Under de senaste åren har laserrengöring blivit en av forskningshotspots inom området industriell tillverkning, forskning täcker process, teori, utrustning och tillämpningar. I industriella applikationer har laserrengöringstekniken på ett tillförlitligt sätt kunnat rengöra ett stort antal olika substratytor, rengöring av föremål inklusive stål, aluminium, titan, glas och kompositmaterial, etc., applikationsindustrier som täcker flyg, flyg, sjöfart, höghastighetståg järnväg, fordon, mögel, kärnkraft och marina och andra områden.
Laserrengöringsteknik, med anor från 1960-talet, har fördelarna med god rengöringseffekt, brett användningsområde, hög precision, beröringsfri och tillgänglighet. Inom industriell tillverkning har produktion och underhåll och andra områden ett brett spektrum av tillämpningsmöjligheter, förväntas delvis eller helt ersätta de traditionella rengöringsmetoderna och bli den mest lovande gröna rengöringstekniken under 2000-talet.
Laserrengöringsmetod
Laserrengöringsprocessen är mycket komplex och involverar en mängd olika materialborttagningsmekanismer, för en laserrengöringsmetod kan rengöringsprocessen existera samtidigt en mängd olika mekanismer, vilket huvudsakligen kan hänföras till interaktionen mellan lasern och materialet, inklusive materialets yta ablation, sönderdelning, jonisering, nedbrytning, smältning, förbränning, förångning, vibration, förstoftning, expansion, krympning, explosion, skalning, fällning och andra fysiska och kemiska förändringar. behandla.
För närvarande är de typiska laserrengöringsmetoderna huvudsakligen tre: laserablationsrengöring, vätskefilmassisterad laserrengöring och laserstötvågsrengöringsmetoder.
Rengöringsmetod med laserablation
De huvudsakliga metodologiska mekanismerna är termisk expansion, förångning, ablation och fasexplosion. Lasern verkar direkt på materialet som ska avlägsnas från ytan av substratet och omgivningsförhållandena kan vara luft, förtärd gas eller vakuum. Driftförhållandena är enkla och används mest för att ta bort en mängd olika beläggningar, färger, partiklar eller smuts. Diagrammet nedan visar processdiagrammet för rengöringsmetoden med laserablation.
När laserstrålning på ytan av materialet, substratet och rengöringsmaterial är den första termiska expansionen. Med ökningen av laserinteraktionstiden med rengöringsmaterialet, om temperaturen är lägre än rengöringsmaterialets kavitationströskel, blir rengöringsmaterialet endast fysisk förändringsprocess, skillnaden mellan rengöringsmaterialet och substratets termiska expansionskoefficient leder till tryck vid gränssnittet när rengöringsmaterialet bucklas, rivs av från ytan av substratet, sprickbildning, mekanisk brott, vibrationskrossning, etc., avlägsnas rengöringsmaterialet genom stråle eller avskalas substratytan.
Om temperaturen är högre än förgasningströskeltemperaturen för rengöringsmaterialet, kommer det att finnas två situationer: 1) ablationströskeln för rengöringsmaterialet är lägre än substratet; 2) ablationströskeln för rengöringsmaterialet är högre än substratet.
Dessa två fall av rengöringsmaterial är smältning, kavitation och ablation och andra fysikalisk-kemiska förändringar, är rengöringsmekanismen mer komplex, förutom termiska effekter, men kan också inkludera rengöringsmaterial och substrat mellan molekylbindningsbrott, rengöringsmaterial nedbrytning eller nedbrytning, fas explosion, rengöringsmedel förgasning momentan jonisering, generering av plasma.
(1)Laserrengöring med hjälp av flytande film
Metodmekanism har huvudsakligen vätskefilm kokande förångning och vibration, etc.. Användningen av behovet av att välja lämplig laservåglängd, på ett sätt att kompensera för bristen på slagtryck i laserablationsrengöringsprocessen, kan användas för att ta bort några av de svårare att ta bort rengöringsobjektet.
Som visas i figuren nedan, täckte vätskefilmen (vatten, etanol eller andra vätskor) ytan på rengöringsobjektet och använd sedan lasern för att bestråla det. Flytande film absorberar laserenergi vilket resulterar i en kraftig explosion av flytande media, explosionen av kokande vätska i hög hastighet, energiöverföringen till ytrengöringsmaterialen, hög transient explosiv kraft är tillräcklig för att avlägsna ytans smuts för att uppnå rengöringsändamål.
Den flytande filmassisterade laserrengöringsmetoden har två nackdelar.
Besvärlig process och svår att kontrollera processen.
På grund av användningen av flytande film är den kemiska sammansättningen av substratytan efter rengöring lätt att ändra och generera nya ämnen.
(1)Rengöringsmetod av laserchockvågstyp
Processmetoden och mekanismen skiljer sig mycket från de två första, mekanismen är huvudsakligen borttagning av stötvågskraft, rengöringsobjekt är huvudsakligen partiklar, främst för avlägsnande av partiklar (submikron eller nanoskala). Processkraven är mycket stränga, både för att säkerställa att förmågan att jonisera luften, men också för att hålla ett lämpligt avstånd mellan lasern och substratet för att säkerställa att verkan på partiklarna av stötkraften är tillräckligt stor.
