การใช้เครื่องทำความสะอาดด้วยเลเซอร์และวิธีการทำความสะอาด

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ได้กลายเป็นหนึ่งในจุดศูนย์กลางการวิจัยในด้านการผลิตทางอุตสาหกรรม การวิจัยครอบคลุมกระบวนการ ทฤษฎี อุปกรณ์ และการใช้งานในการใช้งานทางอุตสาหกรรม เทคโนโลยีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์สามารถทำความสะอาดพื้นผิวพื้นผิวต่างๆ จำนวนมากได้อย่างน่าเชื่อถือ วัตถุทำความสะอาด รวมถึงเหล็ก อลูมิเนียม ไทเทเนียม แก้ว และวัสดุคอมโพสิต ฯลฯ อุตสาหกรรมการใช้งานที่ครอบคลุมการบินและอวกาศ การบิน การขนส่ง ความเร็วสูง ระบบราง ยานยนต์ แม่พิมพ์ พลังงานนิวเคลียร์ การเดินเรือ และสาขาอื่นๆ

เทคโนโลยีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ย้อนกลับไปในทศวรรษ 1960 มีข้อดีคือให้ผลการทำความสะอาดที่ดี ใช้งานได้หลากหลาย มีความแม่นยำสูง ไม่ต้องสัมผัส และเข้าถึงได้ง่ายในอุตสาหกรรมการผลิต การผลิตและการบำรุงรักษา และสาขาอื่นๆ มีแนวโน้มการใช้งานที่หลากหลาย โดยคาดว่าจะแทนที่วิธีการทำความสะอาดแบบดั้งเดิมบางส่วนหรือทั้งหมด และกลายเป็นเทคโนโลยีการทำความสะอาดที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมที่มีแนวโน้มมากที่สุดในศตวรรษที่ 21

โฆษณา (1)
โฆษณา (2)
โฆษณา (3)
โฆษณา (4)

วิธีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์

กระบวนการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์มีความซับซ้อนมาก ซึ่งเกี่ยวข้องกับกลไกการกำจัดวัสดุที่หลากหลาย สำหรับวิธีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ กระบวนการทำความสะอาดอาจมีกลไกหลายอย่างในเวลาเดียวกัน ซึ่งส่วนใหญ่เป็นผลมาจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างเลเซอร์กับวัสดุ รวมถึง การระเหยที่พื้นผิวของวัสดุ การสลายตัว การแตกตัวเป็นไอออน การย่อยสลาย การหลอม การเผาไหม้ การกลายเป็นไอ การสั่นสะเทือน การสปัตเตอร์ การขยายตัว การหดตัว การระเบิด การลอก การหลุด และการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพและเคมีอื่น ๆกระบวนการ.

ในปัจจุบัน วิธีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์โดยทั่วไปมี 3 วิธีหลักๆ ได้แก่ การทำความสะอาดด้วยการระเหยด้วยเลเซอร์ การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์โดยใช้ฟิล์มเหลว และวิธีการทำความสะอาดด้วยคลื่นกระแทกด้วยเลเซอร์

วิธีการทำความสะอาดด้วยการระเหยด้วยเลเซอร์

กลไกหลักด้านระเบียบวิธี ได้แก่ การขยายตัวทางความร้อน การกลายเป็นไอ การระเหย และการระเบิดในเฟสเลเซอร์จะกระทำโดยตรงบนวัสดุที่จะดึงออกจากพื้นผิวของซับสเตรต และสภาพแวดล้อมอาจเป็นอากาศ ก๊าซบริสุทธิ์ หรือสุญญากาศสภาพการทำงานนั้นเรียบง่ายและใช้กันอย่างแพร่หลายในการขจัดสารเคลือบ สี อนุภาค หรือสิ่งสกปรกต่างๆแผนภาพด้านล่างแสดงแผนภาพกระบวนการสำหรับวิธีการทำความสะอาดด้วยการระเหยด้วยเลเซอร์

โฆษณา (5)

เมื่อการฉายรังสีเลเซอร์บนพื้นผิวของวัสดุ วัสดุพิมพ์และวัสดุทำความสะอาดจะมีการขยายตัวทางความร้อนครั้งแรกเมื่อเวลาปฏิสัมพันธ์ของเลเซอร์กับวัสดุทำความสะอาดเพิ่มขึ้น หากอุณหภูมิต่ำกว่าเกณฑ์การเกิดโพรงอากาศของวัสดุทำความสะอาด กระบวนการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพของวัสดุทำความสะอาดเท่านั้น ความแตกต่างระหว่างวัสดุทำความสะอาดและค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของพื้นผิวจะทำให้เกิดแรงดันที่ส่วนต่อประสาน , การโก่งของวัสดุทำความสะอาด, การฉีกขาดออกจากพื้นผิวของพื้นผิว, การแตกร้าว, การแตกหักทางกล, การบดสั่นสะเทือน ฯลฯ วัสดุทำความสะอาดจะถูกกำจัดออกโดยเจ็ทหรือลอกออกจากพื้นผิวของพื้นผิว

หากอุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิเกณฑ์การแปรสภาพเป็นแก๊สของวัสดุทำความสะอาด จะมีสองสถานการณ์: 1) เกณฑ์การระเหยของวัสดุทำความสะอาดน้อยกว่าพื้นผิว;2) เกณฑ์การระเหยของวัสดุทำความสะอาดมากกว่าพื้นผิว

วัสดุทำความสะอาดทั้งสองกรณีคือการหลอมละลาย การเกิดโพรงอากาศและการระเหย และการเปลี่ยนแปลงทางเคมีกายภาพอื่นๆ กลไกการทำความสะอาดมีความซับซ้อนมากขึ้น นอกเหนือจากผลกระทบด้านความร้อน แต่ยังอาจรวมถึงวัสดุทำความสะอาดและพื้นผิวระหว่างการแตกของพันธะโมเลกุล การสลายตัวหรือการย่อยสลายของวัสดุทำความสะอาด เฟส การระเบิด ทำความสะอาดวัสดุ การทำให้เป็นแก๊ส ไอออนไนซ์ทันที การสร้างพลาสมา

(1)การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ด้วยฟิล์มเหลว

กลไกวิธีการส่วนใหญ่มีการระเหยและการสั่นสะเทือนของการเดือดของฟิล์มของเหลว ฯลฯ การใช้ความจำเป็นในการเลือกความยาวคลื่นเลเซอร์ที่เหมาะสม เพื่อชดเชยการขาดแรงกดดันต่อแรงกระแทกในกระบวนการทำความสะอาดด้วยการระเหยด้วยเลเซอร์ สามารถใช้เพื่อลบออกได้ บางส่วนยิ่งยากต่อการถอดวัตถุทำความสะอาดออก

ดังแสดงในรูปด้านล่าง ฟิล์มของเหลว (น้ำ เอทานอล หรือของเหลวอื่นๆ) ถูกปกคลุมไว้ล่วงหน้าในพื้นผิวของวัตถุทำความสะอาด จากนั้นใช้เลเซอร์เพื่อฉายรังสีฟิล์มเหลวดูดซับพลังงานเลเซอร์ส่งผลให้เกิดการระเบิดอย่างรุนแรงของตัวกลางของเหลว การระเบิดของการเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงของของเหลวที่กำลังเดือด การถ่ายโอนพลังงานไปยังวัสดุทำความสะอาดพื้นผิว แรงระเบิดชั่วคราวสูงเพียงพอที่จะขจัดสิ่งสกปรกบนพื้นผิวเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ในการทำความสะอาด

โฆษณา (6)

วิธีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ที่ใช้ฟิล์มเหลวช่วยมีข้อเสียสองประการ

กระบวนการยุ่งยากและควบคุมกระบวนการได้ยาก

เนื่องจากการใช้ฟิล์มเหลว องค์ประกอบทางเคมีของพื้นผิวของพื้นผิวหลังการทำความสะอาดจึงเปลี่ยนแปลงและสร้างสารใหม่ได้ง่าย

(1)วิธีการทำความสะอาดแบบเลเซอร์ช็อคเวฟ

วิธีการและกลไกของกระบวนการแตกต่างจากสองวิธีแรกมาก กลไกส่วนใหญ่เป็นการกำจัดแรงคลื่นกระแทก การทำความสะอาดวัตถุส่วนใหญ่เป็นอนุภาค ส่วนใหญ่สำหรับการกำจัดอนุภาค (ต่ำกว่าไมครอนหรือระดับนาโน)ข้อกำหนดของกระบวนการมีความเข้มงวดมาก ทั้งเพื่อให้แน่ใจว่าความสามารถในการแตกตัวเป็นไอออนในอากาศ แต่ยังเพื่อรักษาระยะห่างที่เหมาะสมระหว่างเลเซอร์และพื้นผิวเพื่อให้แน่ใจว่าการกระทำกับอนุภาคของแรงกระแทกมีขนาดใหญ่เพียงพอ

แผนผังกระบวนการทำความสะอาดด้วยคลื่นกระแทกด้วยเลเซอร์แสดงไว้ด้านล่าง เลเซอร์จะขนานกับทิศทางของการยิงพื้นผิวของวัสดุพิมพ์ และวัสดุพิมพ์จะไม่สัมผัสกันขยับชิ้นงานหรือหัวเลเซอร์เพื่อปรับโฟกัสเลเซอร์ไปที่อนุภาคใกล้กับเอาต์พุตเลเซอร์ จุดโฟกัสของปรากฏการณ์ไอออไนเซชันของอากาศจะเกิดขึ้น ส่งผลให้เกิดคลื่นกระแทก คลื่นกระแทกขยายอย่างรวดเร็วของการขยายตัวทรงกลม และขยายออกไปสัมผัส กับอนุภาคเมื่อโมเมนต์ขององค์ประกอบตามขวางของคลื่นกระแทกบนอนุภาคมีค่ามากกว่าโมเมนต์ของส่วนประกอบตามยาวและแรงยึดเกาะของอนุภาค อนุภาคจะถูกกำจัดออกโดยการกลิ้ง

