การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ในระดับอุตสาหกรรม คือกระบวนการยิงลำแสงเลเซอร์ไปยังพื้นผิวแข็งเพื่อทำความสะอาดและกำจัดสารที่ไม่ต้องการออกไป เนื่องจากราคาของแหล่งกำเนิดเลเซอร์ไฟเบอร์ลดลงอย่างมากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เครื่องทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ ซึ่งออกแบบมาเพื่อช่วยให้ผู้ใช้ทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ จึงตอบสนองความต้องการของตลาดและโอกาสในการใช้งานที่กว้างขวางมากขึ้นเรื่อยๆ เช่น การทำความสะอาดกระบวนการฉีดขึ้นรูป การกำจัดฟิล์มบางๆ หรือพื้นผิวที่มีคราบน้ำมันและจาระเบา และอื่นๆ อีกมากมาย ในบทความนี้ เราจะกล่าวถึงหัวข้อต่อไปนี้:
รายการเนื้อหา(คลิกเพื่อค้นหาอย่างรวดเร็ว ⇩)
กระบวนการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์
ในช่วงทศวรรษ 1980 นักวิทยาศาสตร์ค้นพบว่า เมื่อฉายแสงเลเซอร์ที่มีความเข้มข้นสูงไปยังพื้นผิวโลหะที่เป็นสนิม สารที่ได้รับแสงจะเกิดปฏิกิริยาทางกายภาพและเคมีที่ซับซ้อนหลายอย่าง เช่น การสั่นสะเทือน การหลอมเหลว การระเหิด และการเผาไหม้ ส่งผลให้สิ่งสกปรกหลุดออกจากพื้นผิววัสดุ วิธีการทำความสะอาดที่เรียบง่ายแต่มีประสิทธิภาพนี้คือการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ ซึ่งค่อยๆ เข้ามาแทนที่วิธีการทำความสะอาดแบบดั้งเดิมในหลายๆ ด้าน โดยมีข้อดีมากมายและมีแนวโน้มที่ดีในอนาคต
เครื่องทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ทำงานอย่างไร?
เครื่องทำความสะอาดด้วยเลเซอร์
เครื่องทำความสะอาดเลเซอร์ประกอบด้วยสี่ส่วน ได้แก่...แหล่งกำเนิดเลเซอร์ไฟเบอร์ (เลเซอร์แบบต่อเนื่องหรือแบบพัลส์), แผงควบคุม, ปืนเลเซอร์แบบพกพา และเครื่องทำความเย็นน้ำแบบควบคุมอุณหภูมิคงที่แผงควบคุมการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ทำหน้าที่เป็นสมองของเครื่องจักรทั้งหมด และสั่งการให้เครื่องกำเนิดเลเซอร์ไฟเบอร์และปืนเลเซอร์แบบมือถือทำงาน
เครื่องกำเนิดเลเซอร์ไฟเบอร์ผลิตแสงเลเซอร์ที่มีความเข้มข้นสูง ซึ่งส่งผ่านตัวกลางนำไฟฟ้าไฟเบอร์ไปยังปืนเลเซอร์แบบพกพา ตัวสแกนแกลวาโนมิเตอร์แบบแกนเดียวหรือสองแกนที่ประกอบอยู่ภายในปืนเลเซอร์จะสะท้อนพลังงานแสงไปยังชั้นสิ่งสกปรกของชิ้นงาน ด้วยปฏิกิริยาทางกายภาพและเคมีร่วมกัน สนิม สี คราบไขมัน ชั้นเคลือบ และสิ่งปนเปื้อนอื่นๆ จะถูกกำจัดออกไปได้อย่างง่ายดาย
เรามาเจาะลึกรายละเอียดของกระบวนการนี้กันให้มากขึ้น ปฏิกิริยาที่ซับซ้อนที่เกี่ยวข้องกับการใช้...การสั่นสะเทือนของพัลส์เลเซอร์, การขยายตัวทางความร้อนของอนุภาคที่ได้รับรังสีการสลายตัวด้วยแสงของโมเลกุลการเปลี่ยนแปลงสถานะ หรือการกระทำร่วมกันของพวกเขาเพื่อเอาชนะแรงยึดเกาะระหว่างสิ่งสกปรกและพื้นผิวของชิ้นงาน วัสดุเป้าหมาย (ชั้นผิวที่ต้องการกำจัด) จะถูกทำให้ร้อนอย่างรวดเร็วโดยการดูดซับพลังงานจากลำแสงเลเซอร์ และตรงตามข้อกำหนดของการระเหิด ทำให้สิ่งสกปรกจากพื้นผิวหายไป ส่งผลให้ได้ผลลัพธ์ในการทำความสะอาด ด้วยเหตุนี้ พื้นผิวของวัสดุจึงดูดซับพลังงานเป็นศูนย์ หรือดูดซับน้อยมาก แสงเลเซอร์ไฟเบอร์จึงไม่ก่อให้เกิดความเสียหายใดๆ เลย
เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับโครงสร้างและหลักการทำงานของเครื่องทำความสะอาดเลเซอร์แบบพกพา
สามปฏิกิริยาของการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์
1. การระเหิด
องค์ประกอบทางเคมีของวัสดุพื้นฐานและสารปนเปื้อนแตกต่างกัน และอัตราการดูดซับแสงเลเซอร์ก็แตกต่างกันด้วย วัสดุพื้นฐานสะท้อนแสงเลเซอร์ได้มากกว่า 95% โดยไม่เกิดความเสียหายใดๆ ในขณะที่สารปนเปื้อนดูดซับพลังงานเลเซอร์ส่วนใหญ่และมีอุณหภูมิสูงถึงจุดระเหิด
แผนภาพกลไกการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์
2. การขยายตัวทางความร้อน
อนุภาคมลพิษดูดซับพลังงานความร้อนและขยายตัวอย่างรวดเร็วจนถึงจุดระเบิด แรงกระแทกจากการระเบิดเอาชนะแรงยึดเกาะ (แรงดึงดูดระหว่างสารต่างชนิดกัน) ดังนั้นอนุภาคมลพิษจึงหลุดออกจากพื้นผิวโลหะ เนื่องจากเวลาในการฉายแสงเลเซอร์สั้นมาก จึงสามารถสร้างแรงเร่งจากการระเบิดได้อย่างมหาศาลในทันที ซึ่งเพียงพอที่จะเร่งความเร็วให้อนุภาคขนาดเล็กเคลื่อนที่ออกจากแรงยึดเกาะของวัสดุพื้นฐานได้
แผนภาพแสดงปฏิสัมพันธ์ของแรงในการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์แบบพัลส์
3. การสั่นสะเทือนของพัลส์เลเซอร์
ความกว้างของพัลส์ลำแสงเลเซอร์ค่อนข้างแคบ ดังนั้นการทำงานซ้ำๆ ของพัลส์จะสร้างการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิกเพื่อทำความสะอาดชิ้นงาน และคลื่นกระแทกจะทำลายอนุภาคสิ่งสกปรก
กลไกการทำความสะอาดด้วยลำแสงเลเซอร์แบบพัลส์
ข้อดีของเครื่องทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์
เนื่องจากการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ไม่จำเป็นต้องใช้สารเคมีหรือวัสดุสิ้นเปลืองอื่นใด จึงเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ปลอดภัยในการใช้งาน และมีข้อดีหลายประการ:
ผงโลหะเป็นของเสียที่เหลือจากการทำความสะอาดเป็นหลัก มีปริมาณน้อย และง่ายต่อการเก็บรวบรวมและนำกลับมาใช้ใหม่
ควันและเถ้าที่เกิดจากเลเซอร์ไฟเบอร์สามารถระบายออกได้ง่ายด้วยเครื่องดูดควัน และไม่เป็นอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์
การทำความสะอาดแบบไม่สัมผัส ไม่ทิ้งสารตกค้าง ไม่ก่อให้เกิดมลพิษรอง
การทำความสะอาดเฉพาะส่วนที่เป็นเป้าหมาย (สนิม น้ำมัน สี สารเคลือบ) จะไม่ทำให้พื้นผิวของวัสดุเสียหาย
ไฟฟ้าเป็นการใช้พลังงานเพียงอย่างเดียว มีต้นทุนการใช้งานต่ำ และค่าบำรุงรักษาต่ำ
เหมาะสำหรับพื้นผิวที่เข้าถึงยากและโครงสร้างชิ้นงานที่ซับซ้อน
หุ่นยนต์ทำความสะอาดด้วยเลเซอร์อัตโนมัติเป็นอุปกรณ์เสริม สามารถใช้แทนการทำความสะอาดด้วยมือได้
สำหรับการกำจัดสิ่งปนเปื้อน เช่น สนิม รา สี ฉลากกระดาษ โพลิเมอร์ พลาสติก หรือวัสดุพื้นผิวอื่นๆ วิธีการแบบดั้งเดิม เช่น การพ่นด้วยวัสดุขัดถูและการกัดด้วยสารเคมี จำเป็นต้องมีการจัดการและการกำจัดวัสดุขัดถูอย่างเฉพาะเจาะจง และอาจเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมและผู้ปฏิบัติงานอย่างมากในบางครั้ง ตารางด้านล่างแสดงความแตกต่างระหว่างการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์และวิธีการทำความสะอาดทางอุตสาหกรรมอื่นๆ
| การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ | การทำความสะอาดด้วยสารเคมี | การขัดเงาเชิงกล | การทำความสะอาดด้วยน้ำแข็งแห้ง | การทำความสะอาดด้วยคลื่นอัลตราโซนิค | |
| วิธีการทำความสะอาด | เลเซอร์แบบไม่สัมผัส | ตัวทำละลายเคมี การสัมผัสโดยตรง | กระดาษทราย สัมผัสโดยตรง | น้ำแข็งแห้งแบบไม่สัมผัส | ผงซักฟอกชนิดสัมผัสโดยตรง |
| ความเสียหายทางวัตถุ | No | ใช่ แต่ไม่บ่อยนัก | ใช่ | No | No |
| ประสิทธิภาพการทำความสะอาด | สูง | ต่ำ | ต่ำ | ปานกลาง | ปานกลาง |
| การบริโภค | ไฟฟ้า | ตัวทำละลายเคมี | กระดาษทราย/ล้อขัด | น้ำแข็งแห้ง | น้ำยาซักฟอกตัวทำละลาย |
| ผลลัพธ์การทำความสะอาด | ไร้ที่ติ | ปกติ | ปกติ | ยอดเยี่ยม | ยอดเยี่ยม |
| ความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อม | เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม | มลพิษ | มลพิษ | เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม | เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม |
| การดำเนินการ | เรียบง่ายและเรียนรู้ได้ง่าย | ขั้นตอนซับซ้อน ต้องใช้ผู้ปฏิบัติงานที่มีทักษะ | ต้องการผู้ปฏิบัติงานที่มีทักษะ | เรียบง่ายและเรียนรู้ได้ง่าย | เรียบง่ายและเรียนรู้ได้ง่าย |
กำลังมองหาวิธีที่ดีที่สุดในการกำจัดสิ่งปนเปื้อนโดยไม่ทำลายพื้นผิว
▷ เครื่องทำความสะอาดด้วยเลเซอร์
วิธีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์
• การทำความสะอาดแม่พิมพ์ฉีดพลาสติกด้วยเลเซอร์
• ความหยาบของพื้นผิวด้วยเลเซอร์
• อุปกรณ์ทำความสะอาดด้วยเลเซอร์
• การลบสีด้วยเลเซอร์…
การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ในทางปฏิบัติ
คำถามที่พบบ่อย
ใช่ ปลอดภัยอย่างแน่นอน หลักการสำคัญอยู่ที่อัตราการดูดซับพลังงานเลเซอร์ที่แตกต่างกัน วัสดุพื้นฐานสะท้อนพลังงานเลเซอร์ได้มากกว่า 95% โดยดูดซับความร้อนน้อยมากหรือแทบไม่ดูดซับเลย ในขณะที่สิ่งปนเปื้อน (สนิม สี) จะดูดซับพลังงานส่วนใหญ่แทน ด้วยการควบคุมพัลส์ที่แม่นยำ กระบวนการนี้จะกำหนดเป้าหมายเฉพาะสารที่ไม่ต้องการเท่านั้น โดยหลีกเลี่ยงความเสียหายต่อโครงสร้างหรือคุณภาพของพื้นผิวของวัสดุ
สามารถจัดการกับสารปนเปื้อนในอุตสาหกรรมหลากหลายประเภทได้อย่างมีประสิทธิภาพ
- สนิม ออกไซด์ และการกัดกร่อนบนพื้นผิวโลหะ
- สี สารเคลือบ และฟิล์มบางๆ จากชิ้นงาน
- น้ำมัน จาระเบา และคราบสกปรกในกระบวนการฉีดขึ้นรูป
- เศษวัสดุจากการเชื่อมและเสี้ยนเล็กๆ ก่อน/หลังการเชื่อม
- ไม่จำกัดเฉพาะโลหะเท่านั้น แต่ยังใช้ได้กับพื้นผิวที่ไม่ใช่โลหะบางชนิดสำหรับสิ่งปนเปื้อนเล็กน้อยด้วย
เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่าการทำความสะอาดด้วยสารเคมีหรือเครื่องจักรกลมาก
- ไม่มีตัวทำละลายเคมี (ช่วยหลีกเลี่ยงมลพิษทางดินและน้ำ) หรือวัสดุขัดถู (ช่วยลดของเสีย)
- ของเสียส่วนใหญ่เป็นผงของแข็งขนาดเล็กหรือควันเพียงเล็กน้อย ซึ่งสามารถเก็บรวบรวมได้ง่ายโดยใช้เครื่องดูดควัน
- ใช้ไฟฟ้าเพียงอย่างเดียว ไม่จำเป็นต้องกำจัดของเสียอันตราย และเป็นไปตามมาตรฐานด้านสิ่งแวดล้อมทางอุตสาหกรรมอย่างเคร่งครัด
วันที่โพสต์: 8 กรกฎาคม 2565
