การประยุกต์ใช้เครื่องทำความสะอาดด้วยเลเซอร์และวิธีการทำความสะอาด

ในช่วงทศวรรษ 1980 การพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ทำให้เทคโนโลยีการทำความสะอาดอนุภาคปนเปื้อนบนพื้นผิวของแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนมีความต้องการสูงขึ้น จุดสำคัญคือการเอาชนะแรงดูดซับมหาศาลระหว่างอนุภาคขนาดเล็กกับพื้นผิว ซึ่งวิธีการทำความสะอาดทางเคมี การทำความสะอาดเชิงกล และการทำความสะอาดด้วยคลื่นอัลตราโซนิคแบบดั้งเดิมไม่สามารถตอบสนองความต้องการได้ แต่การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์สามารถแก้ปัญหาการปนเปื้อนดังกล่าวได้ การวิจัยและการประยุกต์ใช้ที่เกี่ยวข้องจึงได้รับการพัฒนาอย่างรวดเร็ว

ในปี 1987 มีการยื่นขอจดสิทธิบัตรเกี่ยวกับการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์เป็นครั้งแรก ในช่วงทศวรรษ 1990 บริษัท Zapka ประสบความสำเร็จในการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ในกระบวนการผลิตเซมิคอนดักเตอร์เพื่อกำจัดอนุภาคขนาดเล็กออกจากพื้นผิวของหน้ากาก ทำให้เห็นถึงการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ในภาคอุตสาหกรรมในยุคแรกๆ ในปี 1995 นักวิจัยได้ใช้เลเซอร์ TEA-CO2 ขนาด 2 กิโลวัตต์ในการทำความสะอาดสีที่ทาบนลำตัวเครื่องบินได้สำเร็จ

หลังจากเข้าสู่ศตวรรษที่ 21 ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของเลเซอร์พัลส์สั้นพิเศษ การวิจัยและการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ทั้งในและต่างประเทศจึงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง โดยเน้นที่พื้นผิวของวัสดุโลหะ ตัวอย่างการใช้งานในต่างประเทศ ได้แก่ การลอกสีลำตัวเครื่องบิน การขจัดคราบไขมันบนพื้นผิวแม่พิมพ์ การขจัดคาร์บอนภายในเครื่องยนต์ และการทำความสะอาดพื้นผิวรอยต่อก่อนการเชื่อม สถาบันการเชื่อม Edison ของสหรัฐอเมริกาได้ทำการทำความสะอาดเครื่องบินรบ FG16 ด้วยเลเซอร์ โดยใช้กำลังเลเซอร์ 1 กิโลวัตต์ สามารถทำความสะอาดได้ปริมาณ 2.36 ลูกบาศก์เซนติเมตรต่อนาที

เป็นที่น่ากล่าวถึงว่า การวิจัยและการประยุกต์ใช้เลเซอร์ลอกสีออกจากชิ้นส่วนคอมโพสิตขั้นสูงก็เป็นประเด็นสำคัญเช่นกัน ใบพัดเฮลิคอปเตอร์ HG53 และ HG56 ของกองทัพเรือสหรัฐฯ และพื้นผิวคอมโพสิตอื่นๆ เช่น หางเรียบของเครื่องบินขับไล่ F16 ได้มีการนำเทคโนโลยีการลอกสีด้วยเลเซอร์มาประยุกต์ใช้แล้ว ในขณะที่การใช้งานวัสดุคอมโพสิตในเครื่องบินของจีนยังค่อนข้างล้าหลัง ดังนั้นการวิจัยในด้านนี้จึงยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น

นอกจากนี้ การใช้เทคโนโลยีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์เพื่อปรับสภาพพื้นผิวของวัสดุคอมโพสิต CFRP ก่อนการติดกาวเพื่อเพิ่มความแข็งแรงของรอยต่อก็เป็นหนึ่งในหัวข้อวิจัยที่กำลังได้รับความสนใจในปัจจุบัน บริษัท Adapt Laser ได้จัดหาอุปกรณ์ทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์ให้กับสายการผลิตรถยนต์ Audi TT เพื่อทำความสะอาดฟิล์มออกไซด์บนพื้นผิวของกรอบประตูอลูมิเนียมอัลลอยด์น้ำหนักเบา Rolls-Royce ในสหราชอาณาจักรได้ใช้การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์เพื่อทำความสะอาดฟิล์มออกไซด์บนพื้นผิวของชิ้นส่วนเครื่องยนต์อากาศยานไทเทเนียม