Лазерная очистка — эффективный метод удаления твердых поверхностных загрязнений и пленочных слоев различных материалов и размеров. Благодаря высокой яркости и хорошей направленности непрерывного или импульсного лазера, оптической фокусировке и формированию пятна, лазерный луч приобретает определенную форму и распределение энергии, а при облучении поверхности очищаемого загрязненного материала прилипшие к нему частицы поглощают лазерную энергию, вызывая ряд сложных физико-химических процессов, таких как вибрация, плавление, горение и даже газификация, в результате чего загрязнения удаляются с поверхности материала. Даже если большая часть лазерного излучения отражается от поверхности, подложка не повреждается, что обеспечивает эффективный эффект очистки.На следующем изображении: удаление и очистка поверхности резьбы от ржавчины.
Лазерная очистка может быть классифицирована в соответствии с различными стандартами классификации. Например, в зависимости от процесса лазерной очистки поверхности подложки, покрытой жидкой пленкой, она делится на сухую и влажную лазерную очистку. Первая представляет собой прямое облучение загрязненной лазером поверхности, вторая требует нанесения на поверхность лазерной очистки влаги или жидкой пленки. Влажная лазерная очистка обладает высокой эффективностью, но требует ручного нанесения жидкой пленки, что требует, чтобы состав жидкой пленки не изменял природу самого материала подложки. Поэтому по сравнению с технологией сухой лазерной очистки влажная лазерная очистка имеет некоторые ограничения в области применения. Сухая лазерная очистка в настоящее время является наиболее широко используемым методом лазерной очистки, который использует лазерный луч для прямого облучения поверхности заготовки с целью удаления частиц и тонких пленок.
ЛазерDry Cнаклоняющийся
Основной принцип лазерной сухой очистки заключается в том, что частица и материал подложки подвергаются лазерному облучению, при этом поглощенная световая энергия мгновенно преобразуется в тепло, вызывая мгновенное тепловое расширение частицы или подложки, или и того, и другого. Между частицей и подложкой мгновенно возникает ускорение, сила, создаваемая этим ускорением, преодолевает адсорбцию между частицей и подложкой, в результате чего частица отрывается от поверхности подложки.
В зависимости от метода лазерной сухой очистки, её можно разделить на две основные формы:
1.Fили температура плавления выше, чем у исходного материала (или разница в скорости поглощения лазерного излучения) частиц пыли: частицы поглощают лазерное излучение сильнее, чем подложка (а) или наоборот (б), тогда поглощенная частицами энергия лазерного света преобразуется в тепловую энергию, вызывая тепловое расширение частиц. Хотя величина теплового расширения очень мала, оно происходит за очень короткий промежуток времени, поэтому на подложке возникает огромное мгновенное ускорение, в то время как подложка противодействует частицам, преодолевая силу взаимного притяжения, так что частицы отрываются от подложки. Принцип схематического изображения показан на рисунке 1..
2. Для загрязнений с более низкой температурой кипения: поверхностные загрязнения непосредственно поглощают энергию лазера, происходит мгновенное высокотемпературное кипение и испарение, прямое испарение для удаления загрязнений, принцип показан на рисунке 2.
ЛазерWet CнаклоняющийсяPпринцип
Лазерная влажная очистка, также известная как лазерная паровая очистка, в отличие от сухой, заключается в нанесении на поверхность очищаемых деталей тонкого слоя жидкой пленки или абразивного материала толщиной в несколько микрон. Под воздействием лазерного излучения температура жидкой пленки мгновенно повышается, и образуется большое количество пузырьков, вызывающих реакцию газификации. Газообразование происходит за счет удара частиц о подложку, преодолевающего силу адсорбции. В зависимости от частиц, жидкой пленки и подложки коэффициент поглощения лазерной волны различен, поэтому лазерную влажную очистку можно разделить на три типа.
1.Сильное поглощение энергии лазера подложкой.
При лазерном облучении подложки и жидкой пленки поглощение лазерного излучения подложкой значительно больше, чем жидкой пленкой, поэтому на границе раздела между подложкой и жидкой пленкой происходит взрывное испарение, как показано на рисунке ниже. Теоретически, чем уже длительность импульса, тем легче создать перегрев в месте соединения, что приводит к большему взрывному эффекту.
2. Сильное поглощение энергии лазера жидкой мембраной.
Принцип этой очистки заключается в том, что жидкая пленка поглощает большую часть энергии лазера, и на поверхности жидкой пленки происходит взрывное испарение, как показано на рисунке ниже. В этом случае эффективность лазерной очистки не так высока, как при поглощении подложки, поскольку в этом случае взрывное воздействие происходит на поверхности жидкой пленки. В случае поглощения подложки пузырьки и взрывы возникают на стыке подложки и жидкой пленки, и взрывное воздействие легче отталкивает частицы от поверхности подложки, поэтому эффект очистки при поглощении подложки лучше.
3.И подложка, и жидкая мембрана совместно поглощают энергию лазера.
В данном случае эффективность очистки очень низкая. После облучения жидкой пленки лазером часть энергии поглощается, рассеивается по всей пленке, вызывая кипение и образование пузырьков, а оставшаяся энергия поглощается подложкой, как показано на рисунке. Для образования пузырьков до взрыва требуется больше энергии лазера. Поэтому эффективность этого метода очень низкая.
