Desarrollo y principio de limpieza del laser
Los métodos de limpieza industriales tradicionales incluyen principalmente el agua de alta presión, pulido químico el reactivo, ultrasónico y mecánico, pero estos métodos de limpieza tienen los problemas de dañar el substrato, el ambiente de trabajo pobre, la contaminación, la limpieza incompleta en algunas posiciones y el alto coste de limpieza. Con la agravación de la contaminación ambiental, los escolares por todo el mundo están desarrollando activamente nuevas tecnologías de limpieza con el ahorro de energía, la protección del medio ambiente y la eficacia alta. Porque la tecnología de limpieza del laser tiene muchas ventajas, tales como daño bajo de los materiales de matriz, de la alta exactitud de limpieza, de la emisión cero y de ninguna contaminación, es valorada y favorecida gradualmente por la academia y la industria. No hay duda que el uso de la tecnología de limpieza del laser a la limpieza de la suciedad de la superficie de metal tiene una perspectiva muy amplia.
Historia del desarrollo y situación actual de la tecnología de limpieza del laser
En los años 60, el físico famoso Schawlow primero propuso el concepto de limpieza del laser, y en seguida aplicó la tecnología a la reparación y al mantenimiento de libros antiguos. La gama de la descontaminación de limpieza extranjera del laser es muy ancha, de capa gruesa del moho a las partículas finas en la superficie del objeto, incluyendo la limpieza de reliquias culturales y las obras de arte, el retiro de la suciedad de goma en la superficie del molde del neumático, el retiro de los agentes contaminadores del aceite de silicón en la superficie de la película del oro y limpieza de alta precisión de la industria de la microelectrónica. En China, la tecnología de limpieza del laser comenzó realmente en 2004. China comenzó a invertir muchos recursos humanos y materiales para fortalecer la investigación sobre tecnología de limpieza del laser. En últimos diez años, con el desarrollo de lasers avanzados, de los lasers de dióxido de carbono ineficaces y abultados a los lasers ligeros y compactos de la fibra; Del laser continuo de la salida al laser del nanosegundo, del picosegundo y del pulso corto del femtosegundo; De salida ligera visible a la luz infrarroja de la onda larga y a la salida de la luz ultravioleta de la onda corta… Los lasers han hecho un salto en salida de la energía, gama de longitud de onda, calidad del laser y eficacia de conversión de energía. El desarrollo del laser promueve naturalmente el desarrollo rápido de la tecnología de limpieza del laser. La tecnología de limpieza del laser ha alcanzado resultados fructuosos en teoría y el uso.
Principio de tecnología de limpieza del laser
El proceso de la limpieza del laser pulsado depende de las características del pulso óptico generado por el laser, y se basa en la reacción photophysical causada por la interacción entre el haz de alta intensidad, el laser del pulso corto y el control de contaminación. Su principio físico puede ser resumido como sigue:
a) el haz emitido por el laser es absorbido por el control de contaminación en la superficie que se tratará;
b) la absorción de las formas grandes de la energía que amplían rápidamente plasma (ionizó altamente el gas inestable) y produce ondas expansivas;
c) la onda expansiva da vuelta a los agentes contaminadores en fragmentos y se quita;
d) la anchura de pulsación de luz debe ser bastante corta evitar la acumulación del calor que destruye la superficie tratada;
e) los experimentos muestran que cuando hay óxidos en la superficie de metal, el plasma ocurre en la superficie de metal.
Se genera el plasma solamente cuando la densidad de energía es más alta que el umbral, que depende de la capa contaminada o capa del óxido quitó. Este efecto de umbral es muy importante para la limpieza eficaz mientras que asegura la seguridad del material del substrato. Hay un segundo umbral para la aparición del plasma. Si la densidad de energía excede este umbral, la materia prima será destruida. Para limpiar con eficacia el material del substrato en la premisa de asegurar la seguridad del material del substrato, los parámetros del laser se deben ajustar según la situación, de modo que la densidad de energía del pulso óptico esté estrictamente entre los dos umbrales.
Ventajas de la limpieza del laser
Comparado con métodos de limpieza tradicionales tales como limpieza mecánica de la fricción, la limpieza química de la corrosión, la limpieza fuerte sólida líquida del impacto y la limpieza ultrasónica de alta frecuencia, limpieza del laser tiene cinco ventajas obvias:
- Ventajas de la protección del medio ambiente: la limpieza del laser es un método de limpieza “verde”. No necesita utilizar ningún agente químico y solución de limpieza. La basura limpiada es polvo básicamente sólido, pequeño volumen, fáciles de almacenar, reciclables, ninguna reacción fotoquímica y ninguna contaminación.
- Ventaja del efecto: el método de limpieza tradicional es a menudo la limpieza del contacto, que tiene fuerza mecánica en la superficie del objeto limpiado, los daños la superficie del objeto o el medio de limpieza se ata a la superficie del objeto limpiado, que no se puede quitar y no produce la contaminación secundaria. El efecto de no-pulido, sin contacto y no-termal de la limpieza del laser no dañará el substrato, para poder solucionar estos problemas.
