ما هو التنظيف بالليزر؟
من خلال تسليط طاقة ليزر مركزة على سطح قطعة العمل الملوثة، يمكن للتنظيف بالليزر إزالة طبقة الأوساخ فورًا دون إتلاف المادة الأساسية. إنه الخيار الأمثل لجيل جديد من تقنيات التنظيف الصناعي.
أصبحت تقنية التنظيف بالليزر أيضًا تقنية تنظيف لا غنى عنها في الصناعة، وبناء السفن، والفضاء، وغيرها من مجالات التصنيع المتطورة، بما في ذلك إزالة الأوساخ المطاطية من سطح قوالب الإطارات، وإزالة ملوثات زيت السيليكون من سطح طبقة الذهب، والتنظيف عالي الدقة لصناعة الإلكترونيات الدقيقة.
فيما يخص تقنيات الليزر مثل القطع بالليزر، والنقش بالليزر، والتنظيف بالليزر، واللحام بالليزر، قد تكون على دراية بهذه المصطلحات، ولكنك قد تكون على دراية بمصادر الليزر ذات الصلة. إليك نموذجًا مرجعيًا يتضمن معلومات عن أربعة مصادر ليزر والمواد والتطبيقات المناسبة لها.
أربعة مصادر ليزر حول التنظيف بالليزر
نظراً للاختلافات في المعايير المهمة مثل الطول الموجي وقوة مصادر الليزر المختلفة، ومعدل امتصاص المواد والبقع المختلفة، فأنت بحاجة إلى اختيار مصدر الليزر المناسب لآلة التنظيف بالليزر الخاصة بك وفقاً لمتطلبات إزالة الملوثات المحددة.
▶ تنظيف بالليزر النبضي من MOPA
(العمل على جميع أنواع المواد)
يُعدّ ليزر MOPA النوع الأكثر شيوعًا في تنظيف الأسطح بالليزر. يرمز MO إلى المذبذب الرئيسي. وبما أن نظام ليزر الألياف MOPA يُضخّم بدقة متناهية وفقًا لمصدر الإشارة الأولية الموصول به، فإن خصائص الليزر الأساسية، مثل الطول الموجي المركزي وشكل النبضة وعرضها، تبقى ثابتة. ولذلك، يتميز هذا النظام بنطاق ضبط واسع ودقة عالية، مما يجعله مناسبًا لتطبيقات متنوعة على مختلف المواد، ويمنحها مرونة أكبر في الاستخدام، ويُتيح لها العمل بكفاءة عالية في تنظيف أسطح المواد المختلفة.
▶ تنظيف الألياف المركبة بالليزر
(الخيار الأمثل لإزالة الطلاء)
تستخدم عملية التنظيف بالليزر للمواد المركبة ليزرًا شبه موصل مستمرًا لتوليد حرارة موصلة، مما يؤدي إلى امتصاص الركيزة المراد تنظيفها للطاقة وتكوين غاز وسحابة بلازما، وتشكيل ضغط تمدد حراري بين المادة المعدنية والطبقة الملوثة، مما يقلل من قوة الترابط بين الطبقات. وعندما يُصدر مصدر الليزر شعاع ليزر نبضي عالي الطاقة، تعمل موجة الصدمة الاهتزازية على فصل المادة الملتصقة ذات قوة الالتصاق الضعيفة، مما يحقق تنظيفًا سريعًا بالليزر.
تجمع تقنية التنظيف المركب بالليزر بين وظائف الليزر المستمر والليزر النبضي في آن واحد. تتميز هذه التقنية بسرعة عالية وكفاءة فائقة وجودة تنظيف أكثر تجانسًا، ويمكن استخدامها مع مواد مختلفة، كما يمكن استخدام أطوال موجية مختلفة من الليزر في الوقت نفسه لإزالة البقع.
على سبيل المثال، في تنظيف المواد المطلية السميكة بالليزر، يكون ناتج الطاقة الناتج عن نبضات الليزر المتعددة كبيرًا وتكلفته مرتفعة. يمكن للتنظيف المركب باستخدام الليزر النبضي وليزر أشباه الموصلات تحسين جودة التنظيف بسرعة وفعالية، دون إلحاق أي ضرر بالركيزة. في تنظيف المواد العاكسة للغاية مثل سبائك الألومنيوم، يواجه الليزر الأحادي بعض المشاكل، مثل الانعكاسية العالية. باستخدام التنظيف المركب بالليزر النبضي وليزر أشباه الموصلات، وبفضل انتقال الطاقة الحرارية عبر ليزر أشباه الموصلات، يزداد معدل امتصاص الطاقة لطبقة الأكسيد على سطح المعدن، مما يسمح لشعاع الليزر النبضي بتقشير طبقة الأكسيد بشكل أسرع، وبالتالي تحسين كفاءة الإزالة بشكل أكثر فعالية، وخاصةً زيادة كفاءة إزالة الطلاء بأكثر من الضعف.
▶ التنظيف بالليزر CO2
(الخيار الأمثل لتنظيف المواد غير المعدنية)
ليزر ثاني أكسيد الكربون هو ليزر غازي يستخدم غاز ثاني أكسيد الكربون كمادة عاملة، ويُملأ بغاز ثاني أكسيد الكربون وغازات مساعدة أخرى (الهيليوم والنيتروجين، بالإضافة إلى كمية ضئيلة من الهيدروجين أو الزينون). وبفضل طول موجته الفريد، يُعد ليزر ثاني أكسيد الكربون الخيار الأمثل لتنظيف أسطح المواد غير المعدنية، مثل إزالة المواد اللاصقة والطلاءات والأحبار. فعلى سبيل المثال، لا يُلحق استخدام ليزر ثاني أكسيد الكربون لإزالة طبقة الطلاء المركب من سطح سبائك الألومنيوم أي ضرر بطبقة أكسيد الأنود، كما لا يُقلل من سُمكها.
▶ التنظيف بالليزر فوق البنفسجي
(الخيار الأمثل للأجهزة الإلكترونية المتطورة)
تشمل أنواع الليزر فوق البنفسجي المستخدمة في التصنيع الدقيق بالليزر بشكل رئيسي ليزر الإكسيمر وليزر الحالة الصلبة. يتميز ليزر فوق البنفسجي بطول موجي قصير، حيث يمكن لكل فوتون أن يحمل طاقة عالية، مما يسمح له بكسر الروابط الكيميائية بين المواد مباشرةً. وبهذه الطريقة، تُزال المواد المطلية من السطح على شكل غاز أو جزيئات، وتنتج عملية التنظيف بأكملها طاقة حرارية منخفضة تؤثر فقط على منطقة صغيرة من قطعة العمل. ونتيجة لذلك، يتمتع التنظيف بالليزر فوق البنفسجي بمزايا فريدة في التصنيع الدقيق، مثل تنظيف السيليكون، ونيتريد الغاليوم، ومواد أشباه الموصلات الأخرى، والكوارتز، والياقوت، والبلورات البصرية الأخرى، والبولي إيميد، والبولي كربونات، وغيرها من المواد البوليمرية، مما يُحسّن جودة التصنيع بشكل فعال.
يُعتبر الليزر فوق البنفسجي أفضل تقنية تنظيف بالليزر في مجال الإلكترونيات الدقيقة، إذ تتميز هذه التقنية بمعالجة دقيقة "باردة" لا تُغير الخصائص الفيزيائية للمادة، مما يُتيح معالجة سطحية دقيقة للغاية. ويمكن استخدامها على نطاق واسع في مجالات الاتصالات، والبصريات، والصناعات العسكرية، والتحقيقات الجنائية، والطب، وغيرها. فعلى سبيل المثال، أدى ظهور تقنية الجيل الخامس (5G) إلى زيادة الطلب على معالجة الدوائر المطبوعة المرنة (FPC). ويُتيح استخدام الليزر فوق البنفسجي إمكانية المعالجة الدقيقة الباردة للدوائر المطبوعة المرنة وغيرها من المواد.
تاريخ النشر: 10 أكتوبر 2022