ติดต่อเรา

การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ทำงานอย่างไร

การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ทำงานอย่างไร

การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ในระดับอุตสาหกรรม คือกระบวนการยิงลำแสงเลเซอร์ไปยังพื้นผิวแข็งเพื่อทำความสะอาดและกำจัดสารที่ไม่ต้องการออกไป เนื่องจากราคาของแหล่งกำเนิดเลเซอร์ไฟเบอร์ลดลงอย่างมากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เครื่องทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ ซึ่งออกแบบมาเพื่อช่วยให้ผู้ใช้ทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ จึงตอบสนองความต้องการของตลาดและโอกาสในการใช้งานที่กว้างขวางมากขึ้นเรื่อยๆ เช่น การทำความสะอาดกระบวนการฉีดขึ้นรูป การกำจัดฟิล์มบางๆ หรือพื้นผิวที่มีคราบน้ำมันและจาระเบา และอื่นๆ อีกมากมาย ในบทความนี้ เราจะกล่าวถึงหัวข้อต่อไปนี้:

 

รายการเนื้อหา(คลิกเพื่อค้นหาอย่างรวดเร็ว ⇩)

การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์คืออะไร?

ตามธรรมเนียมแล้ว การกำจัดสนิม สี ออกไซด์ และสิ่งปนเปื้อนอื่นๆ ออกจากพื้นผิวโลหะ อาจใช้วิธีการทำความสะอาดเชิงกล การทำความสะอาดทางเคมี หรือการทำความสะอาดด้วยคลื่นอัลตราโซนิค อย่างไรก็ตาม วิธีการเหล่านี้มีข้อจำกัดมากในแง่ของสิ่งแวดล้อมและความต้องการความแม่นยำสูง

กระบวนการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์

กระบวนการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์

ในช่วงทศวรรษ 1980 นักวิทยาศาสตร์ค้นพบว่า เมื่อฉายแสงเลเซอร์ที่มีความเข้มข้นสูงไปยังพื้นผิวโลหะที่เป็นสนิม สารที่ได้รับแสงจะเกิดปฏิกิริยาทางกายภาพและเคมีที่ซับซ้อนหลายอย่าง เช่น การสั่นสะเทือน การหลอมเหลว การระเหิด และการเผาไหม้ ส่งผลให้สิ่งสกปรกหลุดออกจากพื้นผิววัสดุ วิธีการทำความสะอาดที่เรียบง่ายแต่มีประสิทธิภาพนี้คือการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ ซึ่งค่อยๆ เข้ามาแทนที่วิธีการทำความสะอาดแบบดั้งเดิมในหลายๆ ด้าน โดยมีข้อดีมากมายและมีแนวโน้มที่ดีในอนาคต

เครื่องทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ทำงานอย่างไร?

เครื่องทำความสะอาดด้วยเลเซอร์

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

ภาพแสดงกระบวนการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์และการระเหิด

แผนภาพกลไกการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์

2. การขยายตัวทางความร้อน

อนุภาคมลพิษดูดซับพลังงานความร้อนและขยายตัวอย่างรวดเร็วจนถึงจุดระเบิด แรงกระแทกจากการระเบิดเอาชนะแรงยึดเกาะ (แรงดึงดูดระหว่างสารต่างชนิดกัน) ดังนั้นอนุภาคมลพิษจึงหลุดออกจากพื้นผิวโลหะ เนื่องจากเวลาในการฉายแสงเลเซอร์สั้นมาก จึงสามารถสร้างแรงเร่งจากการระเบิดได้อย่างมหาศาลในทันที ซึ่งเพียงพอที่จะเร่งความเร็วให้อนุภาคขนาดเล็กเคลื่อนที่ออกจากแรงยึดเกาะของวัสดุพื้นฐานได้

การขยายตัวเนื่องจากความร้อนในการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ (แสดงไว้แล้ว)

แผนภาพแสดงปฏิสัมพันธ์ของแรงในการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์แบบพัลส์

