Curățarea cu laser

Înțelegerea principiilor și aplicațiilor tehnologiei de curățare cu laser

Înțelegerea principiilor și aplicațiilor tehnologiei de curățare cu laser | Laserchina

Descoperiți lumea revoluționară a tehnologiei de curățare cu laser cu acest ghid cuprinzător. Aflați despre principiile, tipurile și aplicațiile diverse ale acestei metode de curățare de înaltă precizie care schimbă industria.

Introducere în Curățarea cu laser Tehnologia

Apariția tehnologiei de curățare cu laser reprezintă un salt revoluționar în domeniul metodelor de curățare. Această tehnică inovatoare valorifică densitatea ridicată a energiei, precizia și conductivitatea eficientă a laserelor, oferind avantaje clare față de metodele tradiționale de curățare în ceea ce privește eficiența, precizia și capacitatea de a curăța anumite locații. Unul dintre cele mai semnificative beneficii ale sale este evitarea poluării mediului asociată în mod obișnuit cu metodele de curățare chimică, toate în timp ce nu provoacă daune substratului.

Principiul curățării cu laser

Înțelegerea principiilor și aplicațiilor tehnologiei de curățare cu laser | Laserchina

Curățarea cu laser implică îndepărtarea materialelor de pe suprafețele solide (sau uneori lichide) prin expunerea acestora la un fascicul laser. La fluente scăzute ale laserului, energia laser absorbită încălzește și evaporă sau sublimează materialul. La fluențe mari, materialul se transformă adesea în plasmă. În mod obișnuit, curățarea cu laser se referă la aplicații cu laser pulsat pentru îndepărtarea materialului, dar cu o intensitate suficientă, fasciculele laser cu undă continuă pot, de asemenea, elimina materialul. Laserele excimeri care funcționează în ultravioletul profund sunt utilizate în principal pentru fotoablație, cu lungimi de undă de aproximativ 200 nm. Adâncimea de absorbție a energiei laser și cantitatea de material îndepărtată de un singur impuls laser depind de proprietățile optice ale materialului, precum și de lungimea de undă și durata impulsului laserului. Masa totală ablată de fiecare impuls, denumită în mod obișnuit rata de ablație, este influențată semnificativ de caracteristicile laserului, cum ar fi viteza de scanare a fasciculului și suprapunerea liniei de scanare.

Tipuri de tehnologie de curățare cu laser

  • Curățare uscată cu laser: Această metodă implică iradierea laser directă în impulsuri pe piesa de prelucrat, determinând substratul sau contaminanții de suprafață să absoarbă energie și să crească temperatura, ducând la dilatarea termică sau la vibrația substratului, ducând la separarea acestora. Acest lucru se poate întâmpla în două moduri: fie contaminanții de suprafață se extind la absorbția laserului, fie substratul vibrează din cauza căldurii induse de laser.
  • Curățare umedă cu laser: înainte de iradierea cu laser pulsat, pe suprafața piesei de prelucrat se aplică o peliculă lichidă. Creșterea rapidă a temperaturii filmului lichid sub influența laserului îl face să se vaporizeze, creând o undă de șoc care afectează particulele contaminante și le disloca de pe substrat. Această metodă necesită ca substratul și filmul lichid să nu reacționeze, limitând astfel gama de materiale aplicabile.
  • Curățarea undelor de șoc cu plasmă indusă de laser: O undă de șoc cu plasmă sferică este generată atunci când fasciculul laser ionizează aerul în timpul iradierii. Unda de șoc impactează suprafața piesei de curățat, eliberând energie care îndepărtează contaminanții fără a afecta substratul. Această tehnică poate curăța particulele contaminante cu un diametru de până la zeci de nanometri și nu este limitată de lungimea de undă a laserului.

Principiile fizice ale curățării cu plasmă pot fi rezumate după cum urmează:

  1.  Raza laser emisă de laser este absorbită de stratul contaminant de pe suprafața de tratat.
  2.  Absorbția de energie ridicată creează plasmă cu expansiune rapidă (un gaz foarte ionizat, instabil), generând o undă de șoc.
  3.  Unda de șoc fragmentează contaminanții, care sunt apoi ejectați.
  4.  Lățimea impulsului luminii trebuie să fie suficient de scurtă pentru a evita acumularea termică care ar putea deteriora suprafața tratată.
    e) Experimentele arată că atunci când există oxizi pe o suprafață metalică, plasma se formează la interfața metalului.

Plasma este generată numai atunci când densitatea de energie depășește un prag, care depinde de contaminantul sau stratul de oxid care este îndepărtat. Acest efect de prag este esențial pentru o curățare eficientă, asigurând în același timp siguranța materialului substratului. Există un al doilea prag pentru formarea plasmei; depășirea acestuia ar putea deteriora substratul. Pentru a asigura o curățare eficientă fără a deteriora substratul, parametrii laserului trebuie ajustați astfel încât densitatea energiei pulsului să fie strict între cele două praguri.

Inițial, aceste trei tipuri de tehnologii de curățare cu laser au fost dezvoltate pentru a curăța particulele microscopice din plachetele semiconductoare, apărând odată cu progresul tehnologiei semiconductoare. Cu toate acestea, curățarea cu laser a fost aplicată de atunci în alte domenii, cum ar fi curățarea matrițelor de anvelope, îndepărtarea vopselei de pe pielea avioanelor și restaurarea suprafețelor relicvelor culturale.