Laser stötvåg rengöring process schematiskt diagram visas nedan, lasern att vara parallell med riktningen av substratytan skott, och substratet kommer inte i kontakt. Flytta arbetsstycket eller laserhuvudet för att justera laserfokuset till partikeln nära laserutgången, brännpunkten för luftjoniseringsfenomenet kommer att uppstå, vilket resulterar i stötvågor, stötvågor till den snabba expansionen av den sfäriska expansionen och förlängs till kontakt med partiklarna. När momentet för den tvärgående komponenten av stötvågen på partikeln är större än momentet för den longitudinella komponenten och partikelvidhäftningskraften, kommer partikeln att avlägsnas genom rullning.
Laserrengöringsteknik
Laserrengöringsmekanismen är huvudsakligen baserad på objektets yta efter absorption av laserenergi, eller förångning och förångning, eller omedelbar termisk expansion för att övervinna adsorptionen av partiklar på ytan, så att objektet från ytan, och sedan uppnå syftet med rengöringen.
Grovt sammanfattat som: 1. laserångnedbrytning, 2. laserstrippning, 3. termisk expansion av smutspartiklar, 4. substratytvibration och partikelvibration fyra aspekter
Jämfört med den traditionella rengöringsprocessen har laserrengöringstekniken följande egenskaper.
1. Det är en "torr" rengöring, ingen rengöringslösning eller andra kemiska lösningar, och renheten är mycket högre än den kemiska rengöringsprocessen.
2. Omfattningen av borttagning av smuts och det tillämpliga substratområdet är mycket brett, och
3. Genom reglering av laser processparametrar, kan inte skada ytan av substratet på grundval av effektivt avlägsnande av föroreningar, är ytan så god som ny.
4. Laserrengöring kan enkelt automatiseras.
5. Laser dekontamineringsutrustning kan användas under lång tid, låga driftskostnader.
6. Laser rengöringsteknik är en: grön: rengöringsprocessen, eliminera avfall är ett fast pulver, liten storlek, lätt att lagra, i princip kommer inte att förorena miljön.
På 1980-talet ställde den snabba utvecklingen av halvledarindustrin på ytan av kiselwafermaskens kontamineringspartiklar av rengöringstekniken högre krav, nyckelpunkten är att övervinna kontamineringen av mikropartiklar och substratet mellan den stora adsorptionskraften , den traditionella kemiska rengöringen, mekanisk rengöring, ultraljudsrengöringsmetoderna kan inte möta efterfrågan, och laserrengöring kan lösa sådana föroreningsproblem, relaterad forskning och applikationer har snabbt utvecklats.
1987, det första framträdandet av patentansökan om laserrengöring. På 1990-talet tillämpade Zapka framgångsrikt laserrengöringsteknik på halvledartillverkningsprocessen för att ta bort mikropartiklar från maskens yta, vilket insåg den tidiga tillämpningen av laserrengöringsteknik inom industriområdet. 1995 använde forskare en 2 kW TEA-CO2-laser för att framgångsrikt uppnå rengöring av färgborttagning av flygplanskroppar.
Efter att ha gått in i 2000-talet, med höghastighetsutvecklingen av ultrakorta pulslasrar, ökade inhemsk och utländsk forskning och tillämpning av laserrengöringsteknik gradvis, med fokus på ytan av metallmaterial, typiska utländska applikationer är borttagning av färg på flygkroppar, mögel ytavfettning, motorns inre kolborttagning och ytrengöring av fogar före svetsning. US Edison Welding Institute laserrengöring av FG16 stridsflygplan, när lasereffekten på 1 kW, rengöringsvolymen på 2,36 cm3 per minut.
Det är värt att nämna att forskning och applicering av laserfärgborttagning av avancerade kompositdelar också är en stor hot spot. US Navy HG53, HG56 helikopter propellerblad och F16 stridsflygplans platta svans och andra sammansatta ytor har realiserats laser färg borttagning applikationer, medan Kinas kompositmaterial i flygplan applikationer sent, så sådan forskning är i princip i tomgång.
Dessutom är användningen av laserrengöringsteknik för att CFRP-komposit ytbehandling av fogen före limning för att förbättra fogens styrka också en av de aktuella forskningsfokuserna. anpassa laserföretaget till Audi TTs bilproduktionslinje för att tillhandahålla fiberlaserrengöringsutrustning för att rengöra ytan på den lätta aluminiumlegeringsdörrkarmens oxidfilm. Rolls G Royce UK använde laserrengöring för att rengöra oxidfilm på ytan av flygmotorkomponenter i titan.
Laserrengöringstekniken har utvecklats snabbt under de senaste två åren, oavsett om det är laserrengöringsprocessparametrarna och rengöringsmekanismen, forskning om rengöring av objekt eller tillämpning av forskning har gjort stora framsteg. Laserrengöringsteknik efter mycket teoretisk forskning är fokus för dess forskning ständigt partisk mot tillämpningen av forskning och tillämpningen av lovande resultat. I framtiden kommer laserrengöringsteknik för att skydda kulturlämningar och konstverk att användas mer allmänt, och dess marknad är mycket bred. Med utvecklingen av vetenskap och teknik blir tillämpningen av laserrengöringsteknik i industrin verklighet, och tillämpningsområdet blir mer och mer omfattande.
Maven laserautomationsföretag fokuserar på laserindustrin i 14 år, vi är specialiserade på lasermärkning, vi har maskinskåp laserrengöringsmaskin, vagnfodral laserrengöringsmaskin, ryggsäcks laserrengöringsmaskin och tre i en laserrengöringsmaskin, dessutom har vi också lasersvetsmaskin, laserskärmaskin och lasermarkeringsgraveringsmaskin, är du intresserad av vår maskin kan du följa oss och kontakta oss gärna.
Posttid: 2022-nov-14
