Rūpnieciskā lāzertīrīšana ir process, kurā lāzera stars tiek raidīts uz cietas virsmas, lai to notīrītu ar lāzeru un noņemtu nevēlamu vielu. Tā kā pēdējo gadu laikā šķiedru lāzera avota cena ir ievērojami samazinājusies, lāzera tīrītāji, kas paredzēti, lai palīdzētu lietotājiem efektīvi tīrīt ar lāzeru, atbilst arvien plašākam tirgus pieprasījumam un pielietojuma perspektīvām, piemēram, tīrīšanas procesiem iesmidzināšanas formēšanas procesā, plānu kārtiņu vai virsmu, piemēram, eļļas un tauku, noņemšanai un daudz kam citam. Šajā rakstā mēs aplūkosim šādas tēmas:
Satura saraksts(noklikšķiniet, lai ātri atrastu ⇩)
Lāzera tīrīšanas process.
80. gados zinātnieki atklāja, ka, apgaismojot metāla sarūsējušo virsmu ar augstas koncentrācijas lāzera enerģiju, apstarotā viela tiek pakļauta virknei sarežģītu fizikālu un ķīmisku reakciju, piemēram, vibrācijai, kušanai, sublimācijai un degšanai. Rezultātā no materiāla virsmas tiek noņemti piesārņotāji. Šis vienkāršais, bet efektīvais tīrīšanas veids ir lāzertīrīšana, kas daudzās jomās pakāpeniski ir aizstājusi tradicionālās tīrīšanas metodes ar daudzām savām priekšrocībām, paverot plašas nākotnes perspektīvas.
Kā darbojas lāzera tīrītāji?
Lāzera tīrīšanas mašīna
Lāzera tīrītāji sastāv no četrām daļām:šķiedru lāzera avots (nepārtrauktas darbības vai impulsa lāzers), vadības panelis, rokas lāzera pistole un nemainīgas temperatūras ūdens dzesētājsLāzera tīrīšanas vadības plate darbojas kā visas iekārtas smadzenes un dod norādījumus šķiedru lāzera ģeneratoram un rokas lāzera pistolei.
Šķiedras lāzera ģenerators rada augstas koncentrācijas lāzera gaismu, kas caur vadošo vidi šķiedru tiek nodota rokas lāzera pistolei. Skenējošais galvanometrs, kas ir gan vienvirziena, gan divvirziena un ir uzstādīts lāzera pistoles iekšpusē, atstaro gaismas enerģiju uz sagataves netīrumu slāni. Apvienojot fizikālas un ķīmiskas reakcijas, rūsa, krāsa, taukaini netīrumi, pārklājuma slānis un citi piesārņojumi tiek viegli noņemti.
Iedziļināsimies šajā procesā sīkāk. Sarežģītās reakcijas, kas saistītas ar tā lietošanulāzera impulsa vibrācija, termiskā izplešanāsapstaroto daļiņu,molekulārā fotodekompozīcijafāzes maiņa vaito apvienotā darbībalai pārvarētu saķeres spēku starp netīrumiem un sagataves virsmu. Mērķa materiāls (noņemamais virsmas slānis) tiek ātri uzkarsēts, absorbējot lāzera stara enerģiju, un atbilst sublimācijas prasībām, lai netīrumi no virsmas pazustu un panāktu tīrīšanas rezultātu. Pateicoties tam, substrāta virsma absorbē NULLE enerģiju vai ļoti maz enerģijas, un šķiedru lāzera gaisma to vispār nebojās.
Uzziniet vairāk par rokas lāzera tīrītāja struktūru un principu
Trīs lāzera tīrīšanas reakcijas
1. Sublimācija
Pamatmateriāla un piesārņotāja ķīmiskais sastāvs atšķiras, tāpat kā lāzera absorbcijas ātrums. Pamatnes substrāts atstaro vairāk nekā 95% lāzera gaismas bez jebkādiem bojājumiem, savukārt piesārņotājs absorbē lielāko daļu lāzera enerģijas un sasniedz sublimācijas temperatūru.
Lāzera tīrīšanas mehānisma shēma
2. Termiskā izplešanās
Piesārņojuma daļiņas absorbē siltumenerģiju un strauji izplešas līdz eksplozijas punktam. Sprādziena trieciens pārvar saķeres spēku (pievilkšanās spēku starp dažādām vielām), un tādējādi piesārņojuma daļiņas atdalās no metāla virsmas. Tā kā lāzera apstarošanas laiks ir ļoti īss, tas var acumirklī radīt lielu sprādzienbīstama trieciena spēka paātrinājumu, kas ir pietiekams, lai nodrošinātu pietiekamu smalko daļiņu paātrinājumu, lai tās varētu pārvietoties no pamatmateriāla saķeres.
Impulsējošā lāzera tīrīšanas spēka mijiedarbības diagramma
3. Lāzera impulsa vibrācija
Lāzera stara impulsa platums ir relatīvi šaurs, tāpēc atkārtota impulsa darbība radīs ultraskaņas vibrāciju sagataves tīrīšanai, un triecienvilnis sagraus piesārņotāju daļiņas.
