Osnovna načela laserskega čiščenja

Ko visokoenergijski laserski žarek obseva površino obdelovanja, se fotonska energija absorbira z materialom in pretvori v toplotno energijo, zaradi česar se površinski material hitro segreje do taljenja ali celo izhlapi, kar povzroči mikro ekspozivno luščenje.

 

page-714-683

 

Ultra visoka največja vrednost, kratki impulzni laser deluje na obdelovancu, površinska umazanija, rje ali prevleka pa absorbira laser in izhlapi ali olupi takoj, medtem ko substrat komaj absorbira laser in doseže učinek odstranjevanja površinske umazanije, ne da bi pri tem poškodoval podlago.

page-462-283

Površinski material absorbira laser → fizikalna in kemična reakcija → Odstranitev izdelka → očiščena površina odseva laser

 

 

Značilnosti laserskega čiščenja

 

page-289-185

page-15-15
page-15-15

Kemično čiščenje

Visoko onesnaženje, visoki stroški potrošnega materiala

 

page-275-182

page-15-15
page-15-15

Mehansko čiščenje

Nizka čistoča, resna škoda, visoka delovna intenzivnost

 

page-287-190

page-15-15
page-15-15

Ultrazvočno čiščenje

Omejitev velikosti, potopitev tekočine

Vendar lahko lasersko čiščenje reši te težave

 

Zaščita okolja- brez kemičnih reagentov, brez topil, nizek hrup

Priročno delovanje -- Nekontaktna obdelava, prenosna in premična operacija

Brez poškodb - odstranijo se samo površinski onesnaževalci

Enostaven za avtomatizacijo - priročno za integracijo in visoko učinkovitost

Z nizkimi obratovalnimi stroški brez vzdrževanja - Laserska čistilna oprema nima nobenih delov

Selektivno delovanje - čiščenje lokalnih območij

Kaj je en način in več načinov

Enotni način se nanaša na situacijo, ko laser med delovanjem ustvari le en način laserskega izhoda. Energetska intenzivnost enega samega načina postopoma oslabi od središča do zunanjega roba, oblika porazdelitve energije pa je Gaussova krivulja. Njegov žarek se imenuje temeljni način Gaussovega žarka. Izhod z laserskim žarkom po enem načinu ima značilnosti kakovosti visoke snopa, majhnega premera žarka, majhnega kota razhajanja in porazdelitve energije blizu idealne Gaussove krivulje. Poleg tega ima enojni način dobre osredotočene lastnosti z majhnim fokusiranim mestom in močno stabilnostjo načina, zaradi česar je primeren za čiščenje scenarijev, ki zahtevajo močno odstranjevanje, kot je Rust.

page-843-267

Slika prikazuje porazdelitev energije v enem načinu

Spot izhod z večmodnim laserjem je pogosto sestavljen iz več načinov. Porazdelitev energije na mestu je relativno enakomerna, več načinov pa je, da je bolj enakomerna porazdelitev energije. Njegov žarek se imenuje tudi snop z ravnim vrhom. V primerjavi z laserji z enim načinom imajo multimodni laserji slabšo kakovost snopa, večji koti razhajanja, potrebujejo optični sistem z večjo zaslonko za prenos in imajo večjo osredotočeno točko kot laserji z enim načinom. Vendar pa je Multimode razmeroma enostavno doseči veliko energijo z eno impulzo, največjo močjo in visoko povprečno izhodno močjo, porazdelitev energije pa je enakomerna. Ima več prednosti v scenarijih, kjer čiščenje zahteva manj škode in visoke učinkovitosti, kot so kalupi.

page-843-282

Slika prikazuje diagram porazdelitve večmod

 

Razlika med enim in več načinom

Laserji z enim načinom so zaradi odlične kakovosti žarka, majhne osredotočene velikosti točke in visoko energijske gostote primerni za odstranjevanje močno lepilnih onesnaževal, kot je zelena rje, in so uporabni tudi za čiščenje tankih materialov in natančnih delov, ki so občutljivi na vhod toplote. Vendar pa lahko zaradi prekomerne koncentracije energije z enim modom med čiščenjem povzročijo določeno škodo.

Za scenarije, kot so kalupi, pri katerih je treba osnovni material po čiščenju ostati nepoškodovan, je treba izbrati multimodne laserje. Porazdelitev energije večmodnih žarkov je enakomerna, največja moč pa visoka. Najvišjo gostoto moči je mogoče nadzorovati, da je višja od praga poškodbe onesnaževal in nižja od pogona substrata. Zato lahko med čiščenjem učinkovito odstranimo onesnaževalce, ne da bi poškodovali strukturo površine materiala. Poleg tega je osredotočeno mesto multimode večje. Pri scenarijih, kjer lahko en način in multimod dosežeta enak učinek čiščenja, je učinkovitost čiščenja multimode običajno višja. Vendar pa je za močno spoštovanje onesnaževal lahko multimode lasersko čiščenje neustrezno.

Način Značilnosti žarka Sposobnost čiščenja Učinkovitost čiščenja Poškodba substrata Scenariji prijave
En način Visoka energetska gostota Močna Zmerno DA Odstranjevanje rje itd.
Več načinov Enotna porazdelitev energije Zmerno Visok Ne/rahlo Plesen itd.

Tabela prikazuje razlike med enim in več načinom

 

 

 

 

Tipični primeri uporabe laserskega čiščenja

1.Tipični primeri uporabe laserskega čiščenja z enim načinom

100W čistilni stroj za odstranjevanje lesa

100W čistilni stroj za čiščenje kartonskih črnil

Odstranjevanje barv nahrbtnika 100 W

Stroj za čiščenje nahrbtnika 200W za prenovo kamna

 

Čiščenje filma o aluminijevi zlitini

 

 

Čiščenje aluminijaste zlitine

 

 

Čiščenje zvara iz nerjavečega jekla

 

 

Odstranjevanje rje z železno ploščo in čiščenje oksida

 

Odstranjevanje steklenih barv

Čiščenje zlitine iz titanijeve zlitine

 

 

 

2.Tipični primeri uporabe več načinov laserskega čiščenja

Čiščenje plesni

Čiščenje olja

Čiščenje oksida z žago

Odstranjevanje barv kože zrakoplova

Odstranjevanje barv Thermos Cup

Čiščenje plesni

Odstranjevanje barv za avtomobilsko kapuco

Sestavljena odstranitev barve

page-15-15