1.З швидким розвитком науки і техніки, лазерні технології все частіше використовуються в різних сферах виробництва і життя людей. Від супермаркетів штрих-кодів, лазерних принтерів до лазерної краси, лікування короткозорості, і стала знайома. Різання, свердління і зварювання лазерного обладнання для промислового виробництва також відомі багатьом людям. Однак люди досі не знайомі і не розуміють застосування лазерного обладнання в промисловості очищення. Технологія лазерного очищення є новим типом технології очищення, яка швидко розвивалася протягом останніх 10 років. Він поступово замінив традиційні процеси очищення в багатьох областях з власними перевагами і незамінністю. Чому лазерне обладнання можна очистити нижче? Що можна використовувати для очищення? Наскільки ефективною є ефективність очищення? Зробіть короткий вступ.
2. Лазер і очищення
Традиційна промисловість очищення має безліч методів очищення, в основному з використанням хімічних засобів і механічних методів очищення. Відповідно до дедалі жорсткіших правил охорони навколишнього середовища в Китаї та зростаючої обізнаності людей щодо захисту навколишнього середовища та безпеки, типи хімічних речовин, які можна використовувати в промисловому виробництві та очищенні, стануть все менше і менше. Як знайти більш чистий і неінвазивний метод очищення є проблемою, яку ми повинні розглянути. Лазерне очищення характеризується неабразивними, безконтактними, нетепловими ефектами і об'єктами, придатними для різних матеріалів, і вважається найбільш надійним і ефективним рішенням. У той же час лазерна очистка може вирішити проблеми, які неможливо вирішити за допомогою традиційних методів очищення. Наприклад, коли поверхня заготовки має частинки забруднювача субмікронного розміру, ці частинки мають тенденцію щільно прилипати, і звичайні способи очищення не можуть її видалити. Очищення нанолазерами на поверхні заготовки дуже ефективна. Крім того, оскільки лазер використовується для очищення заготовки без контакту, безпечно чистити точну заготовку або її дрібні деталі, і її точність може бути забезпечена. Тому лазерне очищення має унікальні переваги в промисловості очищення.
Чому лазер можна використовувати для очищення? Чому це не завдає шкоди об'єкту, що очищується? Спочатку зрозумійте природу лазера. Простіше кажучи, лазер нічим не відрізняється від світла (видимого і невидимого світла), що йде разом з нами, але лазер використовує резонансну порожнину, щоб концентрувати світло в тому ж напрямку і має більш просту хвилю, координацію і т.д. продуктивність краще, тому теоретично всі довжини хвилі світла можуть бути використані для формування лазера, але насправді воно обмежене кількома засобами, які можуть бути збуджені, тому джерела лазера, які можуть виробляти стабільні і придатні для промислового виробництва, досить обмежені. Найбільш широко використовуються Nd: YAG лазери, CO2-лазери і ексимерні лазери. Оскільки лазери Nd: YAG можуть бути більш придатними для промислового застосування через передачу оптичного волокна, вони також використовуються в лазерному очищенні.
3. Переваги лазерного очищення поверхні
У порівнянні з традиційними методами очищення, такими як механічне очищення від тертя, хімічне очищення від корозії, рідке тверде ударостійке очищення та високочастотне ультразвукове очищення, лазерне очищення має очевидні переваги.
3.1 Лазерне очищення є «зеленим» методом очищення. Він не вимагає використання будь-яких хімічних речовин або рідин для очищення. Очищені відходи є в основному твердим порошком, невеликого розміру, легко зберігаються, піддаються вторинній переробці і можуть бути легко очищені шляхом хімічної очистки. Проблеми забруднення навколишнього середовища, викликані 3.2. Традиційними методами очищення часто є чищення контактів. Існує механічна сила на поверхні об'єкта очищення. Поверхня пошкодженого об'єкта або чистячого середовища прилипає до поверхні об'єкта, що підлягає очищенню, і його не можна видалити. Забруднення, неабразивне та безконтактне лазерне очищення для вирішення цих проблем; 3,3 лазера можуть бути передані через оптичне волокно, і роботів і роботів для полегшення, для досягнення довгої відстані експлуатації, можна очистити традиційний метод не легко добратися до сайту, це може бути використано в деяких небезпечних місцях для забезпечення безпеки персонал; 3.4 Лазерне очищення може видалити різні типи забруднюючих речовин на поверхні різних матеріалів для досягнення чистоти, якої неможливо досягти звичайним очищенням. Крім того, він також може вибірково очищати забруднюючі речовини на поверхні матеріалу, не пошкоджуючи поверхню матеріалу. 3.5 Лазерне очищення має високу ефективність і економить час. 3.6 Хоча лазерна система очищення є більш високою в попередніх одноразових інвестиціях, вона очищається. Система може використовуватися стабільно протягом тривалого часу, а експлуатаційні витрати низькі. Візьміть для прикладу LASERLASTE Quantel, експлуатаційні витрати на годину становлять лише 1 євро, і що більш важливо, їх можна легко автоматизувати.
