1. S brzim razvojem znanosti i tehnologije, laserska tehnologija se sve više koristi u raznim područjima proizvodnje i života ljudi. Od bar kodova supermarketa, laserskih pisača do laserske ljepote, liječenja kratkovidnosti, i postala je poznata. Rezanje, bušenje i zavarivanje laserske opreme za industrijsku proizvodnju poznato je i mnogim ljudima. Međutim, ljudi još uvijek nisu upoznati i ne razumiju primjenu laserske opreme u industriji čišćenja. Tehnologija laserskog čišćenja nova je vrsta tehnologije čišćenja koja se brzo razvijala u posljednjih 10 godina. Postupno je zamijenio tradicionalne procese čišćenja u mnogim područjima s vlastitim prednostima i nezamjenjivošću. Zašto se laserska oprema može očistiti ispod? Što se može koristiti za čišćenje? Koliko je učinkovita učinkovitost čišćenja? Napravite kratak uvod.
2. Laser i čišćenje
Tradicionalna industrija čišćenja ima različite metode čišćenja, uglavnom koristeći kemijska sredstva i mehaničke metode čišćenja. Pod sve strožim propisima o zaštiti okoliša u Kini, i sve većoj svijesti ljudi o zaštiti okoliša i sigurnosti, vrste kemikalija koje se mogu koristiti u industrijskoj proizvodnji i čišćenju postat će sve manje i manje. Kako pronaći čistu i neinvazivnu metodu čišćenja je problem koji moramo uzeti u obzir. Lasersko čišćenje karakteriziraju neabrazivni, bezkontaktni, ne-toplinski učinci i predmeti prikladni za različite materijale, te se smatraju najpouzdanijim i najučinkovitijim rješenjem. U isto vrijeme, lasersko čišćenje može riješiti probleme koji se ne mogu riješiti tradicionalnim metodama čišćenja. Na primjer, kada površina obradka ima čestice zagađivača veličine ispod mikrona, te čestice imaju tendenciju čvrsto držati, a uobičajene metode čišćenja ih ne mogu ukloniti. Čišćenje nano-laserom na površini izratka vrlo je učinkovito. Osim toga, budući da se laser koristi za čišćenje radnog predmeta bez kontakta, sigurno je očistiti precizan radni predmet ili njegove fine dijelove, a njegova točnost se može osigurati. Stoga, lasersko čišćenje ima jedinstvene prednosti u industriji čišćenja.
Zašto se laser može koristiti za čišćenje? Zašto nije štetno za predmet koji se čisti? Najprije shvatite prirodu lasera. Jednostavno rečeno, laser se ne razlikuje od svjetla (vidljivo i nevidljivo svjetlo) koje ide uz nas, ali laser koristi rezonantnu šupljinu da koncentrira svjetlo u istom smjeru i ima jednostavniju valnu duljinu, koordinaciju itd. performanse su bolje, tako da se teoretski sve valne duljine svjetlosti mogu upotrijebiti za formiranje lasera, ali zapravo je ograničeno malim brojem medija koji se mogu uzbuditi, tako da su laserski izvori koji mogu proizvesti stabilnu i prikladnu za industrijsku proizvodnju prilično ograničeni. Vjerojatno su široko korišteni Nd: YAG laseri, CO2 laseri i excimer laseri. Budući da Nd: YAG laseri mogu biti prikladniji za industrijsku primjenu putem prijenosa optičkih vlakana, oni se također koriste u laserskom čišćenju.
3. Prednosti laserskog čišćenja površine
U usporedbi s tradicionalnim metodama čišćenja, kao što su mehaničko čišćenje od trenja, kemijsko čišćenje od korozije, čvrsto čišćenje čvrstim udarcem, te ultrazvučno čišćenje s visokom frekvencijom, lasersko čišćenje ima očite prednosti.
3.1 Lasersko čišćenje je "zelena" metoda čišćenja. Ne zahtijeva uporabu kemikalija ili tekućina za čišćenje. Očišćeni otpad je u osnovi kruti prah, malih dimenzija, lako se skladišti, može se reciklirati i može se jednostavno očistiti kemijskim čišćenjem. Problemi zagađenja okoliša izazvani 3.2. Tradicionalne metode čišćenja često su čišćenje kontakta. Na površini predmeta za čišćenje postoji mehanička sila. Površina oštećenog objekta ili sredstva za čišćenje prianja na površinu predmeta koji se čisti i ne može se ukloniti. Lasersko čišćenje pod-zagađenja, neabrazivno i bezkontaktno za rješavanje ovih problema; 3,3 laser se može prenijeti kroz optička vlakna, roboti i roboti olakšati, kako bi se postigla dugo-udaljenost operacije, može očistiti tradicionalne metode nije lako doći do mjesta, to se može koristiti u nekim opasnim mjestima kako bi se osigurala sigurnost osoblje; 3.4 Lasersko čišćenje može ukloniti različite vrste kontaminanata na površini različitih materijala kako bi se postigla čistoća koju konvencionalno čišćenje ne može postići. Osim toga, on također može selektivno očistiti kontaminante na površini materijala bez oštećenja površine materijala. 3.5 Lasersko čišćenje ima visoku učinkovitost i štedi vrijeme. 3.6 Iako je sustav laserskog čišćenja veći u prethodnom jednokratnom ulaganju, čisti se. Sustav se može koristiti stabilno dulje vrijeme, a trošak rada je nizak. Uzmimo LASERLASTE Quantela kao primjer, operativni trošak po satu je samo oko 1 euro, i još važnije, može se lako automatizirati.