3. การสั่นสะเทือนของพัลส์เลเซอร์

ความกว้างของพัลส์ลำแสงเลเซอร์ค่อนข้างแคบ ดังนั้นการทำงานซ้ำๆ ของพัลส์จะสร้างการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิกเพื่อทำความสะอาดชิ้นงาน และคลื่นกระแทกจะทำลายอนุภาคสิ่งสกปรก

แสดงการสั่นสะเทือนแบบพัลส์ในการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์

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

การเปรียบเทียบระหว่างการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์กับวิธีการทำความสะอาดอื่นๆ

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

การใช้งานการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์

การสาธิตวิธีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์

วิธีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์

-การกำจัดสนิมด้วยเลเซอร์

• การกำจัดสารเคลือบด้วยเลเซอร์

• การเชื่อมทำความสะอาดด้วยเลเซอร์

 

• การทำความสะอาดแม่พิมพ์ฉีดพลาสติกด้วยเลเซอร์

• ความหยาบของพื้นผิวด้วยเลเซอร์

• อุปกรณ์ทำความสะอาดด้วยเลเซอร์

• การลบสีด้วยเลเซอร์…

ภาพประกอบการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ในการใช้งานจริง

การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ในทางปฏิบัติ

คำถามที่พบบ่อย

การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ปลอดภัยต่อวัสดุพื้นฐานหรือไม่?

ใช่ ปลอดภัยอย่างแน่นอน หลักการสำคัญอยู่ที่อัตราการดูดซับพลังงานเลเซอร์ที่แตกต่างกัน วัสดุพื้นฐานสะท้อนพลังงานเลเซอร์ได้มากกว่า 95% โดยดูดซับความร้อนน้อยมากหรือแทบไม่ดูดซับเลย ในขณะที่สิ่งปนเปื้อน (สนิม สี) จะดูดซับพลังงานส่วนใหญ่แทน ด้วยการควบคุมพัลส์ที่แม่นยำ กระบวนการนี้จะกำหนดเป้าหมายเฉพาะสารที่ไม่ต้องการเท่านั้น โดยหลีกเลี่ยงความเสียหายต่อโครงสร้างหรือคุณภาพของพื้นผิวของวัสดุ

เครื่องทำความสะอาดเลเซอร์สามารถกำจัดสิ่งปนเปื้อนอะไรได้บ้าง?

สามารถจัดการกับสารปนเปื้อนในอุตสาหกรรมหลากหลายประเภทได้อย่างมีประสิทธิภาพ

  • สนิม ออกไซด์ และการกัดกร่อนบนพื้นผิวโลหะ
  • สี สารเคลือบ และฟิล์มบางๆ จากชิ้นงาน
  • น้ำมัน จาระเบา และคราบสกปรกในกระบวนการฉีดขึ้นรูป
  • เศษวัสดุจากการเชื่อมและเสี้ยนเล็กๆ ก่อน/หลังการเชื่อม
  • ไม่จำกัดเฉพาะโลหะเท่านั้น แต่ยังใช้ได้กับพื้นผิวที่ไม่ใช่โลหะบางชนิดสำหรับสิ่งปนเปื้อนเล็กน้อยด้วย
การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากแค่ไหน เมื่อเทียบกับวิธีการแบบดั้งเดิม?

เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่าการทำความสะอาดด้วยสารเคมีหรือเครื่องจักรกลมาก

  • ไม่มีตัวทำละลายเคมี (ช่วยหลีกเลี่ยงมลพิษทางดินและน้ำ) หรือวัสดุขัดถู (ช่วยลดของเสีย)
  • ของเสียส่วนใหญ่เป็นผงของแข็งขนาดเล็กหรือควันเพียงเล็กน้อย ซึ่งสามารถเก็บรวบรวมได้ง่ายโดยใช้เครื่องดูดควัน
  • ใช้ไฟฟ้าเพียงอย่างเดียว ไม่จำเป็นต้องกำจัดของเสียอันตราย และเป็นไปตามมาตรฐานด้านสิ่งแวดล้อมทางอุตสาหกรรมอย่างเคร่งครัด

วันที่โพสต์: 8 กรกฎาคม 2565

ส่งข้อความของคุณมาถึงเรา:

เขียนข้อความของคุณที่นี่แล้วส่งมาให้เรา