โฆษณา (7)

เทคโนโลยีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์

กลไกการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับพื้นผิวของวัตถุหลังจากการดูดซับพลังงานเลเซอร์ หรือการระเหยและการระเหย หรือการขยายตัวทางความร้อนทันทีเพื่อเอาชนะการดูดซับของอนุภาคบนพื้นผิว เพื่อให้วัตถุจากพื้นผิว จากนั้นบรรลุ วัตถุประสงค์ของการทำความสะอาด

สรุปคร่าวๆ ดังนี้: 1. การสลายตัวของไอเลเซอร์ 2. การลอกด้วยเลเซอร์ 3. การขยายตัวทางความร้อนของอนุภาคสิ่งสกปรก 4. การสั่นสะเทือนพื้นผิวของพื้นผิวและการสั่นสะเทือนของอนุภาคสี่ด้าน

โฆษณา (8)
โฆษณา (9)
โฆษณา (10)
โฆษณา (11)

เมื่อเทียบกับกระบวนการทำความสะอาดแบบดั้งเดิม เทคโนโลยีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์มีลักษณะดังต่อไปนี้

1. เป็นการซักแห้งแบบ "แห้ง" ไม่มีน้ำยาทำความสะอาดหรือน้ำยาเคมีอื่นๆ และความสะอาดจะสูงกว่ากระบวนการทำความสะอาดด้วยสารเคมีมาก

2. ขอบเขตการกำจัดสิ่งสกปรกและช่วงของวัสดุพิมพ์ที่ใช้นั้นกว้างมากและ

3. ด้วยการควบคุมพารามิเตอร์กระบวนการเลเซอร์ ไม่สามารถทำลายพื้นผิวของพื้นผิวบนพื้นฐานของการกำจัดสิ่งปนเปื้อนอย่างมีประสิทธิภาพ พื้นผิวจะดีเหมือนใหม่

4. การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์สามารถดำเนินการอัตโนมัติได้อย่างง่ายดาย

5. อุปกรณ์กำจัดการปนเปื้อนด้วยเลเซอร์สามารถใช้งานได้นานและมีต้นทุนการดำเนินงานต่ำ

6. เทคโนโลยีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์คือ: สีเขียว: กระบวนการทำความสะอาด กำจัดของเสียเป็นผงแข็ง ขนาดเล็ก ง่ายต่อการจัดเก็บ โดยทั่วไปจะไม่ก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม

โฆษณา (12)
โฆษณา (13)
โฆษณา (14)
โฆษณา (15)

ในทศวรรษ 1980 การพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์บนพื้นผิวของอนุภาคการปนเปื้อนของหน้ากากเวเฟอร์ซิลิคอนของเทคโนโลยีการทำความสะอาดทำให้เกิดความต้องการที่สูงขึ้น จุดสำคัญคือการเอาชนะการปนเปื้อนของอนุภาคขนาดเล็กและสารตั้งต้นระหว่างแรงดูดซับที่ดี การทำความสะอาดด้วยสารเคมีแบบดั้งเดิม การทำความสะอาดเชิงกล วิธีการทำความสะอาดอัลตราโซนิกไม่สามารถตอบสนองความต้องการได้ และการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์สามารถแก้ปัญหามลพิษดังกล่าวได้ การวิจัยและการใช้งานที่เกี่ยวข้องได้รับการพัฒนาอย่างรวดเร็ว

ในปี พ.ศ. 2530 มีการยื่นขอรับสิทธิบัตรด้านการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์เป็นครั้งแรกในช่วงทศวรรษ 1990 Zapka ประสบความสำเร็จในการใช้เทคโนโลยีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ในกระบวนการผลิตเซมิคอนดักเตอร์เพื่อกำจัดอนุภาคขนาดเล็กออกจากพื้นผิวของหน้ากาก โดยตระหนักถึงการนำเทคโนโลยีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์มาใช้ในช่วงแรกๆ ในด้านอุตสาหกรรมในปี 1995 นักวิจัยใช้เลเซอร์ TEA-CO2 ขนาด 2 kW เพื่อทำความสะอาดการกำจัดสีลำตัวเครื่องบินได้สำเร็จ

