レーザークリーニングの仕組み |

工業用レーザー洗浄は、固体表面にレーザービームを照射して不要な物質を除去するプロセスです。ファイバーレーザー光源の価格がここ数年で劇的に下がったため、レーザークリーナーは、射出成形プロセスの洗浄、油やグリースなどの薄膜や表面の除去など、ますます広範な市場の需要と応用見通しに応えています。もっとたくさん。この記事では、次のトピックについて説明します。

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レーザークリーニングとは何ですか?

従来、金属表面から錆、塗料、酸化物、その他の汚染物質を除去するには、機械洗浄、化学洗浄、または超音波洗浄が適用されます。これらの方法の適用は、環境および高精度要件の観点から非常に限定されています。

1980年代、科学者たちは、金属の錆びた表面に高濃度のレーザーエネルギーを照射すると、照射された物質が振動、溶融、昇華、燃焼などの一連の複雑な物理的および化学的反応を起こすことを発見しました。その結果、汚染物質が材料の表面から剥離されます。このシンプルだが効率的な洗浄方法であるレーザー洗浄は、多くの分野で従来の洗浄方法を徐々に置き換え、独自の多くの利点をもたらし、将来への幅広い展望を示しています。

レーザークリーナーはどのように機能しますか?

レーザークリーナーは 4 つの部分で構成されています。ファイバーレーザー源（連続レーザーまたはパルスレーザー）、制御ボード、ハンドヘルドレーザーガン、および恒温水チラー。レーザークリーニング制御ボードは機械全体の頭脳として機能し、ファイバーレーザー発生器と手持ち式レーザーガンに命令を与えます。

ファイバーレーザージェネレーターは高濃度のレーザー光を生成し、このレーザー光が伝導媒体ファイバーを通ってハンドヘルドレーザーガンに送られます。レーザーガン内に組み込まれた一軸または二軸の走査検流計は、光エネルギーをワークピースの汚れ層に反射します。物理的および化学的反応の組み合わせにより、錆、塗装、油汚れ、コーティング層、その他の汚れを簡単に除去します。

このプロセスについて詳しく見てみましょう。の使用に伴う複雑な反応レーザーパルス振動, 熱膨張照射された粒子の、分子光分解相変化、または彼らの共同行動汚れとワーク表面の間の結合力に打ち勝ちます。レーザー光のエネルギーを吸収することで対象物（除去する表層）が急速に加熱され昇華するため、表面の汚れが消滅し洗浄効果が得られます。そのため、基板表面はエネルギーをまったく吸収しないか、ほとんどエネルギーを吸収しないため、ファイバーレーザー光は基板表面にまったくダメージを与えません。

ハンディレーザークリーナーの構造と原理を詳しく見る

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レーザークリーニングの 3 つの反応

1. 昇華

基材と汚染物質の化学組成は異なり、レーザーの吸収率も異なります。ベース基板はレーザー光の 95% 以上を損傷なく反射しますが、汚染物質はレーザーエネルギーの大部分を吸収し、昇華温度に達します。

2. 熱膨張

汚染物質の粒子は熱エネルギーを吸収し、破裂点まで急速に膨張します。爆発の衝撃は付着力（異なる物質間の引力）に打ち勝ち、汚染粒子は金属の表面から剥がれます。レーザーの照射時間が非常に短いため、瞬時に爆発的な衝撃力の大きな加速が得られ、基材接着部から微粒子が移動するのに十分な加速が得られます。

3. レーザーパルス振動

レーザービームのパルス幅は比較的狭いため、パルスの繰り返し作用により超音波振動が発生してワークピースを洗浄し、衝撃波によって汚染物質の粒子が粉砕されます。

ファイバーレーザー洗浄機のメリット

レーザークリーニングには化学溶剤やその他の消耗品が必要ないため、環境に優しく、安全に操作でき、次のような多くの利点があります。

✔ソリッドパウダーは主に洗浄後の廃棄物であり、量が少なく、回収とリサイクルが容易です。

✔ファイバーレーザーによって発生した煙と灰はヒュームエクストラクターによって簡単に排気され、人体への影響はありません。

✔非接触洗浄、残留メディアなし、二次汚染なし

✔対象物（錆、油、塗料、コーティング）を洗浄するだけで、基材表面を傷めません。

✔消費電力は電気のみでランニングコストもメンテナンスコストも低い

✔手の届きにくい表面や複雑な加工物の構造に適しています

✔自動レーザー洗浄ロボットはオプションで、人工のロボットを置き換えます

レーザー洗浄と他の洗浄方法の比較

錆、カビ、塗料、紙ラベル、ポリマー、プラスチック、その他の表面素材などの汚染物質を除去する場合、メディアブラストや化学エッチングなどの従来の方法では、メディアの専門的な取り扱いと廃棄が必要であり、環境や作業者にとって非常に危険な場合があります。時々。以下の表は、レーザー洗浄と他の工業用洗浄方法の違いを示しています。

	レーザークリーニング	化学洗浄	機械研磨	ドライアイス洗浄	超音波洗浄
洗浄方法	レーザー、非接触	化学溶剤、直接接触	研磨紙、直接接触	ドライアイス、非接触	洗剤、直接接触
物的損傷	No	はい、ただしめったにありません	はい	No	No
洗浄効率	高い	低い	低い	適度	適度
消費	電気	化学溶剤	研磨紙・研磨ホイール	ドライアイス	溶剤系洗剤
クリーニング結果	汚れのないこと	通常	通常	素晴らしい	素晴らしい
環境被害	環境にやさしい	汚染された	汚染された	環境にやさしい	環境にやさしい
手術	シンプルで学びやすい	手順が複雑、熟練したオペレーターが必要	熟練したオペレーターが必要	シンプルで学びやすい	シンプルで学びやすい