Принцип очищення поверхні лазера
Імпульсний процес очищення лазера Nd: YAG спирається на характеристики світлових імпульсів, що генеруються лазером, на основі фотофізичної реакції, викликаної взаємодією між пучком високої інтенсивності, короткоімпульсним лазером і шаром забруднення. Фізичний принцип можна узагальнити таким чином:
a) Лазерний промінь, випромінюваний лазером, поглинається шаром забруднення на поверхні, що підлягає обробці. б) поглинання великої енергії утворює швидко розширюється плазму (сильно іонізований нестабільний газ), генеруючи ударні хвилі. c) Ударні хвилі забруднюють і видаляють забруднюючі речовини. d) Ширина світлового імпульсу повинна бути досить короткою, щоб уникнути нагрівання, що може пошкодити оброблену поверхню. e) Експерименти показують, що при наявності на поверхні металу оксиду на поверхні металу утворюється плазма.
Плазма генерується тільки тоді, коли щільність енергії перевищує поріг, який залежить від видаленого шару забруднення або оксидного шару. Цей пороговий ефект дуже важливий для ефективного очищення основного матеріалу. Існує другий поріг для появи плазми. Якщо щільність енергії перевищує цей поріг, основний матеріал буде знищено. Щоб забезпечити ефективне очищення матеріалу підкладки, параметри лазера необхідно регулювати відповідно до умов, щоб щільність енергії світлового імпульсу була строго між двома порогами.
Кожен лазерний імпульс видаляє певну товщину шару забруднення. Якщо шар забруднення є товстим, для чищення потрібно кілька імпульсів. Кількість імпульсів, необхідних для очищення поверхні, залежить від ступеня забруднення поверхні. Важливим результатом двох порогів є самоконтроль очищення. Світлові імпульси з щільністю енергії вище першого порогу завжди видаляють забруднюючі речовини, поки не буде досягнутий матеріал підкладки. Однак, оскільки його щільність енергії нижче порогу пошкодження основного матеріалу, підстава не пошкоджується.
5. Практичне застосування лазерного очищення
Лазерне очищення може використовуватися не тільки для очищення органічних забруднень, але й для очищення неорганічних матеріалів, включаючи корозію металу, металеві частинки та пил. Нижче описано деякі практичні застосування. Ці технології були дуже зрілими і широко використовувалися.
5.1 очищення форми:
Щороку виробники шин у світі виробляють сотні мільйонів шин, а шини у виробничому процесі повинні бути швидко та надійно очищені для економії простоїв. Звичайні способи очищення включають піскоструминне очищення, ультразвукове чи очищення вуглекислого газу, але ці способи зазвичай повинні охолоджуватися в гарячій формі протягом декількох годин, потім переміщатися в очисне обладнання для очищення, очищення займає тривалий час і легко пошкоджує точність Прес-форма Хімічні розчинники та шум також можуть викликати такі проблеми, як безпека та охорона навколишнього середовища. Використання методів лазерного очищення, оскільки лазер може передаватися за допомогою оптичного волокна, тому він є дуже гнучким у використанні; тому, що метод очищення лазера може бути використаний для підключення оптичного волокна до сліпого кута фільєри або складної для очищення деталей, що підлягають очищенню, тому простий у використанні; Через гуму і без газифікації не буде вироблятися жодного токсичного газу, що вплине на безпеку робочого середовища. Технологія формування шин для лазерного очищення широко застосовується в шинній промисловості Європи та Америки. Хоча початкові інвестиційні витрати є високими, вигоди, отримані в результаті економії часу в режимі очікування, запобігання пошкодженню цвілі, безпеки роботи та збереження сировини можуть бути швидко відновлені. Згідно з лазерною системою очищення LASERLASTE від корпорації Quantel, тест на очищення, проведений на виробничій лінії Шанхайської автотранспортної шини Shuangqin, показав, що форму великогабаритної шини для вантажних автомобілів можна очистити в режимі онлайн всього за 2 години. Порівняно зі звичайними методами очищення економічні вигоди очевидні.
