Làm sạch bằng laser công nghiệp là quá trình chiếu chùm tia laser lên bề mặt rắn để làm sạch bằng laser và loại bỏ các tạp chất không mong muốn. Do giá nguồn laser sợi quang đã giảm mạnh trong vài năm qua, các máy làm sạch laser - được thiết kế để giúp người dùng làm sạch bằng laser hiệu quả - ngày càng đáp ứng nhu cầu thị trường rộng lớn và triển vọng ứng dụng, chẳng hạn như làm sạch quy trình ép phun, loại bỏ màng mỏng hoặc bề mặt như dầu mỡ, v.v. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ đề cập đến các chủ đề sau:
Danh sách nội dung(nhấp để tìm nhanh ⇩)
Làm sạch bằng tia laser là gì?
Theo truyền thống, để loại bỏ rỉ sét, sơn, oxit và các chất gây ô nhiễm khác khỏi bề mặt kim loại, người ta có thể áp dụng phương pháp làm sạch cơ học, làm sạch hóa học hoặc làm sạch siêu âm. Việc áp dụng các phương pháp này rất hạn chế về mặt môi trường và yêu cầu độ chính xác cao.
Quy trình làm sạch bằng tia laser.
Vào những năm 80, các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng khi chiếu năng lượng laser cường độ cao lên bề mặt kim loại bị gỉ sét, vật liệu được chiếu xạ sẽ trải qua một loạt các phản ứng vật lý và hóa học phức tạp như rung động, nóng chảy, thăng hoa và cháy. Kết quả là, các chất bẩn bị loại bỏ khỏi bề mặt vật liệu. Phương pháp làm sạch đơn giản nhưng hiệu quả này chính là làm sạch bằng laser, dần dần thay thế các phương pháp làm sạch truyền thống trong nhiều lĩnh vực với nhiều ưu điểm riêng, cho thấy triển vọng rộng mở trong tương lai.
Máy làm sạch bằng tia laser hoạt động như thế nào?
Máy làm sạch bằng laser
Máy làm sạch bằng tia laser được tạo thành từ bốn phần:nguồn laser sợi quang (laser liên tục hoặc xung), bảng điều khiển, súng laser cầm tay và máy làm lạnh nước nhiệt độ không đổi. Bo mạch điều khiển làm sạch bằng laser đóng vai trò như bộ não của toàn bộ máy và đưa ra lệnh cho máy phát laser sợi quang và súng laser cầm tay.
Máy phát laser sợi quang tạo ra ánh sáng laser có cường độ cao, được truyền qua môi trường dẫn điện sợi quang đến súng laser cầm tay. Điện kế quét, có thể là đơn trục hoặc lưỡng trục, được lắp đặt bên trong súng laser, phản xạ năng lượng ánh sáng đến lớp bụi bẩn trên bề mặt chi tiết gia công. Với sự kết hợp của các phản ứng vật lý và hóa học, gỉ sét, sơn, bụi bẩn dầu mỡ, lớp phủ và các chất bẩn khác được loại bỏ dễ dàng.
Chúng ta hãy đi sâu hơn vào quá trình này. Các phản ứng phức tạp liên quan đến việc sử dụngrung động xung laser, sự giãn nở vì nhiệtcủa các hạt bị chiếu xạ,quang phân hủy phân tửthay đổi pha, hoặchành động kết hợp của họđể khắc phục lực liên kết giữa bụi bẩn và bề mặt chi tiết gia công. Vật liệu mục tiêu (lớp bề mặt cần loại bỏ) được làm nóng nhanh chóng bằng cách hấp thụ năng lượng của chùm tia laser và đáp ứng các yêu cầu của quá trình thăng hoa, giúp bụi bẩn trên bề mặt biến mất, đạt được hiệu quả làm sạch. Nhờ đó, bề mặt vật liệu nền hấp thụ KHÔNG NĂNG LƯỢNG, hoặc hấp thụ rất ít năng lượng, ánh sáng laser sợi quang sẽ không làm hỏng nó.
Tìm hiểu thêm về Cấu trúc và Nguyên lý của Máy làm sạch bằng tia laser cầm tay
Ba phản ứng của quá trình làm sạch bằng tia laser
1. Sự thăng hoa
Thành phần hóa học của vật liệu nền và tạp chất khác nhau, do đó tốc độ hấp thụ tia laser cũng khác nhau. Vật liệu nền phản xạ hơn 95% ánh sáng laser mà không bị hư hại, trong khi tạp chất hấp thụ phần lớn năng lượng laser và đạt đến nhiệt độ thăng hoa.
Sơ đồ cơ chế làm sạch bằng laser
2. Sự giãn nở vì nhiệt
Các hạt ô nhiễm hấp thụ năng lượng nhiệt và nhanh chóng giãn nở đến điểm nổ. Tác động của vụ nổ thắng được lực bám dính (lực hấp dẫn giữa các chất khác nhau), do đó các hạt ô nhiễm bị tách khỏi bề mặt kim loại. Do thời gian chiếu xạ laser rất ngắn, nó có thể tạo ra gia tốc va chạm nổ lớn ngay lập tức, đủ để cung cấp gia tốc đủ lớn cho các hạt mịn di chuyển khỏi lớp bám dính của vật liệu nền.
Biểu đồ tương tác lực làm sạch bằng tia laser xung
3. Rung động xung laser
Độ rộng xung của chùm tia laser tương đối hẹp, do đó tác động lặp lại của xung sẽ tạo ra rung động siêu âm để làm sạch phôi và sóng xung kích sẽ phá vỡ các hạt ô nhiễm.
