojisi, temizlenecek nesnenin yüzeyinde dar darbe genişliğinde, yüksek güç yoğunluğuna sahip lazerler kullanır.Hızlı titreşim, buharlaşma, ayrışma ve plazma soyulmasının birleşik etkileri yoluyla, yüzeydeki kirletici maddeler, pas lekeleri veya kaplamalar anında buharlaşmaya ve ayrılmaya maruz kalarak yüzey temizliği sağlanır.
Lazer temizleme, temassız, çevre dostu, verimli hassasiyet ve alt tabakaya zarar vermeme gibi avantajlar sunarak çeşitli senaryolarda uygulanabilir hale getirir.
Lazer Temizleme
Yeşil ve Verimli
Lastik endüstrisi, yeni enerji endüstrisi ve inşaat makineleri endüstrisi, diğerlerinin yanı sıra, lazer temizlemeyi yaygın olarak uygulamaktadır."Çift karbon" hedefleri çağında lazer temizleme, yüksek verimliliği, hassas kontrol edilebilirliği ve çevre dostu özellikleri nedeniyle geleneksel temizlik pazarında yeni bir çözüm olarak ortaya çıkıyor.
Lazer Temizleme Konsepti:
Lazer temizleme, yüzey kirleticilerini hızla buharlaştırmak veya soymak için lazer ışınlarının malzeme yüzeyine odaklanmasını ve böylece malzeme yüzeyi temizliğinin sağlanmasını içerir.Çeşitli geleneksel fiziksel veya kimyasal temizleme yöntemleriyle karşılaştırıldığında lazer temizleme, temassız, sarf malzemesi içermeyen, kirlilik içermeyen, yüksek hassasiyetli ve minimum veya sıfır hasarla karakterize edilir; bu da onu yeni nesil endüstriyel temizleme teknolojisi için ideal bir seçim haline getirir.
Lazer Temizleme Prensibi:
Lazer temizlemenin prensibi karmaşıktır ve hem fiziksel hem de kimyasal süreçleri içerebilir.Çoğu durumda, kısmi kimyasal reaksiyonların eşlik ettiği fiziksel süreçler hakimdir.Ana süreçler üç tipe ayrılabilir: buharlaşma süreci, şok süreci ve salınım süreci.
Gazlaştırma Süreci:
Bir malzemenin yüzeyine yüksek enerjili lazer ışınımı uygulandığında, yüzey lazer enerjisini emerek iç enerjiye dönüştürür ve bu da yüzey sıcaklığının hızla artmasına neden olur.Sıcaklıktaki bu artış malzemenin buharlaşma sıcaklığına ulaşır veya bu sıcaklığı aşar ve kirleticilerin buhar şeklinde malzeme yüzeyinden ayrılmasına neden olur.Seçici buharlaşma genellikle kirletici maddelerin lazer tarafından emilme hızı alt tabakanınkinden önemli ölçüde yüksek olduğunda meydana gelir.Tipik bir uygulama örneği taş yüzeylerdeki kirlerin temizlenmesidir.Aşağıdaki şemada gösterildiği gibi taş yüzeyindeki kirletici maddeler lazeri güçlü bir şekilde emer ve hızla buharlaşır.Kirletici maddeler tamamen temizlendiğinde ve lazer taş yüzeyine ışınlandığında, emilim zayıflar ve taş yüzeyine daha fazla lazer enerjisi saçılır.Sonuç olarak taş yüzeyinin sıcaklığında minimum değişiklik olur ve böylece hasardan korunur.