Для забезпечення гігієни необхідно регулярно замінювати антиадгезійний плівковий шар на прес-формах харчової промисловості. Використання лазерного очищення без хімічних речовин також є особливо придатним для даного застосування.
5.2 Очищення обладнання зброї:
Технологія лазерного очищення широко використовується в обслуговуванні зброї. Використання лазерної системи очищення дозволяє ефективно і швидко видалити іржу і забруднюючі речовини, а також може вибрати місця для очищення, щоб досягти автоматичного очищення. Використання лазерного очищення не тільки має більш високий ступінь чистоти, ніж процес хімічної очистки, але також має невеликі пошкодження поверхні об'єкта. LASERLASTE Quantel також може утворювати на поверхні металевих предметів щільну захисну плівку оксиду або шар розплавленого металу, встановлюючи різні параметри для підвищення міцності поверхні і корозійної стійкості. Відходи, усунені лазером, істотно не забруднюють навколишнє середовище і можуть також експлуатуватися дистанційно, ефективно знижуючи шкоду для здоров'я операторів.
5.3 видалення фарби літака:
Європейська лазерна система очищення давно використовується в авіаційній промисловості. Поверхня літака буде перефарбована через певний проміжок часу, але оригінальна фарба повинна бути повністю вилучена перед фарбуванням. Традиційний спосіб механічного видалення фарби, швидше за все, призведе до пошкодження металевої поверхні літака, викликаючи приховані небезпеки для безпечного польоту. Якщо використовуються кілька лазерних систем очищення, фарба на поверхні аеробусу A320 може бути повністю вилучена протягом двох днів без пошкодження поверхні металу.
5.4 Очищення зовнішніх стін будівель:
З бурхливим розвитком економіки Китаю, все більше і більше хмарочосів були створені, і проблема очищення зовнішніх стін будівель стала все більш помітною. Лазерна очисна система LASERLASTE забезпечує хороше очищення зовнішніх стін будинків через оптичні волокна довжиною до 70 метрів. Рішення полягає в тому, що він може ефективно очищати різні забруднюючі речовини від різних видів каменю, металу і скла, і є набагато ефективнішим, ніж звичайне очищення. Він також може видаляти темні плями та плями на різних типах каменів у будівлях. Лазерна очисна система LASERLASTE Експерименти з очищення будівель та кам'яних пам'ятників у храмі Шаолінь у Суншанській гори свідчать, що використання лазерного очищення є дуже ефективним засобом захисту зовнішнього вигляду старовинних будівель.
5.5 Очищення в електронній промисловості
Електронна промисловість використовує лазери для видалення оксидів: електронна промисловість потребує високоточної дезактивації, що особливо підходить для лазерного розкислення. Перед пайкою дошки компоненти штифти повинні бути повністю окислені для забезпечення оптимального електричного контакту. Шпильки не повинні бути пошкоджені під час процесу дезактивації. Лазерне очищення може відповідати вимогам використання, а ефективність дуже висока. Для одного штифта потрібен лише один лазерний промінь.
5.6 Очищення прецизійного ефіру в промисловості прецизійного машинобудування:
Промисловість прецизійної техніки часто потребує видалення складних ефірів та мінеральних масел, які використовуються для змащування та антикорозії на деталях, як правило, хімічними методами, тоді як хімічна очистка часто має залишки. Лазерна дегенерація може повністю видалити складні ефіри і мінеральне масло без пошкодження поверхні деталей. Видалення забруднень здійснюється ударними хвилями. Вибухоне випаровування тонких оксидних шарів на поверхні деталі створює ударні хвилі, які призводять до усунення бруду, а не до механічної взаємодії. Матеріал повністю деэтерифицирован для використання при очищенні деталей аерокосмічної промислової техніки. Видалення ефіру нафти при механічній обробці механічних частин також можна очистити лазером.
5.7 Очищення реакторної реакторної труби:
Система очищення лазера також використовується для очищення трубопроводів в реакторах атомних електростанцій. Він використовує оптичне волокно для введення потужного лазерного променя в реактор і безпосередньо видаляє радіоактивний пил. Очищений матеріал легко миється. А оскільки це робота на великих відстанях, можна забезпечити безпеку персоналу.
Підсумовуючи, лазерне очищення відіграє важливу роль у багатьох галузях, таких як виробництво автомобілів, очищення напівпровідникових пластин, обробка високоточних деталей та виготовлення, очищення військової техніки, очищення зовнішніх стін, захист культурних реліквій, очищення друкованих плат та прецизійні деталі. Обробка, виготовлення, очищення рідкокристалічних дисплеїв, залишки жувальної гумки та інші області можуть відігравати важливу роль.