- Ventaja del control: el laser puede ser transmitido a través de fibra óptica y cooperar con el manipulante y el robot para realizar la operación remota convenientemente. Puede limpiar las piezas que no son accesibles por los métodos tradicionales, que pueden asegurar seguridad de los personales en algunos lugares peligrosos.
- Ventaja de la conveniencia: la limpieza del laser puede quitar diversos tipos de agentes contaminadores en la superficie de diversos materiales y alcanzar limpieza que la limpieza convencional no puede alcanzar. Puede también limpiar selectivamente los agentes contaminadores en la superficie material sin el daño de la superficie material.
- Ventaja del coste: la limpieza del laser es rápida, eficiente y ahorra tiempo; En esta etapa, aunque la inversión de una sola vez en la compra del sistema de la limpieza del laser sea alta en el primero tiempo, el sistema de limpieza se puede utilizar estable durante mucho tiempo y tiene coste de operación bajo. Lo que es más importante, puede realizar fácilmente la operación automática. Puede ser predicho que el coste del sistema de la limpieza del laser será reducido grandemente en el futuro, para reducir más lejos el coste de tecnología de limpieza del laser que usa.
Los métodos de limpieza del laser se pueden dividir en las tres categorías siguientes:
1. Limpieza en seco del laser
La radiación de laser se utiliza para la descontaminación directa. Después de que el laser sea absorbido por los objetos o las partículas d suciedad, producirá la vibración, para separar la matriz y los agentes contaminadores. Hay dos maneras principales de quitar partículas d suciedad en la limpieza en seco del laser: uno es la extensión termal instantánea de la superficie del substrato, dando por resultado la vibración, de modo que las partículas fijaran por adsorción en la superficie puedan ser quitadas. El otro es que las partículas salen de la superficie del substrato debido a la extensión termal de las partículas ellos mismos.
2. Limpieza mojada del laser
La limpieza mojada del laser es cubrir uniformemente una capa de película media líquida en la superficie del substrato que se limpiará, y después quitar las manchas con la radiación de laser. Según la absorción del laser por la película y el substrato dieléctricos, la limpieza mojada se puede dividir en la absorción fuerte del substrato, la absorción dieléctrica fuerte de la película y la absorción común del substrato dieléctrico de la película. Durante la absorción fuerte de la matriz, después de que la matriz absorba energía de laser, el calor se transfiere a la película media líquida, la capa líquida en el interfaz entre la matriz y el líquido es recalentada y de ebullición, y la capa líquida y las manchas se quitan juntas.
3. Laser + depuración de gases inertes
Al mismo tiempo de la radiación de laser, el gas inerte está soplado a la superficie del objeto. Cuando los agentes contaminadores se pelan de la superficie, son soplados lejos de la superficie por el gas para evitar la contaminación y la oxidación de la superficie limpia.
Campos del uso de la limpieza del laser
Con el desarrollo de la tecnología de limpieza del laser, la tecnología de limpieza del laser se ha popularizado a muchas industrias en el uso industrial, como se muestra abajo:
- Campo microelectrónico: componentes del semiconductor, dispositivos microelectrónicos, plantillas de la memoria, etc.;
- Campo de la protección de la reliquia cultural: tallas, bronces, vidrio, pinturas al óleo y murales de piedra;
- Limpieza abrasiva: molde de goma, molde compuesto, molde de metal, etc.;
- Tratamiento superficial: tratamiento hidrofílico, el ponerse áspero de la superficie, tratamiento de la soldadura antes y después de la soldadura, etc;
- Retiro de la pintura y del moho: aviones, naves, armas y equipo, puentes, recipientes del reactor del metal, tuberías del metal, etc; Piezas de los aviones, piezas eléctricas del producto, etc.;
- Otro: Pintada urbana, rodillo de impresión, pared exterior constructiva, industria nuclear, etc.
La limpieza del laser se convertirá en la tendencia general de la evolución del mercado de limpieza. Aunque actualmente, la limpieza del laser no pueda substituir totalmente la tecnología de limpieza tradicional, con el progreso de la ciencia y de la tecnología y la mejora de los requisitos de la protección del medio ambiente, la limpieza del laser se convertirá en la tendencia general del desarrollo del mercado de limpieza global. Desarrollando nuevos sistemas y equipo de la limpieza del laser y optimizando el proceso de limpieza, mejorando la eficacia de limpieza, reduciendo el coste de limpieza, reduciendo el daño de la superficie que se limpiará, y realizando el verde, el proceso de limpieza eficiente y automático de la superficie de metal debe ser la demanda del mercado futuro. El equipo Co., Ltd. de Shenzhen Herolaser es una empresa dedicado al R y a la D, producción y ventas de las máquinas de la limpieza del laser. Actualmente, las máquinas de limpieza del laser del pulso 100W-2000W lanzadas por Herolaser en el campo de la limpieza del laser han sido ampliamente utilizadas en los campos del tratamiento superficial, el retiro de la limpieza del molde, de la pintura y del moho y el otro tránsito de la fabricación, del automóvil y del carril del hardware.