Organik kirletici maddeler ultraviyole dalga boyundaki lazerlerle temizlenirken, öncelikle kimyasal etki içeren tipik bir işlem meydana gelir; bu işlem, lazer ablasyon olarak bilinir.Ultraviyole lazerler daha kısa dalga boylarına ve daha yüksek foton enerjisine sahiptir.Örneğin, 248 nm dalga boyuna sahip bir KrF excimer lazeri, 5 eV'lik bir foton enerjisine sahiptir; bu, CO2 lazer fotonlarından (0,12 eV) 40 kat daha yüksektir.Bu tür yüksek foton enerjisi, organik malzemelerdeki moleküler bağları kırmak için yeterlidir; bu da, lazerin foton enerjisinin emilmesi üzerine organik kirletici maddelerdeki CC, CH, CO vb. bağların kırılmasına neden olur ve bu da pirolitik gazlaşmaya ve ortamdan uzaklaştırılmaya yol açar. yüzey.
Lazer Temizlemede Şok İşlemi:
Lazer temizlemedeki şok süreci, lazer ile malzeme arasındaki etkileşim sırasında meydana gelen ve şok dalgalarının malzemenin yüzeyine çarpmasıyla sonuçlanan bir dizi reaksiyonu içerir.Bu şok dalgalarının etkisi altında, yüzeydeki kirleticiler toz veya parçacıklara ayrılarak yüzeyden soyulur.Bu şok dalgalarına neden olan mekanizmalar, plazma, buhar ve hızlı termal genleşme ve büzülme olayları dahil olmak üzere çeşitlidir.
Plazma şok dalgalarını örnek alırsak, lazer temizlemedeki şok işleminin yüzeydeki kirleticileri nasıl ortadan kaldırdığını kısaca anlayabiliriz.Ultra kısa darbe genişliği (ns) ve ultra yüksek tepe gücü (107–1010 W／cm2) lazerlerin uygulanmasıyla, lazerin yüzey emilimi zayıf olsa bile yüzey sıcaklığı keskin bir şekilde buharlaşma sıcaklıklarına kadar yükselebilir.Bu hızlı sıcaklık artışı, resim (a)'da görüldüğü gibi malzeme yüzeyi üzerinde buhar oluşturur.Buhar sıcaklığı, buharın kendisini veya çevredeki havayı iyonize ederek bir plazma oluşturmaya yetecek kadar 104 – 105 K'ye ulaşabilir.Plazma, lazerin malzeme yüzeyine ulaşmasını engeller ve muhtemelen yüzey buharlaşmasını durdurur.Bununla birlikte, plazma lazer enerjisini emmeye devam ederek sıcaklığını daha da artırır ve lokal olarak son derece yüksek sıcaklık ve basınç durumu yaratır.Bu, malzeme yüzeyinde 1-100 kbar'lık anlık bir etki oluşturur ve (b) ve (c) resimlerinde gösterildiği gibi giderek içeriye doğru iletir.Şok dalgasının etkisi altında yüzey kirleticileri küçük toz, parçacık veya parçalara bölünür.Lazer ışınlanan yerden uzaklaştığında, plazma anında kaybolur, lokal bir negatif basınç oluşur ve kirleticilerin parçacıkları veya parçaları, şekilde (d) gösterildiği gibi yüzeyden uzaklaştırılır.
Lazer Temizlemede Salınım Süreci:
Lazer temizlemenin salınım sürecinde, kısa darbeli lazerlerin etkisi altında malzemenin hem ısınması hem de soğuması son derece hızlı bir şekilde gerçekleşir.Çeşitli malzemelerin farklı termal genleşme katsayıları nedeniyle, yüzey kirleticileri ve alt tabaka, kısa darbeli lazer ışınımına maruz kaldığında yüksek frekanslı termal genleşmeye ve değişen derecelerde büzülmeye maruz kalır.Bu, kirletici maddelerin malzeme yüzeyinden soyulmasına neden olan bir salınım etkisine yol açar.
