Lāzera tīrīšanas iekārtas darbības princips
Lāzera tīrīšanas iekārta izmanto lāzera staru ar lielu enerģiju un lielu jaudas blīvumu, lai apstarotu apstrādājamā priekšmeta virsmu. Piesārņotāji, piemēram, rūsa, eļļa, pārklājumi un oksīdu slāņi uz virsmas, ātri uzkarst, izplešas, iztvaiko un tiek noņemti, panākot efektīvu un nebojājošu apstrādājamā izstrādājuma virsmas tīrīšanu.
Visam procesam nav vajadzīgas ķimikālijas, slīpēšana un kontakts, gandrīz nemaz nesabojājot pamatmateriālu. Tā ir videi draudzīga un precīza rūpnieciskās tīrīšanas metode
Galvenie fiziskie mehānismi
Fototermiskais efekts (iztvaikošana/kausēšana):Šī ir visizplatītākā metode. Piesārņojums (piemēram, rūsa, eļļa vai krāsa) absorbē lāzera enerģiju, izraisot tā temperatūras strauju paaugstināšanos ārkārtīgi īsā laikā. Tas sasniedz iztvaikošanas vai kušanas temperatūru un no cietas vielas uzreiz iztvaiko par gāzi vai šķidrumu. Tas ir tāpat kā rūsa absorbē lāzera enerģiju un "iztvaiko" pati.
Fotomehāniskais efekts (noņemšana/trieciens):Pēc lāzera enerģijas absorbcijas piesārņojums tiek pakļauts termiskai izplešanai, radot spriegumu, kas to atdala no pamatnes. Kad šis spriegums pārsniedz adhēzijas spēku starp piesārņotāju un pamatni, piesārņotājs tiek "izpūsts". Dažās situācijās ar augstu-enerģijas-blīvumu uz piesārņotāja virsmas veidojas strauji izplešas plazma, kas rada spēcīgu triecienvilni, kas darbojas kā neredzama "birste", lai "notīrītu" piesārņotājus.
Fotoķīmiskā sadalīšanās (tieša sadalīšanās):Konkrēta lāzera viļņa garuma fotonu enerģija var tieši salauzt piesārņotāja molekulārās ķīmiskās saites. Tas izraisa lielu molekulu piesārņotāju (piemēram, organisko netīrumu vai veco krāsu slāņu) sadalīšanos mazas molekulas gāzēs, kuras pēc tam tiek noņemtas. Tas ir īpaši svarīgi tādās jomās kā kultūras relikviju atjaunošana, kas ļauj veikt tīrīšanu.
Vai tas nesabojā substrātu? Galvenais ir "selektivitāte"
Iemesls, kāpēc lāzera tīrīšana var notīrīt tikai netīrumus, nekaitējot pamatnei, ir divas precīzas vadības ierīces:
Diferenciālā absorbcija:Izvēloties atbilstošu lāzera viļņa garumu,Lāzera piesārņojuma absorbcijas ātrums ir daudz augstāks nekā substrāta materiāla absorbcijas ātrums. Piemēram, tīrot metāla virsmas, metālam ir augsta atstarošanās spēja konkrētiem lāzeriem, savukārt rūsas vai krāsas slāņi tos ļoti absorbē. Enerģiju absorbē "mērķis", dabiski saglabājot substrātu drošu.
Sliekšņa kontrole:Tīrīšanas procesam ir "tīrīšanas slieksnis" un "bojājumu slieksnis". Inženieri precīzi kontrolē lāzera enerģijas blīvumu, lai tas būtu starp šiem diviem sliekšņiem:
Virs tīrīšanas sliekšņa:Nodrošina, ka enerģija ir pietiekama, lai noņemtu piesārņotāju.
Zem bojājumu sliekšņa:Garantē, ka substrāta materiāls necieš nekādu kaitējumu.
Kad piesārņojums ir noņemts, tīrā substrāta virsma atspoguļo lielāko daļu atlikušās lāzera enerģijas, un tīrīšanas process automātiski apstājas — tā ir "paš-ierobežojoša" darbība.
Divas galvenās tīrīšanas metodes
Atkarībā no lāzera veida ir divi galvenie tīrīšanas režīmi, un katram ir savas stiprās puses:
| Tīrīšanas režīms | Kā tas darbojas | Priekšrocības | Tipiski pielietojuma scenāriji |
|---|---|---|---|
| Impulsu lāzera tīrīšana | Izstaro enerģiju ārkārtīgi īsos impulsos (nanosekundes līmenī), radot augstu maksimālo jaudu. | Īpaši augsta precizitāte, minimāls siltuma efekts, kas pazīstams kā "aukstā apstrāde". Lieliski aizsargā substrātu. | Precīza veidņu tīrīšana, kultūras relikviju restaurācija, oksīdu noņemšana no elektroniskām detaļām, krāsas noņemšana no lidmašīnu apvalkiem. |
| Nepārtraukta viļņu lāzera tīrīšana | Izvada nepārtrauktu, stabilu lāzera staru. | Īpaši augsta efektivitāte, ideāli piemērots lielu platību un biezu pārklājumu ātrai noņemšanai-. | Rūsas noņemšana no lielām tērauda konstrukcijām, bieza pārklājuma noņemšana pirms kuģa vai cauruļvadu atjaunošanas, smago rūpniecisko iekārtu apkope. |
Lāzera tīrīšanas tehnoloģija ir ļoti iecienīta ne tikai tās efektivitātes un precizitātes dēļ, bet arī tāpēc, ka tā irvidei draudzīgstīrīšanas metode. Visā procesā neizmanto ķīmiskas vielas un nerada sekundāru piesārņojumu.