Влажная лазерная очистка, использующая поглощение лазерного излучения подложкой, приводит к тому, что большая часть энергии лазера поглощается подложкой, вызывая перегрев стыка жидкости и подложки, а также образование пузырьков на границе раздела. В отличие от сухой очистки, влажная очистка использует взрыв пузырьков на границе раздела, вызванный воздействием лазера. При этом можно добавить определенное количество химических веществ в жидкую пленку и вызвать химическую реакцию с частицами загрязняющих веществ, чтобы уменьшить силу адсорбции между частицами и подложкой и снизить порог лазерной очистки. Таким образом, влажная очистка может в определенной степени повысить эффективность очистки, но в то же время имеет определенные трудности: образование жидкой пленки может привести к новым загрязнениям, а толщину жидкой пленки трудно контролировать.
ФакторыAвлияющийQкачествоLасерCнаклоняющийся
ВлияниеLасерWсредняя длина
Предпосылкой лазерной очистки является поглощение лазерного излучения, поэтому при выборе источника лазерного излучения в первую очередь необходимо учитывать характеристики поглощения света обрабатываемой детали и выбирать лазер с подходящей длиной волны в качестве источника света. Кроме того, экспериментальные исследования зарубежных ученых показывают, что при одинаковых характеристиках очищаемых частиц, чем короче длина волны, тем сильнее очищающая способность лазера и тем ниже порог очистки. Таким образом, для соответствия характеристикам поглощения света материала и повышения эффективности очистки следует выбирать лазер с более короткой длиной волны в качестве источника света.
ВлияниеPвластьDчувствительность
При лазерной очистке существует верхний и нижний пороги повреждения и очистки в зависимости от плотности мощности лазера. В этом диапазоне, чем выше плотность мощности лазера, тем выше эффективность очистки и тем заметнее её эффект. Поэтому, чтобы не повредить материал подложки, следует максимально увеличить плотность мощности лазера.
ВлияниеPулсаWidth
Он лазер Источником лазерной очистки может быть непрерывный или импульсный свет. Импульсный лазер обеспечивает очень высокую пиковую мощность, поэтому он легко соответствует пороговым требованиям. Было установлено, что в процессе очистки подложки, вызванном тепловыми эффектами, воздействие импульсного лазера меньше, а воздействие непрерывного лазера на область очистки, вызванное тепловыми эффектами, больше.
ОнEэффектSконсервированиеSускорился иNколичествоTвремена
Очевидно, что в процессе лазерной очистки, чем выше скорость сканирования лазера и чем меньше циклов сканирования, тем выше эффективность очистки, но это может привести к снижению эффективности очистки. Поэтому в реальном процессе очистки следует выбирать подходящую скорость сканирования и количество циклов, исходя из характеристик материала очищаемой детали и степени загрязнения. Коэффициент перекрытия сканирования и другие параметры также влияют на эффективность очистки.
ВлияниеAгораDэлектрофокусировка
Перед началом лазерной очистки лазер, как правило, использует определенную комбинацию фокусирующих линз для обеспечения сходимости, а в процессе самой лазерной очистки обычно наблюдается расфокусировка. Чем больше расфокусировка, тем больше пятно на обрабатываемом материале, тем больше площадь сканирования и тем выше эффективность. При этом общая мощность лазера также имеет значение: чем меньше расфокусировка, тем выше плотность мощности лазера и тем мощнее очищающая способность.
Краткое содержание
Поскольку при лазерной очистке не используются химические растворители или другие расходные материалы, она экологична, безопасна в эксплуатации и обладает множеством преимуществ:
1. Экологически чистый и безопасный для окружающей среды, не содержит химикатов и чистящих средств.,
2. Отходы уборки представляют собой в основном твердый порошок небольшого размера, который легко собирать и перерабатывать.,
3. Дым от уборки отходов легко впитывается и утилизируется, имеет низкий уровень шума и не наносит вреда здоровью.,
4. Бесконтактная очистка, отсутствие остатков абразивных материалов, отсутствие вторичного загрязнения.,
5. Возможна избирательная очистка без повреждения поверхностей.,
6. Отсутствие потребления рабочей среды, потребление только электроэнергии, низкие эксплуатационные расходы и затраты на техническое обслуживание.,
7. EЛегко добиться автоматизации, снизить трудоемкость,
8. Подходит для труднодоступных мест или поверхностей, а также для работы в опасных или вредных условиях.
Компания Maven Laser Automation Co., Ltd. является профессиональным производителем лазерных сварочных аппаратов, лазерных очистительных машин и лазерных маркировочных машин на протяжении 14 лет. С 2008 года компания Maven Laser, благодаря передовому управлению, мощному научно-исследовательскому потенциалу и устойчивой стратегии глобализации, сосредоточилась на разработке и производстве различных типов лазерных гравировальных/сварочных/маркировочных/очистительных машин. Maven Laser создала более совершенную систему продаж и обслуживания продукции в Китае и по всему миру, став мировым брендом в лазерной индустрии.
Кроме того, мы уделяем большое внимание послепродажному обслуживанию. Хорошее обслуживание и высокое качество одинаково важны для Maven Laser, которая будет следовать принципу «Доверие и честность» и стремиться предоставлять клиентам еще более качественную продукцию и лучший сервис.
Maven Laser — надежный поставщик профессионального лазерного оборудования!
Приглашаем к сотрудничеству и достижению взаимовыгодных результатов..
Дата публикации: 05 мая 2023 г.