Bu soyma işlemi sırasında malzeme buharlaşması meydana gelmeyebilir ve plazmanın oluşması da zorunlu değildir.Bunun yerine süreç, kirletici madde ile alt tabaka arasındaki arayüzde salınım etkisi altında üretilen ve aralarındaki bağı koparan kesme kuvvetlerine dayanır.Çalışmalar, lazerin geliş açısının hafifçe arttırılmasının, lazer, partikül kirletici maddeler ve alt tabakanın arayüzü arasındaki teması artırabildiğini göstermiştir.Bu yaklaşım, lazer temizleme eşiğini düşürerek salınım etkisini daha belirgin hale getirir ve temizleme verimliliğini artırır.Ancak geliş açısı çok büyük olmamalıdır, çünkü çok yüksek bir açı malzeme yüzeyine etki eden enerji yoğunluğunu azaltabilir ve dolayısıyla lazerin temizleme kabiliyetini zayıflatabilir.
Lazer Temizlemenin Endüstriyel Uygulamaları:
1: Kalıp Sanayii
Lazer temizleme, kalıpların temassız temizlenmesini sağlayarak kalıp yüzeylerinin güvenliğini sağlar.Hassasiyeti garanti eder ve geleneksel temizleme yöntemlerinin çıkarmakta zorlandığı mikron altı seviyedeki kir parçacıklarını temizleyebilir.Bu, gerçek anlamda kirlilik içermeyen, verimli ve yüksek kaliteli temizlik sağlar.
2: Hassas Alet Endüstrisi
Hassas mekanik endüstrilerde, bileşenlerin genellikle yağlama ve korozyon direnci için kullanılan esterlerin ve mineral yağların çıkarılması gerekir.Temizlik için genellikle kimyasal yöntemler kullanılır, ancak bunlar sıklıkla kalıntı bırakır.Lazer temizleme, bileşenlerin yüzeyine zarar vermeden esterleri ve mineral yağları tamamen temizleyebilir.Bileşen yüzeylerindeki oksit katmanlarının lazer kaynaklı patlamaları şok dalgalarına neden olur ve kirletici maddelerin mekanik etkileşim olmadan uzaklaştırılmasına neden olur.
3: Demiryolu Endüstrisi
Şu anda, kaynak öncesi ray temizliğinde ağırlıklı olarak tekerlek taşlama ve zımparalama kullanılıyor ve bu da ciddi alt tabaka hasarına ve artık gerilime yol açıyor.Üstelik önemli miktarda aşındırıcı sarf malzemesi tüketerek yüksek maliyetlere ve ciddi toz kirliliğine neden olur.Lazer temizleme, Çin'deki yüksek hızlı demiryolu hatlarının üretimi için yüksek kaliteli, verimli ve çevre dostu bir temizleme tekniği sağlayabilir.Kesintisiz ray delikleri, gri noktalar ve kaynak kusurları gibi sorunları gidererek yüksek hızlı demiryolu operasyonlarının stabilitesini ve güvenliğini artırır.
4: Havacılık Endüstrisi
Uçak yüzeylerinin belirli bir süre sonra yeniden boyanması gerekir ancak boyamadan önce eski boyanın tamamen çıkarılması gerekir.Kimyasal daldırma/silme, havacılık sektöründe önemli bir boya sökme yöntemidir ve önemli miktarda kimyasal atığa neden olur ve bakım için lokal boya çıkarma işleminin gerçekleştirilememesine neden olur.Lazer temizleme, uçak kaplama yüzeyinden boyanın yüksek kalitede çıkarılmasını sağlayabilir ve otomatik üretime kolayca uyarlanabilir.Şu anda yurt dışında bazı üst düzey uçak modellerinin bakımında da bu teknoloji uygulanmaya başlandı.
5: Denizcilik Endüstrisi
Denizcilik sektöründe üretim öncesi temizlikte yaygın olarak kumlama yöntemleri kullanılmakta ve bu durum çevrede ciddi toz kirliliğine neden olmaktadır.Kum püskürtmenin giderek yasaklanması, üretimin azalmasına ve hatta gemi inşa şirketlerinin kapanmasına yol açtı.Lazer temizleme teknolojisi, gemi yüzeylerinin korozyon önleyici kaplaması için yeşil ve kirlilik içermeyen bir temizleme çözümü sağlayacaktır.
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。
Gönderim zamanı: Ocak-16-2024