หลังจากเข้าสู่ศตวรรษที่ 21 ด้วยการพัฒนาความเร็วสูงของเลเซอร์พัลส์สั้นพิเศษ การวิจัยในประเทศและต่างประเทศและการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ค่อยๆ เพิ่มขึ้น โดยมุ่งเน้นไปที่พื้นผิวของวัสดุโลหะ การใช้งานในต่างประเทศโดยทั่วไป ได้แก่ การกำจัดสีลำตัวเครื่องบิน แม่พิมพ์ การล้างไขมันที่พื้นผิว การกำจัดคาร์บอนภายในเครื่องยนต์ และการทำความสะอาดพื้นผิวของข้อต่อก่อนการเชื่อมการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ของสถาบัน Edison Welding Institute ของเครื่องบินรบ FG16 เมื่อใช้กำลังเลเซอร์ 1 kW ปริมาณการทำความสะอาด 2.36 cm3 ต่อนาที

เป็นที่น่าสังเกตว่าการวิจัยและการประยุกต์ใช้การกำจัดสีด้วยเลเซอร์ของชิ้นส่วนคอมโพสิตขั้นสูงก็เป็นจุดสนใจที่สำคัญเช่นกันใบพัดเฮลิคอปเตอร์ HG53, HG56 ของกองทัพเรือสหรัฐฯ และหางแบนของเครื่องบินรบ F16 และพื้นผิวคอมโพสิตอื่นๆ ได้รับการนำไปใช้ในการกำจัดสีด้วยเลเซอร์ ในขณะที่วัสดุคอมโพสิตของจีนในการใช้งานบนเครื่องบินล่าช้า ดังนั้น การวิจัยดังกล่าวโดยพื้นฐานแล้วจึงว่างเปล่า

นอกจากนี้ การใช้เทคโนโลยีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์เพื่อการรักษาพื้นผิวคอมโพสิต CFRP ของข้อต่อก่อนติดกาวเพื่อปรับปรุงความแข็งแรงของข้อต่อก็เป็นหนึ่งในการวิจัยที่มุ่งเน้นในปัจจุบันปรับบริษัทเลเซอร์ให้เข้ากับสายการผลิตรถยนต์ Audi TT เพื่อจัดหาอุปกรณ์ทำความสะอาดไฟเบอร์เลเซอร์เพื่อทำความสะอาดพื้นผิวของฟิล์มออกไซด์กรอบประตูอลูมิเนียมอัลลอยด์น้ำหนักเบาRolls G Royce UK ใช้การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์เพื่อทำความสะอาดฟิล์มออกไซด์บนพื้นผิวของส่วนประกอบเครื่องยนต์อากาศยานไทเทเนียม

โฆษณา (16)
โฆษณา (17)
โฆษณา (18)

เทคโนโลยีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์มีการพัฒนาอย่างรวดเร็วในช่วงสองปีที่ผ่านมา ไม่ว่าจะเป็นพารามิเตอร์กระบวนการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์และกลไกการทำความสะอาด การวิจัยวัตถุการทำความสะอาด หรือการประยุกต์ใช้การวิจัยมีความก้าวหน้าอย่างมากเทคโนโลยีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์หลังจากการวิจัยทางทฤษฎีมากมาย จุดเน้นของการวิจัยนั้นมีอคติอย่างต่อเนื่องต่อการประยุกต์ใช้การวิจัย และในการประยุกต์ใช้ผลลัพธ์ที่คาดหวังในอนาคต เทคโนโลยีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ในการปกป้องโบราณวัตถุทางวัฒนธรรมและงานศิลปะจะถูกใช้กันอย่างแพร่หลายมากขึ้น และตลาดก็กว้างมากด้วยการพัฒนาทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ในอุตสาหกรรมกำลังกลายเป็นความจริง และขอบเขตของการประยุกต์ใช้ก็กว้างขวางมากขึ้นเรื่อยๆ

โฆษณา (19)
โฆษณา (20)
โฆษณา (22)
โฆษณา (21)

บริษัท Maven เลเซอร์ออโตเมชั่น มุ่งเน้นอุตสาหกรรมเลเซอร์มาเป็นเวลา 14 ปี เราเชี่ยวชาญด้านการมาร์กด้วยเลเซอร์ เรามีเครื่องทำความสะอาดเลเซอร์ตู้เครื่อง เครื่องทำความสะอาดเลเซอร์เคสรถเข็น เครื่องทำความสะอาดเลเซอร์กระเป๋าเป้สะพายหลัง และเครื่องทำความสะอาดเลเซอร์สามในหนึ่งเดียว นอกจากนี้เรายังมี เครื่องเชื่อมเลเซอร์ เครื่องตัดเลเซอร์ และเครื่องแกะสลักด้วยเลเซอร์ หากคุณสนใจเครื่องจักรของเรา คุณสามารถติดตามเราและติดต่อเราได้เลย

โฆษณา (23)

เวลาโพสต์: 14 พ.ย.-2022