Cơ chế làm sạch bằng chùm tia laser xung
Ưu điểm của máy làm sạch bằng laser sợi quang
Vì việc làm sạch bằng laser không cần bất kỳ dung môi hóa học hoặc vật tư tiêu hao nào khác nên thân thiện với môi trường, an toàn khi vận hành và có nhiều ưu điểm:
✔Bột rắn chủ yếu là chất thải sau khi vệ sinh, thể tích nhỏ, dễ thu gom và tái chế
✔Khói và tro do tia laser sợi quang tạo ra dễ dàng được máy hút khói thải ra ngoài và không gây hại cho sức khỏe con người.
✔Làm sạch không tiếp xúc, không có vật liệu dư thừa, không gây ô nhiễm thứ cấp
✔Chỉ làm sạch mục tiêu (gỉ, dầu, sơn, lớp phủ) sẽ không làm hỏng bề mặt chất nền
✔Điện là nguồn tiêu thụ duy nhất, chi phí vận hành và chi phí bảo trì thấp
✔Thích hợp cho các bề mặt khó tiếp cận và cấu trúc hiện vật phức tạp
✔Robot làm sạch bằng laser tự động là tùy chọn, thay thế nhân tạo
Để loại bỏ các chất gây ô nhiễm như gỉ sét, nấm mốc, sơn, nhãn giấy, polyme, nhựa hoặc bất kỳ vật liệu bề mặt nào khác, các phương pháp truyền thống – phun cát và khắc hóa học – đòi hỏi quy trình xử lý và thải bỏ chuyên biệt, và đôi khi có thể cực kỳ nguy hiểm cho môi trường và người vận hành. Bảng dưới đây liệt kê sự khác biệt giữa làm sạch bằng laser và các phương pháp làm sạch công nghiệp khác.
| Làm sạch bằng tia laser | Vệ sinh hóa chất | Đánh bóng cơ học | Làm sạch bằng đá khô | Làm sạch bằng sóng siêu âm | |
| Phương pháp làm sạch | Laser, không tiếp xúc | Dung môi hóa học, tiếp xúc trực tiếp | Giấy nhám, tiếp xúc trực tiếp | Đá khô, không tiếp xúc | Chất tẩy rửa, tiếp xúc trực tiếp |
| Thiệt hại vật chất | No | Có, nhưng hiếm khi | Đúng | No | No |
| Hiệu quả làm sạch | Cao | Thấp | Thấp | Vừa phải | Vừa phải |
| Sự tiêu thụ | Điện | Dung môi hóa học | Giấy nhám/ Bánh mài | Đá khô | Chất tẩy rửa dung môi |
| Kết quả làm sạch | sự sạch sẽ | thường xuyên | thường xuyên | xuất sắc | xuất sắc |
| Thiệt hại môi trường | Thân thiện với môi trường | Ô nhiễm | Ô nhiễm | Thân thiện với môi trường | Thân thiện với môi trường |
| Hoạt động | Đơn giản và dễ học | Quy trình phức tạp, cần người vận hành có tay nghề cao | cần người vận hành có tay nghề | Đơn giản và dễ học | Đơn giản và dễ học |
Tìm kiếm một cách lý tưởng để loại bỏ chất gây ô nhiễm mà không làm hỏng chất nền
▷ Máy làm sạch bằng tia laser
Thực hành làm sạch bằng tia laser
• khuôn ép phun làm sạch bằng laser
• độ nhám bề mặt laser
• hiện vật làm sạch bằng laser
• tẩy sơn bằng laser…
Làm sạch bằng tia laser trong thực tế
Câu hỏi thường gặp
Vâng, hoàn toàn an toàn. Điểm mấu chốt nằm ở các tỷ lệ hấp thụ laser khác nhau: vật liệu nền phản xạ hơn 95% năng lượng laser, hấp thụ rất ít hoặc không hấp thụ nhiệt. Ngược lại, các tạp chất (gỉ sét, sơn) hấp thụ phần lớn năng lượng. Được hỗ trợ bởi hệ thống kiểm soát xung chính xác, quy trình này chỉ nhắm vào các chất không mong muốn, tránh mọi hư hại cho cấu trúc hoặc chất lượng bề mặt của vật liệu nền.
Nó xử lý hiệu quả nhiều loại chất gây ô nhiễm công nghiệp.
- Rỉ sét, oxit và ăn mòn trên bề mặt kim loại.
- Sơn, lớp phủ và màng mỏng từ phôi.
- Dầu, mỡ và vết bẩn trong quá trình ép phun.
- Các cặn hàn và gờ nhỏ trước/sau khi hàn.
- Không chỉ giới hạn ở kim loại mà còn có tác dụng trên một số bề mặt không phải kim loại đối với các chất gây ô nhiễm nhẹ.
Phương pháp này thân thiện với môi trường hơn nhiều so với phương pháp vệ sinh bằng hóa chất hoặc cơ học.
- Không có dung môi hóa học (tránh ô nhiễm đất/nước) hoặc vật tư tiêu hao mài mòn (giảm chất thải).
- Chất thải chủ yếu là bột rắn nhỏ hoặc khói nhỏ, dễ thu gom bằng máy hút khói.
- Chỉ sử dụng điện—không cần xử lý chất thải nguy hại, tuân thủ các tiêu chuẩn môi trường công nghiệp nghiêm ngặt.
Thời gian đăng: 08-07-2022