Für die High-End-Fertigung sowie für Energieeinsparung und Emissionsreduzierung besteht ein immer dringenderer Bedarf an fortschrittlichen Prozessen.Im Hinblick auf die industrielle Oberflächenbehandlung besteht dringender Bedarf an einer umfassenden Modernisierung von Technologie und Prozessen.Traditionelle industrielle Reinigungsprozesse wie mechanische Reibungsreinigung, chemische Korrosionsreinigung, starke Einflussreinigung, Hochfrequenz-Ultraschallreinigung, nicht nur lange Reinigungszyklen, sondern sind schwierig zu automatisieren, haben schädliche Auswirkungen auf die Umwelt und erreichen die Erreichung der Umwelt nicht und erreichen Sie nicht die gewünschte Reinigungseffekt.Es kann die Anforderungen der Feinverarbeitung nicht gut erfüllen.
Angesichts der zunehmend prominenten Widersprüche zwischen Umweltschutz, hoher Effizienz und hoher Präzision sind jedoch traditionelle industrielle Reinigungsmethoden stark in Frage gestellt.Gleichzeitig sind verschiedene Reinigungstechnologien, die dem Umweltschutz förderlich sind und für Teile im Bereich der Ultra-Finanzierung geeignet sind, und die Laserreinigungstechnologie ist eine davon.
Laserreinigungskonzept
Die Laserreinigung ist eine Technologie, die einen fokussierten Laser verwendet, um auf die Oberfläche eines Materials zu wirken, um die Verunreinigungen auf der Oberfläche schnell zu verdampfen oder abzuziehen, um die Oberfläche des Materials zu reinigen.Im Vergleich zu verschiedenen herkömmlichen physikalischen oder chemischen Reinigungsmethoden hat die Laserreinigung die Eigenschaften ohne Kontakt, keine Verbrauchsmaterialien, keine Umweltverschmutzung, hohe Präzision, keinen Schaden oder einen kleinen Schaden und ist eine ideale Wahl für eine neue Generation von industriellen Reinigungstechnologie.
Funktionsprinzip der Laserreinigungsmaschine
Das Prinzip vonLaserreinigungsmaschineist komplizierter und kann sowohl physikalische als auch chemische Prozesse umfassen.In vielen Fällen sind physikalische Prozesse der Hauptprozess, begleitet von einigen chemischen Reaktionen.Die Hauptprozesse können in drei Kategorien eingeteilt werden, darunter Vergasungsprozess, Schockprozess und Oszillationsprozess.
Vergasungsprozess
Wenn der hochenergetische Laser auf die Oberfläche des Materials strahlt, absorbiert die Oberfläche die Laserenergie und wandelt sie in innere Energie um, so dass die Oberflächentemperatur schnell ansteigt und über die Verdampfungstemperatur des Materials gelangt, so dass die Schadstoffe entfernt werden in Form von Dampf von der Materialoberfläche abgeschieden.Eine selektive Verdampfung tritt normalerweise auf, wenn die Absorptionsrate des Laserlichts durch Oberflächenverunreinigungen deutlich höher ist als die des Substrats.Ein typischer Anwendungsfall ist die Reinigung von Schmutz auf Steinoberflächen.Wie in der Abbildung unten dargestellt, absorbieren die Schadstoffe auf der Steinoberfläche den Laser stark und verdampfen schnell.Wenn die Schadstoffe entfernt werden und der Laser auf die Steinoberfläche gestrahlt wird, ist die Absorption schwach, mehr Laserenergie wird von der Steinoberfläche gestreut, die Temperaturänderung der Steinoberfläche ist gering und die Steinoberfläche ist vor Beschädigungen geschützt.
Ein typischer Prozess auf chemischbasiertem Prozess tritt auf, wenn ein Laser im ultravioletten Band zur Reinigung von organischen Verunreinigungen verwendet wird, was als Laserablation bezeichnet wird.Ultraviolette Laser haben kurze Wellenlängen und eine hohe Photonenenergie.Beispielsweise haben KRF -Excimer -Laser eine Wellenlänge von 248 nm und Photonenergie von bis zu 5 eV, was 40 -mal höher ist als die CO2 -Laser -Photonenenergie (0,12 eV).Eine solche hohe Photonenenergie reicht aus, um die molekularen Bindungen der organischen Substanz zu zerstören, so dass CC, CH, CO usw. in organischen Schadstoffen nach Absorption der Photonenenergie des Lasers gebrochen werden, was zu einer Pyrolyse -Vergasung und Entfernung von der Oberfläche führt.
Schockprozess
Der Schockprozess ist eine Reihe von Reaktionen, die während der Wechselwirkung zwischen Laser und Material auftreten, und dann wird auf der Oberfläche des Materials eine Stoßwelle gebildet.Unter der Wirkung der Stoßwelle werden die Oberflächenverunreinigungen aufgebrochen und zu Staub oder Ablagerungen, die von der Oberfläche abgelöst werden.Es gibt viele Mechanismen, die Stoßwellen verursachen, darunter Plasma, Dampf sowie schnelle thermische Ausdehnung und Kontraktion.Am Beispiel von Plasmaschockwellen lässt sich kurz nachvollziehen, wie der Schockprozess bei der Laserreinigung Oberflächenverunreinigungen entfernt.Bei der Anwendung von Lasern mit ultrakurzer Pulsbreite (ns) und ultrahoher Spitzenleistung (107–1010 W/cm2) steigt die Oberflächentemperatur immer noch stark an, selbst wenn die Oberfläche den Laser leicht absorbiert und sofort die Verdampfungstemperatur erreicht.Oben bildete sich der Dampf über der Oberfläche des Materials, wie in (a) in der folgenden Abbildung dargestellt.Die Temperatur des Dampfes kann 104 – 105 K erreichen, wodurch der Dampf selbst oder die umgebende Luft ionisiert werden kann, um ein Plasma zu bilden.Das Plasma verhindert, dass der Laser die Oberfläche des Materials erreicht, und die Verdampfung der Materialoberfläche stoppt möglicherweise, aber das Plasma absorbiert weiterhin die Laserenergie und die Temperatur steigt weiter an, wodurch ein lokalisierter Zustand entsteht Ultrahohe Temperatur und hoher Druck erzeugen sofort einen Druck von 1–100 kbar auf der Oberfläche des Materials.Der Aufprall wird allmählich auf das Innere des Materials übertragen, wie in den Abbildungen (b) und (c) unten dargestellt.Unter der Wirkung der Stoßwelle werden die Oberflächenverunreinigungen in winzige Stäube, Partikel oder Fragmente zerlegt.Wenn der Laser von der Bestrahlungsposition wegbewegt wird, verschwindet das Plasma und es wird lokal ein Unterdruck erzeugt, und die Partikel oder Ablagerungen von Verunreinigungen werden von der Oberfläche entfernt, wie in Abbildung (d) unten dargestellt.
Schwingungsprozess
Unter der Wirkung kurzer Impulse sind die Heiz- und Kühlprozesse des Materials extrem schnell.Da unterschiedliche Materialien unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen, unterliegen die Oberflächenverunreinigungen und das Substrat unter der Bestrahlung mit einem Kurzpulslaser einer hochfrequenten Wärmeausdehnung und -kontraktion unterschiedlichen Ausmaßes, was zu Schwingungen führt, die dazu führen, dass sich die Verunreinigungen von der Oberfläche ablösen das Material.Während dieses Peelingprozesses tritt möglicherweise nicht die Verdampfung des Materials auf, und es kann nicht Plasma erzeugt werden.Stattdessen zerstört die Scherkraft, die unter der Wirkung der Schwingung an der Grenzfläche zwischen Schadstoff und Substrat entsteht, die Bindung zwischen Schadstoff und Substrat..Studien haben gezeigt, dass bei geringfügiger Vergrößerung des Einfallswinkels des Lasers der Kontakt zwischen dem Laser und der Partikelverunreinigung und der Substratschnittstelle erhöht werden kann, die Schwelle der Laserreinigung verringert werden kann, der Oszillationseffekt offensichtlicher ist und die Die Reinigungseffizienz ist höher.Der Einfallswinkel sollte jedoch nicht zu groß sein.Ein zu großer Einfallwinkel verringert die auf der Oberfläche des Materials wirkende Energiedichte und schwächen Sie die Reinigungsfähigkeit des Lasers.
Industrieanwendungen von Laserreinigern
Schimmelpilzindustrie
Der Laserreiniger kann die nichtkontakte Reinigung der Form realisieren, die für die Oberfläche der Form sehr sicher ist, kann ihre Genauigkeit sicherstellen und die Sub-Mikron-Schmutzpartikel reinigen, die nicht durch herkömmliche Reinigungsmethoden entfernt werden können, so wie um eine wirklich schadstofffreie, effiziente und qualitativ hochwertige Reinigung zu erreichen.
Präzisionsinstrumentenindustrie
Die Präzisionsmaschinerieindustrie muss häufig Ester und Mineralöle entfernenDurch die Laserentesterung können Ester und Mineralöle vollständig entfernt werden, ohne die Oberfläche der Teile zu beschädigen.Der Laser fördert die explosive Vergasung der dünnen Oxidschicht auf der Oberfläche des Teils, um eine Stoßwelle zu bilden, was eher zur Entfernung von Verunreinigungen als zur mechanischen Wechselwirkung führt.
Schienenindustrie
Gegenwärtig wird die Reinigung der Schienen vor dem Schweiß angewendet, um das Substrat und den schweren Reststress schwerer Schäden zu schleifen, und die Verbrauchsmaterialien des Schleifrads, was kostspielig ist und schwerwiegende Verbrauchsmaterialien verbraucht und schwerwiegende Verbrauchsmaterialien verbraucht und schwerwiegende Verbrauchsräder verzeichnen und schwerwiegende Schleifscheiben verursachen. Staubbelastung der Umwelt.Die Laserreinigung kann hochwertige und effiziente umweltfreundliche Reinigungstechnologie für die Hochgeschwindigkeits-Eisenbahngleisverlegungsproduktion meines Landes bereitstellen, die oben genannten Probleme lösen, Schweißfehler wie nahtlose Schienenlöcher und graue Flecken beseitigen und die Stabilität und Sicherheit der Hochgeschwindigkeitsbahnen meines Landes verbessern -Schnellbahnbetrieb.
Luftfahrtindustrie
Die Oberfläche des Flugzeugs muss nach einem bestimmten Zeitraum neu gestrichen werden, aber die ursprüngliche alte Farbe muss vor dem Malen vollständig entfernt werden.Chemisches Einweichen/Wischen ist die wichtigste Entlackungsmethode in der Luftfahrt.Bei dieser Methode fallen große Mengen chemischer Hilfsabfälle an und eine lokale Wartung und Entlackung ist nicht möglich.Dieser Vorgang ist arbeitsintensiv und gesundheitsschädlich.Die Laserreinigung ermöglicht eine qualitativ hochwertige Entfernung von Lack auf Flugzeughautoberflächen und lässt sich für die Produktion leicht automatisieren.Derzeit wird die Laserreinigungstechnologie bei der Wartung einiger High-End-Modelle eingesetzt.
Schiffsindustrie
Derzeit wird bei der Reinigung von Schiffen vor der Produktion hauptsächlich das Sandstrahlverfahren eingesetzt.Die Sandstrahlungsmethode hat in der Umgebung schwerwiegende Staubverschmutzung verursacht und wurde allmählich verboten, was zu einer Reduzierung oder sogar zur Aufhängung der Produktion durch Schiffshersteller geführt hat.Die Laserreinigungstechnologie wird eine umweltfreundliche und schadstofffreie Reinigungslösung für das Korrosionsschutzsprühen auf Schiffsoberflächen bieten.
Waffen
Die Laserreinigungstechnologie wurde bei der Wartung der Waffen häufig eingesetzt.Das Laserreinigungssystem kann Rost und Verunreinigungen effizient und schnell entfernen und den Reinigungsteil auswählen, um die Automatisierung der Reinigung zu realisieren.Bei der Laserreinigung ist nicht nur die Sauberkeit höher als bei der chemischen Reinigung, sondern auch die Oberfläche des Objekts wird nahezu nicht beschädigt.Durch die Einstellung verschiedener Parameter kann die Laserreinigungsmaschine auch einen dichten Oxidschutzfilm oder eine Metallschmelzschicht auf der Oberfläche von Metallgegenständen bilden, um die Oberflächenfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit zu verbessern.Der vom Laser entfernte Abfall belastet die Umwelt grundsätzlich nicht und er kann auch über große Entfernungen betrieben werden, wodurch die Gesundheitsschäden des Bedieners wirksam reduziert werden.
Gebäude Äußere
Es werden immer mehr Wolkenkratzer gebaut, und das Reinigungsproblem der Außenwände von Gebäuden rückt immer stärker in den Vordergrund.Das Laserreinigungssystem reinigt die Außenwände von Gebäuden gut durch optische Fasern.Die Lösung mit einer maximalen Länge von 70 Metern kann verschiedene Schadstoffe auf verschiedenen Steinen, Metallen und Glas effektiv reinigen und ihre Effizienz ist viel höher als die der herkömmlichen Reinigung.Es kann auch schwarze Flecken und Flecken von verschiedenen Steinen in Gebäuden entfernen.Der Reinigungstest des Laserreinigungssystems an Gebäuden und Steindenkmälern zeigt, dass die Laserreinigung einen guten Effekt auf den Schutz des Erscheinungsbildes antiker Gebäude hat.
Elektronik-Industrie
Die Elektronikindustrie verwendet Laser, um Oxide zu entfernen: Die Elektronikindustrie erfordert eine hochpräzisen Dekontamination, und die Laserdeoxidation ist besonders geeignet.Komponentenstifte müssen vor dem Löten der Karte gründlich deoxidiert werden, um einen optimalen elektrischen Kontakt zu gewährleisten, und die Stifte dürfen während des Dekontaminationsprozesses nicht beschädigt werden.Die Laserreinigung kann den Einsatzanforderungen gerecht werden, die Effizienz ist sehr hoch und es ist nur eine Laserbestrahlung für jede Nadel erforderlich.
Kernkraftwerk
Auch bei der Reinigung von Reaktorrohren in Kernkraftwerken werden Laserreinigungsanlagen eingesetzt.Mithilfe einer optischen Faser wird ein Hochleistungslaserstrahl in den Reaktor eingeleitet, um radioaktiven Staub direkt zu entfernen. Das gereinigte Material ist leicht zu reinigen.Und da die Bedienung aus der Ferne erfolgt, kann die Sicherheit des Personals gewährleistet werden.
Zusammenfassung
Die heutige fortschrittliche Fertigungsindustrie ist zu den kommandierenden Höhen des internationalen Wettbewerbs geworden.Als fortschrittliches System in der Laserfertigung verfügt die Laserreinigungsmaschine über ein großes Anwendungspotenzial in der industriellen Entwicklung.Die energische Weiterentwicklung der Laserreinigungstechnologie hat eine sehr wichtige strategische Bedeutung für die wirtschaftliche und soziale Entwicklung.