Лазерното почистване е ефективен метод за премахване на мръсни частици и филмови слоеве от различни материали и размери върху твърди повърхности. Чрез висока яркост и добро насочен непрекъснат или импулсен лазер, чрез оптично фокусиране и оформяне на петна за формиране на специфична форма на петна и енергийно разпределение на лазерния лъч, облъчен към повърхността на замърсения материал, който трябва да бъде почистен, прикрепеният замърсител материал абсорбира лазерната енергия, ще предизвика вибрации, топене, изгаряне и дори газификация и серия от сложни физични и химични процеси. И накрая извадете замърсителите от повърхността на материала, дори ако лазерът действа върху почистената повърхност, повечето от тях се отразяват, без да причиняват щети на субстрата, за да се постигне ефектът на почистване.
Лазерното почистване може да се класифицира според различни класификационни стандарти. Например, дали повърхността на субстрата е покрита с течен филм в процеса на лазерно почистване, се разделя на сухо лазерно почистване и мокро лазерно почистване. Първото е директното облъчване на лазера върху повърхността на замърсителя, а второто изисква нанасяне на влага или течен филм върху лазерно почистващата повърхност. Ефективността на мокрото лазерно почистване е висока, но мокрото лазерно почистване изисква ръчно покриване на течен филм, така че съставът на течния филм не може да промени свойствата на самия матричен материал. Следователно, в сравнение с технологията за сухо лазерно почистване, диапазонът на приложение на мокрото лазерно почистване има определени ограничения. Сухото лазерно почистване е най-широко използваният метод за лазерно почистване, който използва лазерен лъч за директно облъчване на повърхността на детайла за отстраняване на частици и филми.
1. лазерно химическо чистене
Основният принцип на лазерното химическо чистене е, че след като частиците и материалният субстрат бъдат облъчени от лазера, абсорбираната светлинна енергия се преобразува в топлинна енергия за миг, причинявайки моментално термично разширение на частиците или субстрата, или и двете при същото време и мигновено се генерира ускорение между частиците и субстрата. Силата, генерирана от ускорението, преодолява силата на адсорбция между частицата и субстрата и кара частицата да излезе от повърхността на субстрата.
Според различните методи на абсорбция на лазерно химическо чистене, лазерното химическо чистене може да бъде разделено главно на следните две форми:
1. За прахови частици с точка на топене, по-висока от основния материал (или с голяма разлика в скоростта на лазерна абсорбция): Лазерното облъчване на частиците е по-силно от абсорбцията на субстрата (a) или обратното (b), в този момент абсорбционната лазерна светлинна енергия на частиците се преобразува в топлинна енергия, причинявайки топлинно разширение на частицата, въпреки че количеството на топлинното разширение е много малко, но топлинното разширение е за много кратък период от време, така че ще доведе до огромно мигновено ускорение върху субстрата, докато субстратът реагира върху частицата. Силата преодолява силата на свързване една върху друга и отделя частиците от субстрата. Схематичната диаграма е както следва:
2. За мръсотия с ниска точка на кипене: повърхностната мръсотия директно абсорбира лазерната енергия, моменталното кипене при висока температура се изпарява, а директното изпаряване премахва мръсотията, както е показано на следващата фигура.
2. лазерно мокро почистване
Лазерното мокро почистване е известно също като лазерно почистване с пара, в сравнение със сухото почистване, мокрото почистване е на повърхността на почистващата част има тънък слой от няколко микрона дебел течен филм или среден филм, течен филм чрез лазерно облъчване температурата на течния филм се повишава незабавно и произвеждат голям брой мехурчета реакция на газификация. Силата на удара, генерирана от газификационната експлозия, преодолява силата на адсорбция между частиците и субстрата. Според частиците, течния филм и субстрата коефициентът на поглъщане на дължината на вълната на лазера е различен, лазерното мокро почистване може да бъде разделено на три вида.
1. Субстратът абсорбира силно лазерната енергия
Когато лазерът се облъчи към субстрата и течния филм, абсорбцията на лазера от субстрата е много по-голяма от тази на течния филм, така че на границата между субстрата и течния филм възниква феномен на експлозивна газификация, както е показано на фигурата по-долу. На теория, колкото по-тясно е времето на импулса, толкова по-лесно е прегряването на кръстовището, което води до по-голям експлозивен удар.
2. Течен филм абсорбция на лазерна енергия силно
Принципът на това почистване е, че течният филм абсорбира по-голямата част от лазерната енергия и се получава експлозивна газификация на повърхността на течния филм, както е показано на фигурата по-долу. По това време ефективността на лазерното почистване не е толкова добра, колкото абсорбцията на субстрата, тъй като силата на удара на експлозията е върху повърхността на течния филм в този момент. Когато субстратът абсорбира, балонът и експлозията се появяват в пресечната точка на субстрата и течния филм и силата на удара на експлозията е по-лесна за изтласкване на частиците от повърхността на субстрата, така че ефектът от почистване на абсорбцията на субстрата е по-добър.