Načelo laserskog čišćenja površine
Proces pulsnog Nd: YAG laserskog čišćenja oslanja se na karakteristike svjetlosnih impulsa koje generira laser, na temelju fotofizičkog odgovora uzrokovanog interakcijom između snopa visokog intenziteta, lasera kratkog impulsa i sloja kontaminacije. Fizički princip može se sažeti kako slijedi:
a) Lasersku zraku koju emitira laser apsorbira sloj onečišćenja na površini koju treba obraditi. b) Apsorpcija velike energije tvori plazmu koja se brzo širi (visoko ionizirani nestabilni plin), stvarajući udarne valove. c) Shockwaves kontaminira i uklanja kontaminante. d) Širina svjetlosnog impulsa mora biti dovoljno kratka da se izbjegne nakupljanje topline koja može oštetiti obrađenu površinu. e) Eksperimenti pokazuju da kada je oksid prisutan na površini metala, na površini metala nastaje plazma.
Plazma se stvara samo kada je gustoća energije iznad praga, koji ovisi o uklonjenom sloju kontaminanta ili oksidnom sloju. Ovaj učinak praga je vrlo važan za učinkovito čišćenje osnovnog materijala. Postoji drugi prag za pojavu plazme. Ako gustoća energije prelazi taj prag, osnovni materijal će biti uništen. Da bi se osiguralo učinkovito čišćenje materijala podloge, laserski parametri moraju se podesiti prema uvjetima tako da je gustoća energije svjetlosnog impulsa strogo između dva praga.
Svaki laserski puls uklanja određenu debljinu sloja kontaminacije. Ako je sloj kontaminacije gust, za čišćenje je potrebno više impulsa. Broj impulsa potrebnih za čišćenje površine ovisi o stupnju onečišćenja površine. Važan rezultat koji proizlaze iz dva praga je samokontrola čišćenja. Svjetlosni impulsi s gustoćom energije iznad prvog praga uvijek će ukloniti onečišćenja dok se ne postigne materijal podloge. Međutim, budući da je gustoća energije niža od praga oštećenja osnovnog materijala, baza se ne oštećuje.
5. Praktična primjena laserskog čišćenja
Lasersko čišćenje može se koristiti ne samo za čišćenje organskih zagađivača, već i za čišćenje anorganskih materijala, uključujući koroziju metala, čestice metala i prašinu. U nastavku su opisane neke praktične primjene. Te su tehnologije vrlo zrele i naširoko su korištene.
5.1 čišćenje plijesni:
Svake godine proizvođači guma u svijetu proizvode stotine milijuna guma, a kalupi za gume u proizvodnom procesu moraju se brzo i pouzdano očistiti kako bi se uštedjeli zastoji. Konvencionalne metode čišćenja uključuju pjeskarenje, ultrazvučno čišćenje ili čišćenje ugljičnim dioksidom, ali ove metode se obično moraju hladiti u vrućem kalupu nekoliko sati, a zatim se premještaju u opremu za čišćenje radi čišćenja, čišćenje traje dugo i lako oštećuje točnost Kalup Kemijska otapala i buka također mogu uzrokovati probleme kao što su sigurnost i zaštita okoliša. Korištenje laserskih metoda čišćenja, jer se laser može prenositi pomoću optičkih vlakana, tako da je vrlo fleksibilan u uporabi; jer se metoda čišćenja lasera može koristiti za povezivanje optičkih vlakana sa slijepim kutom matrice ili je teško očistiti dijelove koji se čiste, tako da ih je lako koristiti; Zbog gume i bez plinifikacije, neće se proizvoditi otrovni plin, što će utjecati na sigurnost radnog okruženja. Tehnologija laserskog čišćenja kalupa za gumu široko je prihvaćena u industriji guma u Europi i Americi. Iako je početni investicijski trošak visok, koristi koje se postižu pri uštedi vremena čekanja, izbjegavanju oštećenja plijesni, sigurnosti na radu i uštedi sirovina mogu se brzo oporaviti. Prema LASERLASTE sustavu za lasersko čišćenje Quantel korporacije, test čišćenja proveden na proizvodnoj liniji Shanghai Shuangqin Trucking Tire Co, Ltd pokazao je da se kalup velikih guma za kamione može očistiti online za samo 2 sata. U usporedbi s uobičajenim metodama čišćenja, ekonomske koristi su očite.
Da bi se osigurala higijena, potrebno je redovito mijenjati anti-ljepljivi filmski sloj na kalupima u prehrambenoj industriji. Primjena laserskog čišćenja bez kemikalija je također posebno prikladna za ovu primjenu.