Impulsa lāzera stara tīrīšanas mehānisms
Šķiedru lāzera tīrīšanas iekārtas priekšrocības
Tā kā lāzertīrīšanai nav nepieciešami ķīmiskie šķīdinātāji vai citi palīgmateriāli, tā ir videi draudzīga, droša lietošanā un tai ir daudz priekšrocību:
✔Cietvielu pulveris galvenokārt ir atkritumi pēc tīrīšanas, neliels apjoms, un to ir viegli savākt un pārstrādāt.
✔Šķiedru lāzera radītie dūmi un pelni ir viegli izvadāmi ar dūmu nosūcēju, un tie nav kaitīgi cilvēku veselībai.
✔Bezkontakta tīrīšana, bez atlikušajiem līdzekļiem, bez sekundāra piesārņojuma
✔Tikai mērķa virsmas tīrīšana (rūsas, eļļas, krāsas, pārklājuma) nebojās pamatnes virsmu.
✔Vienīgais patērētājs ir elektrība, zemas ekspluatācijas un uzturēšanas izmaksas
✔Piemērots grūti sasniedzamām virsmām un sarežģītām artefaktu struktūrām
✔Automātiska lāzera tīrīšanas robota izmantošana nav obligāta, aizstājot mākslīgo
Lai noņemtu tādus piesārņotājus kā rūsu, pelējumu, krāsu, papīra etiķetes, polimērus, plastmasu vai jebkuru citu virsmas materiālu, tradicionālās metodes — abrazīvā tīrīšana un ķīmiskā kodināšana — prasa specializētu abrazīvā materiāla apstrādi un utilizāciju, un dažkārt tās var būt ārkārtīgi bīstamas videi un operatoriem. Zemāk esošajā tabulā ir uzskaitītas atšķirības starp lāzertīrīšanu un citām rūpnieciskajām tīrīšanas metodēm.
| Lāzera tīrīšana | Ķīmiskā tīrīšana | Mehāniskā pulēšana | Sausā ledus tīrīšana | Ultraskaņas tīrīšana | |
| Tīrīšanas metode | Lāzers, bezkontakta | Ķīmiskais šķīdinātājs, tiešs kontakts | Slīppapīrs, tiešam kontaktam | Sausais ledus, bezkontakta | Mazgāšanas līdzeklis, tiešam kontaktam |
| Materiālie zaudējumi | No | Jā, bet reti | Jā | No | No |
| Tīrīšanas efektivitāte | Augsts | Zems | Zems | Vidējs | Vidējs |
| Patēriņš | Elektrība | Ķīmiskais šķīdinātājs | Abrazīvais papīrs/abrazīvais ritenis | Sausais ledus | Šķīdinātāja mazgāšanas līdzeklis |
| Tīrīšanas rezultāts | nevainojamība | regulāri | regulāri | izcils | izcils |
| Vides kaitējums | Videi draudzīgs | Piesārņots | Piesārņots | Videi draudzīgs | Videi draudzīgs |
| Darbība | Vienkārši un viegli apgūstami | Sarežģīta procedūra, nepieciešams pieredzējis operators | nepieciešams kvalificēts operators | Vienkārši un viegli apgūstami | Vienkārši un viegli apgūstami |
Meklējat ideālu veidu, kā noņemt piesārņotājus, nebojājot substrātu?
▷ Lāzera tīrīšanas iekārta
Lāzera tīrīšanas prakse
• lāzera tīrīšanas iesmidzināšanas veidne
• lāzera virsmas raupjums
• lāzera tīrīšanas artefakts
• krāsas noņemšana ar lāzeru…
Lāzera tīrīšana praksē
Bieži uzdotie jautājumi
Jā, tas ir pilnīgi droši. Galvenais ir atšķirīgais lāzera absorbcijas ātrums: pamatmateriāls atstaro vairāk nekā 95% lāzera enerģijas, absorbējot maz vai nemaz siltuma. Tā vietā piesārņotāji (rūsa, krāsa) absorbē lielāko daļu enerģijas. Pateicoties precīzai impulsu kontrolei, process ir vērsts tikai uz nevēlamām vielām, izvairoties no jebkādiem bojājumiem substrāta struktūrai vai virsmas kvalitātei.
Tas efektīvi tiek galā ar plašu rūpniecisko piesārņotāju klāstu.
- Rūsa, oksīdi un korozija uz metāla virsmām.
- Krāsas, pārklājumi un plānas plēves no sagatavēm.
- Eļļa, tauki un traipi iesmidzināšanas formēšanas procesos.
- Metināšanas atlikumi un nelieli atgrūžumi pirms/pēc metināšanas.
- Tas nav paredzēts tikai metāliem — darbojas arī uz noteiktām nemetāliskām virsmām vieglu piesārņotāju gadījumā.
Tas ir daudz videi draudzīgāk nekā ķīmiskā vai mehāniskā tīrīšana.
- Bez ķīmiskiem šķīdinātājiem (novērš augsnes/ūdens piesārņojumu) vai abrazīviem palīgmateriāliem (samazina atkritumu daudzumu).
- Atkritumi galvenokārt ir neliels ciets pulveris vai minimāls dūmu daudzums, ko ir viegli savākt, izmantojot dūmu nosūcējus.
- Izmanto tikai elektrību — nav nepieciešama bīstamo atkritumu utilizācija, ievērojot stingrus rūpnieciskos vides standartus.
Publicēšanas laiks: 2022. gada 8. jūlijs