3. И субстратът, и течният филм абсорбират лазерна енергия
По това време ефективността на почистване е много ниска, след лазерното облъчване на течния филм, част от лазерната енергия се абсорбира, енергията се разпръсква в целия течен филм, течният филм кипи и произвежда мехурчета, а останалата лазерната енергия се абсорбира от субстрата след преминаване през течния филм, както е показано на фигурата. Този метод изисква повече лазерна енергия за производство на кипящи мехурчета, които могат да причинят експлозия. Така че този метод е много неефективен.
Когато използвате метода на абсорбция на субстрата за лазерно мокро почистване, тъй като по-голямата част от лазерната енергия се абсорбира от субстрата, връзката между течния филм и субстрата ще бъде прегрята и на интерфейса ще се генерират мехурчета. В сравнение със сухото почистване, мокрият тип използва силата на удара, генерирана от експлозията на свързващия мехур, за да постигне лазерно почистване. В същото време към течния филм може да се добави определено химическо вещество, за да реагира химически с частици замърсители, за да се намали силата на адсорбция между частиците и материала на субстрата, така че да се намали прагът на лазерно почистване. Следователно мокрото почистване може да подобри ефективността на почистването до известна степен, но в същото време има определени трудности, въвеждането на течен филм може да доведе до ново замърсяване и дебелината на течния филм е трудно да се контролира.
3. Фактори, влияещи върху качеството на лазерното почистване
4. ефект на лазерна дължина на вълната
Предпоставката на лазерното почистване е лазерно поглъщане, следователно, когато се избира източник на лазерна светлина, е необходимо първо да се комбинират характеристиките на поглъщане на светлината на почистващия детайл и да се избере лазер, подходящ за лентата като източник на лазерна светлина. В допълнение, експерименталните изследвания на чуждестранни учени показват, че почистването на замърсители със същите характеристики, колкото по-къса е дължината на вълната, толкова по-силна е почистващата способност на лазера и толкова по-нисък е прагът на почистване. Може да се види, че при предпоставката за постигане на характеристиките за поглъщане на светлина на материала, за да се подобри ефектът и ефективността на почистването, лазер с по-къса дължина на вълната трябва да бъде избран като източник на почистваща светлина.
5. влияние на плътността на мощността
По време на лазерно почистване има горен праг на увреждане и долен праг на почистване за плътност на мощността на лазера. В този диапазон, колкото по-голяма е плътността на лазерната мощност на лазерното почистване, толкова по-голям е почистващият капацитет и толкова по-очевиден е почистващият ефект. Следователно, плътността на мощността на лазера трябва да се подобри колкото е възможно повече, без да се повреди основният материал.
6. ефект на ширината на импулса
Светлинният източник за лазерно почистване може да бъде непрекъсната светлина или импулсна светлина, а импулсният лазер може да осигури висока пикова мощност, така че лесно да отговори на изискванията за праг. Освен това проучването установи, че по отношение на топлинния ефект върху субстрата, причинен от процеса на почистване, въздействието на импулсния лазер е по-малко, а засегнатата от топлината зона, причинена от непрекъснатия лазер, е по-голяма.
7. ефектът от скоростта и честотата на сканиране
Очевидно е, че в процеса на лазерно почистване, колкото по-бърза е скоростта на лазерното сканиране, толкова по-ниска е честотата и толкова по-висока е ефективността на почистването, но това може да доведе до намаляване на почистващия ефект. Следователно, в действителния процес на нанасяне на почистване, подходящата скорост на сканиране и честота на сканиране трябва да бъдат избрани според характеристиките на материала на почистващия детайл и ситуацията на замърсяване. Скоростта на припокриване по време на сканиране и т.н. също ще повлияе на почистващия ефект.
8. ефектът на количеството дефокусиране
Преди лазерно почистване, лазерът най-вече се събира чрез определена комбинация от фокусиращи лещи и действителният процес на лазерно почистване обикновено се извършва в случай на разфокусиране, колкото по-голямо е разфокусирането, толкова по-голямо е петното върху материала, толкова по-голяма е площта на сканиране, толкова по-висока е ефективността. Когато общата мощност е постоянна, колкото по-малка е степента на разфокусиране, толкова по-голяма е плътността на мощността на лазера и толкова по-силна е почистващата способност.
Guosheng е професионална компания за производство на оборудване с висока репутация с широк набор от технически ресурси, силни възможности за научноизследователска и развойна дейност и усъвършенствани производствени технологии. Нашето лазерно заваръчно оборудване е рентабилно и се продава в страната и чужбина. Ако се интересувате от нашите продукти, моля свържете се с нас на bob@gshenglaser.com.