5.2 Čišćenje opreme za oružje:
Tehnologija laserskog čišćenja široko se koristi u održavanju oružja. Korištenje laserskog sustava za čišćenje može učinkovito i brzo ukloniti hrđu i zagađivače, a može odabrati i mjesta za čišćenje kako bi se postiglo automatsko čišćenje. Korištenje laserskog čišćenja ne samo da ima viši stupanj čistoće nego proces kemijskog čišćenja, nego također ima malo oštećenja na površini objekta. Quantel-ov LASERLASTE također može formirati gustu zaštitnu foliju od oksida ili rastopljeni sloj metala na površini metalnih predmeta postavljanjem različitih parametara za poboljšanje čvrstoće i otpornosti na koroziju. Laserski eliminirani otpad značajno ne zagađuje okoliš i može se daljinski upravljati, čime se učinkovito smanjuje šteta za zdravlje operatera.
5.3 uklanjanje boje zrakoplova:
Europski sustav za čišćenje lasera već se dugo koristi u zrakoplovnoj industriji. Površina zrakoplova će se prefarbati nakon određenog vremenskog razdoblja, ali izvorna boja mora biti potpuno uklonjena prije bojenja. Tradicionalna metoda mehaničkog uklanjanja boje vjerojatno će uzrokovati oštećenja na metalnoj površini zrakoplova, uzrokujući skrivene opasnosti za siguran let. Ako se koristi više laserskih sustava za čišćenje, boja na površini A320 Airbusa može se u potpunosti ukloniti unutar dva dana bez oštećenja metalne površine.
5.4 Čišćenje vanjskih zidova zgrada:
S ubrzanim razvojem kineske ekonomije, sve je više nebodera postavljeno, a problem čišćenja vanjskih zidova zgrada postaje sve izraženiji. LASERLASTE laserski sustav za čišćenje omogućuje dobro čišćenje vanjskih zidova zgrada optičkim vlaknima dužine do 70 metara. Rješenje je da može učinkovito čistiti različite zagađivače na različitim vrstama kamena, metala i stakla, te je mnogo učinkovitiji od konvencionalnog čišćenja. Također može ukloniti tamne mrlje i mrlje na različitim vrstama kamena u zgradama. LASERLAST laserski sustav čišćenja Eksperimenti čišćenja zgrada i kamenih spomenika u hramu Shaolin u planini Songshan ukazuju da je upotreba laserskog čišćenja vrlo učinkovita u zaštiti izgleda drevnih građevina.
5.5 Čišćenje u elektroničkoj industriji
Elektronska industrija koristi lasere za uklanjanje oksida: Elektronska industrija zahtijeva visokopreciznu dekontaminaciju, koja je posebno prikladna za lasersku deoksidaciju. Prije nego se ploča zalemi, sastavne igle moraju biti potpuno deoksidirane kako bi se osigurao optimalan električni kontakt. Igle ne smiju biti oštećene tijekom postupka dekontaminacije. Lasersko čišćenje može zadovoljiti zahtjeve uporabe, a učinkovitost je vrlo visoka. Samo jedan laserski snop je potreban za jedan pin.
5,6 Precision De-Ester čišćenje u industriji preciznih strojeva:
Precizna industrija strojeva često treba ukloniti estere i mineralna ulja koja se koriste za podmazivanje i antikorozivnost na dijelovima, obično kemijskim metodama, dok kemijsko čišćenje i dalje ima ostatke. Laserska deesterifikacija može u potpunosti ukloniti estere i mineralna ulja bez oštećenja površine dijelova. Uklanjanje kontaminanata postiže se udarnim valovima. Eksplozivno isparavanje tankih slojeva oksida na površini dijela stvara udarne valove koji uzrokuju uklanjanje prljavštine, a ne mehaničke interakcije. Materijal je potpuno deesterificiran za uporabu u čišćenju dijelova industrijskih strojeva za zrakoplovnu industriju. Uklanjanje estera ulja u obradi mehaničkih dijelova također se može očistiti laserom.
5.7 Čišćenje reaktorske reaktorske cijevi:
Sustav laserskog čišćenja koristi se i za čišćenje cjevovoda u reaktorima nuklearnih elektrana. Ona koristi optička vlakna za uvođenje laserske zrake velike snage u reaktor i izravno uklanja radioaktivnu prašinu. Očišćeni materijal se lako čisti. Budući da je to rad na duge udaljenosti, sigurnost osoblja može biti osigurana.
U sažetku, lasersko čišćenje igra važnu ulogu u mnogim područjima, kao što su proizvodnja automobila, čišćenje poluvodiča, precizna obrada dijelova i proizvodnja, čišćenje vojne opreme, čišćenje vanjskih zidova, zaštita kulturnih relikvija, čišćenje pločica i dijelovi za preciznost. Obrada, proizvodnja, čišćenje tekućih kristala, ostaci žvakaće gume i druga područja mogu igrati važnu ulogu.
