การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์สำหรับอุตสาหกรรม คือกระบวนการยิงลำแสงเลเซอร์ลงบนพื้นผิวแข็งเพื่อทำความสะอาดด้วยเลเซอร์และกำจัดสารที่ไม่ต้องการออกไป เนื่องจากราคาของแหล่งกำเนิดเลเซอร์ไฟเบอร์ลดลงอย่างมากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เครื่องทำความสะอาดเลเซอร์จึงออกแบบมาเพื่อช่วยให้ผู้ใช้ทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ จึงสามารถตอบสนองความต้องการของตลาดและการประยุกต์ใช้งานที่หลากหลายมากขึ้น เช่น การทำความสะอาดกระบวนการฉีดขึ้นรูป การกำจัดฟิล์มบางหรือพื้นผิวต่างๆ เช่น น้ำมัน จาระบี และอื่นๆ อีกมากมาย ในบทความนี้ เราจะครอบคลุมหัวข้อต่อไปนี้:
รายการเนื้อหา(คลิกเพื่อค้นหาอย่างรวดเร็ว ⇩)
การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์คืออะไร?
โดยทั่วไปแล้ว การกำจัดสนิม สี ออกไซด์ และสิ่งปนเปื้อนอื่นๆ ออกจากพื้นผิวโลหะ อาจใช้วิธีทำความสะอาดด้วยเครื่องจักร การทำความสะอาดด้วยสารเคมี หรือการทำความสะอาดด้วยคลื่นอัลตราโซนิก อย่างไรก็ตาม การประยุกต์ใช้วิธีการเหล่านี้มีข้อจำกัดมากในแง่ของสภาพแวดล้อมและความต้องการความแม่นยำสูง
กระบวนการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์
ในช่วงทศวรรษที่ 80 นักวิทยาศาสตร์ค้นพบว่าเมื่อฉายแสงเลเซอร์ความเข้มข้นสูงลงบนพื้นผิวโลหะที่เป็นสนิม สารที่ถูกฉายรังสีจะเกิดปฏิกิริยาทางกายภาพและเคมีที่ซับซ้อนหลายรูปแบบ เช่น การสั่นสะเทือน การหลอมเหลว การระเหิด และการเผาไหม้ ส่งผลให้สารปนเปื้อนถูกกำจัดออกจากพื้นผิวของวัสดุ วิธีการทำความสะอาดที่เรียบง่ายแต่มีประสิทธิภาพนี้คือการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ ซึ่งค่อยๆ เข้ามาแทนที่วิธีการทำความสะอาดแบบเดิมในหลายสาขา พร้อมข้อดีมากมาย และแสดงให้เห็นถึงอนาคตที่สดใส
เครื่องทำความสะอาดเลเซอร์ทำงานอย่างไร?
เครื่องทำความสะอาดเลเซอร์
เครื่องทำความสะอาดเลเซอร์ประกอบด้วยสี่ส่วน:แหล่งกำเนิดเลเซอร์ไฟเบอร์ (เลเซอร์แบบต่อเนื่องหรือแบบพัลส์) แผงควบคุม ปืนเลเซอร์แบบพกพา และเครื่องทำความเย็นด้วยน้ำอุณหภูมิคงที่แผงควบคุมการทำความสะอาดเลเซอร์ทำหน้าที่เป็นสมองของเครื่องจักรทั้งหมดและสั่งการไปยังเครื่องกำเนิดเลเซอร์ไฟเบอร์และปืนเลเซอร์แบบพกพา
เครื่องกำเนิดเลเซอร์ไฟเบอร์ผลิตแสงเลเซอร์ความเข้มข้นสูง ซึ่งส่งผ่านตัวกลางการนำไฟฟ้า (ไฟเบอร์) ไปยังปืนเลเซอร์แบบพกพา แกลวาโนมิเตอร์แบบสแกนทั้งแบบแกนเดียวและสองแกนที่ประกอบอยู่ภายในปืนเลเซอร์จะสะท้อนพลังงานแสงไปยังชั้นดินของชิ้นงาน ด้วยปฏิกิริยาทางกายภาพและทางเคมีร่วมกัน สนิม สี คราบมัน ชั้นเคลือบ และสิ่งปนเปื้อนอื่นๆ จะถูกกำจัดออกได้อย่างง่ายดาย
มาเจาะลึกรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับกระบวนการนี้ ปฏิกิริยาที่ซับซ้อนที่เกี่ยวข้องกับการใช้การสั่นสะเทือนของพัลส์เลเซอร์, การขยายตัวทางความร้อนของอนุภาคที่ถูกฉายรังสีการสลายตัวของโมเลกุลด้วยแสงการเปลี่ยนเฟสหรือการกระทำร่วมกันของพวกเขาเพื่อขจัดแรงยึดติดระหว่างสิ่งสกปรกและพื้นผิวชิ้นงาน วัสดุเป้าหมาย (ชั้นผิวที่ต้องการกำจัดออก) จะถูกทำให้ร้อนอย่างรวดเร็วโดยการดูดซับพลังงานจากลำแสงเลเซอร์ และเป็นไปตามข้อกำหนดของการระเหิด ทำให้สิ่งสกปรกออกจากพื้นผิวจนหมดไป เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ในการทำความสะอาด ด้วยเหตุนี้ พื้นผิวของวัสดุพิมพ์จึงดูดซับพลังงานเป็นศูนย์ หรือพลังงานเพียงเล็กน้อย แสงเลเซอร์ไฟเบอร์จึงไม่สร้างความเสียหายใดๆ เลย
เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับโครงสร้างและหลักการของเครื่องทำความสะอาดเลเซอร์แบบพกพา
3 ปฏิกิริยาของการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์
1. การระเหิด
องค์ประกอบทางเคมีของวัสดุพื้นฐานและสารปนเปื้อนมีความแตกต่างกัน เช่นเดียวกับอัตราการดูดซับของเลเซอร์ วัสดุพื้นฐานสะท้อนแสงเลเซอร์ได้มากกว่า 95% โดยไม่เกิดความเสียหาย ในขณะที่สารปนเปื้อนจะดูดซับพลังงานเลเซอร์ส่วนใหญ่และไปถึงอุณหภูมิการระเหิด
แผนภาพกลไกการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์
2. การขยายตัวทางความร้อน
อนุภาคมลพิษจะดูดซับพลังงานความร้อนและขยายตัวอย่างรวดเร็วจนถึงจุดระเบิด แรงกระแทกจากการระเบิดจะเอาชนะแรงยึดเกาะ (แรงดึงดูดระหว่างสารต่างๆ) ทำให้อนุภาคมลพิษหลุดออกจากพื้นผิวโลหะ เนื่องจากระยะเวลาการฉายรังสีเลเซอร์สั้นมาก จึงสามารถสร้างแรงระเบิดที่เร่งขึ้นอย่างรวดเร็วในทันที เพียงพอที่จะเร่งอนุภาคขนาดเล็กให้เคลื่อนที่ออกจากการยึดเกาะของวัสดุฐานได้
แผนภาพปฏิสัมพันธ์ของแรงทำความสะอาดด้วยเลเซอร์แบบพัลส์
3. การสั่นสะเทือนพัลส์เลเซอร์
ความกว้างพัลส์ของลำแสงเลเซอร์ค่อนข้างแคบ ดังนั้นการกระทำซ้ำๆ ของพัลส์จะสร้างแรงสั่นสะเทือนอัลตราโซนิกเพื่อทำความสะอาดชิ้นงาน และคลื่นกระแทกจะทำลายอนุภาคของสารมลพิษ
กลไกการทำความสะอาดด้วยลำแสงเลเซอร์แบบพัลส์
ข้อดีของเครื่องทำความสะอาดเลเซอร์ไฟเบอร์
เนื่องจากการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ไม่จำเป็นต้องใช้ตัวทำละลายเคมีหรือวัสดุสิ้นเปลืองอื่นๆ จึงเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ปลอดภัยในการใช้งาน และมีข้อดีหลายประการ:
ผงทหารส่วนใหญ่เป็นขยะหลังจากทำความสะอาด มีปริมาณน้อย และเก็บและรีไซเคิลได้ง่าย
ควันและเถ้าที่เกิดจากเลเซอร์ไฟเบอร์สามารถระบายออกได้ง่ายด้วยเครื่องดูดควัน และไม่เป็นอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์
การทำความสะอาดแบบไม่ต้องสัมผัส ไม่มีสารตกค้าง ไม่มีมลภาวะรอง
การทำความสะอาดเฉพาะเป้าหมาย (สนิม น้ำมัน สี เคลือบ) จะไม่ทำให้พื้นผิววัสดุเสียหาย
ไฟฟ้าเป็นการบริโภคเพียงอย่างเดียว ต้นทุนการดำเนินการและค่าบำรุงรักษาต่ำ
เหมาะสำหรับพื้นผิวที่เข้าถึงยากและโครงสร้างสิ่งประดิษฐ์ที่ซับซ้อน
หุ่นยนต์ทำความสะอาดเลเซอร์อัตโนมัติเป็นทางเลือกทดแทนหุ่นยนต์เทียม
สำหรับการกำจัดสิ่งปนเปื้อน เช่น สนิม เชื้อรา สี ฉลากกระดาษ โพลิเมอร์ พลาสติก หรือวัสดุพื้นผิวอื่นๆ วิธีการแบบดั้งเดิม เช่น การพ่นทรายและการกัดกรดด้วยสารเคมี จำเป็นต้องอาศัยการจัดการและการกำจัดวัสดุเฉพาะทาง ซึ่งอาจเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมและผู้ปฏิบัติงานในบางครั้ง ตารางด้านล่างแสดงความแตกต่างระหว่างการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์และวิธีการทำความสะอาดทางอุตสาหกรรมอื่นๆ
| การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ | การทำความสะอาดด้วยสารเคมี | การขัดเงาด้วยเครื่องจักร | การทำความสะอาดด้วยน้ำแข็งแห้ง | การทำความสะอาดด้วยคลื่นอัลตราโซนิก | |
| วิธีการทำความสะอาด | เลเซอร์แบบไม่สัมผัส | ตัวทำละลายเคมี สัมผัสโดยตรง | กระดาษทรายสัมผัสโดยตรง | น้ำแข็งแห้งแบบไม่สัมผัส | ผงซักฟอกแบบสัมผัสโดยตรง |
| ความเสียหายของวัสดุ | No | ใช่แต่ไม่บ่อยนัก | ใช่ | No | No |
| ประสิทธิภาพการทำความสะอาด | สูง | ต่ำ | ต่ำ | ปานกลาง | ปานกลาง |
| การบริโภค | ไฟฟ้า | ตัวทำละลายเคมี | กระดาษทราย/ล้อขัด | น้ำแข็งแห้ง | ผงซักฟอกแบบตัวทำละลาย |
| ผลลัพธ์การทำความสะอาด | ความไร้รอยด่างพร้อย | ปกติ | ปกติ | ยอดเยี่ยม | ยอดเยี่ยม |
| ความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อม | เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม | มลพิษ | มลพิษ | เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม | เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม |
| การดำเนินการ | เรียบง่ายและเรียนรู้ได้ง่าย | ขั้นตอนซับซ้อน ต้องใช้ผู้ปฏิบัติงานที่มีทักษะ | จำเป็นต้องมีผู้ปฏิบัติงานที่มีทักษะ | เรียบง่ายและเรียนรู้ได้ง่าย | เรียบง่ายและเรียนรู้ได้ง่าย |
กำลังมองหาวิธีที่ดีที่สุดในการกำจัดสารปนเปื้อนโดยไม่ทำลายพื้นผิว
▷ เครื่องทำความสะอาดเลเซอร์
แนวทางการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์
• แม่พิมพ์ฉีดทำความสะอาดด้วยเลเซอร์
• ความหยาบของพื้นผิวด้วยเลเซอร์
• อุปกรณ์ทำความสะอาดด้วยเลเซอร์
• การลบสีด้วยเลเซอร์…
การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ในทางปฏิบัติ
คำถามที่พบบ่อย
ใช่ ปลอดภัยอย่างแน่นอน กุญแจสำคัญอยู่ที่อัตราการดูดซับเลเซอร์ที่แตกต่างกัน วัสดุฐานสะท้อนพลังงานเลเซอร์ได้มากกว่า 95% โดยดูดซับความร้อนเพียงเล็กน้อยหรือแทบไม่ดูดซับเลย สารปนเปื้อน (สนิม สี) จะดูดซับพลังงานส่วนใหญ่แทน ด้วยการควบคุมพัลส์ที่แม่นยำ กระบวนการนี้จะกำหนดเป้าหมายเฉพาะสารที่ไม่ต้องการเท่านั้น หลีกเลี่ยงความเสียหายต่อโครงสร้างหรือคุณภาพของพื้นผิวของวัสดุพิมพ์
จัดการสารปนเปื้อนทางอุตสาหกรรมได้หลากหลายชนิดอย่างมีประสิทธิภาพ
- สนิม ออกไซด์ และการกัดกร่อนบนพื้นผิวโลหะ
- สี สารเคลือบ และฟิล์มบางจากชิ้นงาน
- น้ำมัน จารบี และคราบสกปรกในกระบวนการฉีดขึ้นรูป
- เศษเชื่อมและเสี้ยนเล็กๆ ก่อน/หลังการเชื่อม
- ไม่จำกัดเฉพาะกับโลหะเท่านั้น แต่ยังใช้ได้กับพื้นผิวที่ไม่ใช่โลหะบางชนิดเพื่อกำจัดสิ่งปนเปื้อนเบาๆ อีกด้วย
เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่าการทำความสะอาดด้วยสารเคมีหรือเครื่องจักร
- ไม่มีตัวทำละลายทางเคมี (หลีกเลี่ยงมลพิษทางดิน/น้ำ) หรือวัสดุสิ้นเปลืองที่มีฤทธิ์กัดกร่อน (ลดขยะ)
- ขยะส่วนใหญ่เป็นผงของแข็งขนาดเล็กหรือมีควันน้อยมาก ซึ่งสามารถรวบรวมได้ง่ายด้วยเครื่องดูดควัน
- ใช้เพียงไฟฟ้าเท่านั้น ไม่ต้องกำจัดขยะอันตราย เป็นไปตามมาตรฐานสิ่งแวดล้อมอุตสาหกรรมที่เข้มงวด
เวลาโพสต์: 8 ก.ค. 2565