Aplicații ale tehnologiei de curățare cu laser

Înțelegerea principiilor și aplicațiilor tehnologiei de curățare cu laser | Laserchina

Câmpul semiconductorilor

Curățarea plachetelor semiconductoare și a substraturilor optice implică procese similare: modelarea materiilor prime prin tăiere, măcinare și alte metode. În timpul acestor procese se introduc particule de contaminare, care sunt greu de îndepărtat și prezintă un risc serios de recontaminare. Contaminanții de pe suprafața plachetelor semiconductoare pot afecta calitatea imprimării plăcilor de circuite și pot scurta durata de viață a cipurilor semiconductoare. Contaminanții de pe substraturile optice pot afecta calitatea dispozitivelor optice și a acoperirilor, ceea ce poate duce la o distribuție neuniformă a energiei și la o durată de viață redusă.

Deoarece curățarea uscată cu laser poate provoca cu ușurință deteriorarea substratului, utilizarea acestuia la curățarea plachetelor semiconductoare și a substraturilor optice este limitată. Curățarea umedă cu laser și curățarea cu undă de șoc cu plasmă indusă de laser au fost aplicate cu mai mult succes în acest domeniu.

Câmpul de materiale metalice

Curățarea suprafețelor de material metalic implică contaminanți în domeniul macroscopic, spre deosebire de cei microscopici găsiți pe plăcile semiconductoare și substraturile optice. Contaminanții de pe suprafețele metalice includ de obicei straturi de oxid (rugina), straturi de vopsea, acoperiri și alte aderențe, care pot fi organice (vopsea, acoperiri) sau anorganice (rugina).

Curățarea contaminanților de suprafață metalică servește în principal la pregătirea pentru prelucrarea sau utilizarea ulterioară. De exemplu, înainte de sudarea pieselor din aliaj de titan, este necesar să îndepărtați un strat de oxid cu o grosime de aproximativ 10 μm sau atunci când reparați o aeronavă, îndepărtați stratul de vopsea original de pe piele pentru revopsire. Curățarea regulată a formelor de cauciuc pentru cauciuc pentru a îndepărta particulele de cauciuc atașate este, de asemenea, esențială pentru a menține curățenia suprafeței, ceea ce asigură calitatea anvelopelor produse și durata de viață a matrițelor. Deoarece pragul de deteriorare al materialelor metalice este mai mare decât pragul de curățare cu laser pentru contaminanții lor de suprafață, selectarea unei mașini de curățare laser cu putere adecvată poate obține rezultate bune, iar acest lucru a fost aplicat cu succes în diverse domenii.

Tehnologia de curățare cu laser este o tehnică avansată cu perspective largi de cercetare și aplicare în domenii de ultimă generație, cum ar fi aerospațiale, echipamentele militare și electronice. Aplicațiile sale se extind datorită eficienței, ecologicității și rezultatelor eficiente de curățare. Tehnologia nu a fost doar bine stabilită pentru îndepărtarea vopselei și îndepărtarea ruginii, dar a fost raportată și în ultimii ani pentru curățarea straturilor de oxid de pe firele metalice. Extinderea aplicațiilor actuale și explorarea de noi domenii pun bazele dezvoltării tehnologiei de curățare cu laser. Dezvoltarea și diversificarea noilor echipamente de curățare cu laser, inclusiv mașini care acoperă aplicații multiple și cele concepute pentru scopuri specifice, sunt în curs de desfășurare. Integrarea viitoare cu roboții industriali pentru a realiza curățarea laser complet automatizată este, de asemenea, o direcție promițătoare.

Tendințe în dezvoltarea tehnologiei de curățare cu laser

  • Consolidarea cercetării teoretice în curățarea cu laser pentru a ghida aplicarea acesteia. O revizuire a literaturii extinse arată că nu există un sistem teoretic matur care să susțină tehnologia de curățare cu laser, majoritatea cercetărilor fiind experimentale. Stabilirea unui sistem teoretic este fundamentală pentru maturizarea în continuare a tehnologiei de curățare cu laser.
  • Extinderea aplicațiilor în domeniile existente și explorarea altora noi. Tehnologia de curățare cu laser s-a maturizat în aplicații precum îndepărtarea vopselei și îndepărtarea ruginii, iar rapoarte recente au evidențiat utilizarea acesteia în curățarea straturilor de oxid de pe firele metalice. Creșterea aplicațiilor sale atât în ​​zonele existente, cât și în domenii noi este un teren fertil pentru dezvoltarea tehnologiei.
  • Dezvoltarea de noi mașini de curățat cu laser. Echipamentele viitoare se vor diversifica probabil, unele mașini acoperind mai multe aplicații, cum ar fi o singură mașină capabilă atât să îndepărteze vopseaua, cât și să îndepărteze rugina, iar altele concepute pentru sarcini specifice, poate necesitând dispozitive personalizate sau fibre optice pentru curățarea contaminanților în spații mici. Colaborarea cu roboții industriali pentru a realiza curățarea laser complet automatizată este o altă direcție de aplicare fierbinte.

Concluzie

Tehnologia de curățare cu laser, reprezentată de mașina de curățare cu laser, este un exemplu strălucitor de inovație modernă, oferind o gamă de beneficii pe care metodele tradiționale de curățare nu le pot egala. Odată cu dezvoltarea continuă a noilor echipamente de curățare cu laser și extinderea aplicațiilor acestuia în noi sectoare, viitorul proceselor de curățare pare strălucitor. La fel de LASERCHINA inginerii continuă să fie pionier în acest domeniu, ne putem aștepta să vedem curățarea cu laser devenind un element de bază în industriile de înaltă precizie, stabilind un nou standard pentru curățenie, eficiență și responsabilitate față de mediu.

CONTACT PENTRU SOLUȚII LASER

Cu peste două decenii de experiență în domeniul laserului și o gamă cuprinzătoare de produse care cuprind componente individuale până la mașini complete, este partenerul dumneavoastră suprem pentru a răspunde tuturor cerințelor dumneavoastră legate de laser.

postări asemănatoare

Lasă un comentariu

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate *