Технология лазерной очистки – это успешное применение лазерных технологий в инженерной сфере. Его основной принцип заключается в использовании высокой плотности энергии лазера для взаимодействия с загрязнениями, прикрепленными к основе заготовки, что вызывает мгновенное тепловое расширение, плавление, испарение газа и т. д. Загрязнения отделяются от основы заготовки. Технология лазерной очистки отличается высокой эффективностью, защитой окружающей среды и энергосбережением и успешно используется при очистке пресс-форм для шин, удалении краски с кузова самолета, реставрации культурных реликвий и других областях.
Традиционная технология очистки включает очистку механическим трением (пескоструйную очистку, очистку водяным пистолетом высокого давления и т. д.), очистку от химической коррозии, ультразвуковую очистку, очистку сухим льдом и т. д. Эти технологии очистки широко используются во всех сферах жизни, например, пескоструйная очистка. за счет выбора абразива различной твердости можно очистить металлические пятна вышивки, заусенцы на металлической поверхности, конформное покрытие на поверхности печатной платы и т. д. Технология очистки от химической коррозии широко используется при очистке поверхности оборудования от масляной накипи, очистке котлов, очистке нефтепроводов. и другие поля. Несмотря на то, что эти технологии очистки были разработаны и усовершенствованы, все еще существуют некоторые проблемы, такие как пескоструйная очистка, которая легко может повредить обработанную поверхность, очистка от химической коррозии приведет к загрязнению окружающей среды, а неправильная обработка приведет к коррозии поверхности.
Появление технологии лазерной очистки – это революция в технологии очистки. Технология лазерной очистки использует преимущества лазера, такие как высокая плотность энергии, высокая точность и эффективная передача. По сравнению с традиционной технологией очистки она имеет очевидные преимущества в эффективности очистки, точности очистки, месте очистки и т. д. и позволяет эффективно избежать проблем, вызванных такими технологиями очистки, как очистка от химической коррозии. загрязнение окружающей среды и не причинит вреда основанию.
Принцип лазерной чистки
Так что же такое лазерная чистка? Лазерная очистка — это процесс удаления материала с твердых (а иногда и жидких) поверхностей путем воздействия лазерного луча. При низкой плотности энергии лазера материал нагревается за счет поглощенной лазерной энергии и испаряется или сублимируется. При высокой плотности энергии лазера материал часто превращается в плазму. Обычно лазерная очистка включает удаление материала с помощью импульсного лазера, но если интенсивность лазера достаточно высока, для абляции материала можно использовать лазерный луч непрерывной волны. Эксимерные лазеры глубокого ультрафиолета в основном используются для фотоабляции. Длина волны лазера, используемого для фотоабляции, составляет примерно 200 нм. Глубина поглощения лазерной энергии и количество материала, удаляемого одним лазерным импульсом, зависят от оптических свойств материала, а также длины волны лазера и длины импульса. Общую массу, удаляемую из мишени за один лазерный импульс, часто называют скоростью абляции. Характеристики лазерного излучения, такие как лазерный луч, скорость сканирования и охват линий сканирования, могут существенно влиять на процесс абляции.
Применение технологии лазерной очистки
(1) Полупроводниковое поле
Полупроводниковые пластины и оптические подложки имеют один и тот же процесс в процессе обработки, то есть сырье обрабатывается до необходимой формы в виде резки, шлифования и т. д. В этом процессе вводятся твердые загрязняющие вещества, которые трудно удалить. и повторное загрязнение является серьезной проблемой. Загрязнения на поверхности полупроводниковых пластин влияют на качество печати печатных плат, тем самым сокращая срок службы полупроводниковых чипов. Загрязнения на поверхности оптической подложки влияют на качество оптического устройства и покрытия, что может привести к неравномерности энергопотребления и сокращению срока службы. Поскольку сухая лазерная очистка легко может привести к повреждению поверхности подложки, этот метод очистки редко используется при очистке полупроводниковых пластин и оптических подложек, а влажная лазерная очистка и лазерно-плазменная ударно-волновая очистка имеют более успешное применение в этой области. Некоторые исследователи изучали нанесение специальной эмали микронного уровня на поверхность сверхгладкой оптической подложки в виде диэлектрической пленки, а затем использовали импульсный лазер для ее очистки, и эффект очистки был хорошим. Хотя количество частиц примеси на единицу площади увеличилось, размер частиц примеси и площадь покрытия значительно уменьшились. Этот метод позволяет эффективно очищать частицы загрязняющих веществ микронного уровня на поверхности сверхгладкой оптической подложки.
(2) Поле металлического материала
По сравнению с очисткой полупроводниковых пластин и оптических подложек очистка поверхности металлических материалов от загрязнений относится к макрокатегории. Загрязняющими веществами на поверхности металлических материалов в основном являются оксидный слой (слой ржавчины), слой краски, покрытие, другие вложения и т. д. По типу загрязняющих веществ их можно разделить на органические загрязнители (например, слой краски, покрытие) и неорганические загрязнители (например, слой ржавчины). Очистка загрязнений на поверхности металлических материалов осуществляется главным образом для удовлетворения требований последующей обработки или использования. Например, оксидный слой толщиной около 10 мкм на поверхности деталей из титанового сплава необходимо удалить перед сваркой, а оригинальное лакокрасочное покрытие на поверхности обшивки необходимо удалить во время капитального ремонта самолета, чтобы облегчить повторное напыление. Форму для резиновых шин следует регулярно очищать, чтобы обеспечить чистоту поверхности, качество производства и срок службы формы. Порог повреждения металлических материалов выше, чем порог лазерной очистки от загрязняющих веществ на их поверхности, и лучшего эффекта очистки можно достичь, выбрав лазер правильной мощности, который хорошо зарекомендовал себя в некоторых областях.
(3)Поле культурных реликвий
Из-за своей долгой истории металлические и каменные культурные реликвии могут иметь на поверхности такие загрязнения, как пыль и чернильные пятна. Эти загрязнения необходимо очистить, чтобы восстановить культурные реликвии. При неправильном хранении бумаги, такой как бумага для каллиграфии и живописи, на поверхности растет плесень и образуется налет. Эти таблички серьезно влияют на первоначальный внешний вид бумаги, особенно бумаги, имеющей высокую культурную или историческую ценность, что повлияет на ее оценку и защиту. Некоторые исследователи изучали возможность очистки УФ-лазером плесени на рисовой бумаге. Результаты испытаний показали, что использование лазера с плотностью энергии 3,2 Дж/мм2 для сканирования тонких бляшек позволяет удалить тонкие бляшки один раз, а для удаления бляшек провести сканирование дважды. Чисто, но если используемая энергия лазера слишком высока, это повредит рисовую бумагу при удалении зубного налета.
Перорация
Технология лазерной очистки — относительно передовая технология, имеющая широкие перспективы исследований и применения в аэрокосмической, военной технике, электронике и других передовых областях. В настоящее время технология лазерной очистки в некоторых областях достигла зрелости, благодаря ее высокой эффективности, экологичности, хорошему очищающему эффекту и другим характеристикам, область ее применения также постепенно расширяется. Развитие технологии лазерной очистки не только достигло зрелости в области удаления краски, ржавчины и других применений, но также есть сообщения об использовании лазера для очистки оксидного слоя на поверхности проволоки в последние годы. Расширение и применение существующих и новых месторождений являются основой развития технологий лазерной очистки. Исследования и разработки нового оборудования для лазерной очистки, а также разработка нового оборудования для лазерной очистки будут дифференцированы и будут выполнять различные функции. В будущем полностью автоматическая лазерная очистка может быть достигнута за счет сотрудничества с промышленными роботами.
Guosheng Laser, как производитель преобразователей частоты, стремится предоставлять клиентам высококачественные, высокостандартные и высокоэффективные решения для очистки, а также комплексное обслуживание. Если вы хотите узнать больше о преобразователе частоты и его применении, свяжитесь с нами по адресу bob@gshenglaser.com.