In l'ultimi anni, a pulizia laser hè diventata unu di i punti di ricerca in u campu di a fabricazione industriale, a ricerca copre u prucessu, a teoria, l'equipaggiu è l'applicazioni. In l'applicazioni industriali, a tecnulugia di pulizia laser hè stata capace di pulisce in modu affidabile un gran numaru di superfici di sustrato differenti, pulisce oggetti cumpresi azzaru, aluminiu, titaniu, vetru è materiali compositi, etc. ferrovia, automobile, muffa, energia nucleare è marina è altri campi.
A tecnulugia di pulizia laser, chì data di l'anni 1960, hà i vantaghji di un bonu effettu di pulizia, una larga gamma di applicazioni, alta precisione, senza cuntattu è accessibilità. In a fabricazione industriale, a pruduzzione è u mantenimentu è altri campi anu una larga gamma di prospettive di applicazione, hè prevista per rimpiazzà parzialmente o cumpletamente i metudi di pulizia tradiziunali, è diventanu a tecnulugia di pulizia verde più promettente in u 21u seculu.
Metudu di pulizia laser
U prucessu di pulizia laser hè assai cumplessu, chì implica una varietà di miccanismi di rimozione di materiale, per un metudu di pulizia laser, u prucessu di pulizia pò esisti à u stessu tempu una varietà di miccanismi, chì hè principalmente attribuibile à l'interazzione trà u laser è u materiale, cumprese l'ablazione di a superficia di u materiale, a descomposizione, l'ionizazione, a degradazione, a fusione, a combustione, a vaporizazione, a vibrazione, a sputtering, l'espansione, a retrazione, l'esplosione, a sbucciatura, a spargimentu è altri cambiamenti fisichi è chimichi. prucessu.
Attualmente, i metudi tipici di pulizia laser sò principarmenti trè: pulizia di l'ablazione laser, pulizia laser assistita da film liquidu è metudi di pulizia d'onda d'urtu laser.
Metudu di pulizia di ablazione laser
I meccanismi metodulugichi principali sò l'espansione termale, a vaporizazione, l'ablazione è l'esplosione di fasi. U laser agisce direttamente nantu à u materiale per esse eliminatu da a superficia di u sustrato è e cundizioni ambientali ponu esse l'aria, u gasu rarefiatu o u vacuum. I cundizioni di u funziunamentu sò simplici è più largamente usati per sguassà una varietà di rivestimenti, pitture, particelle o terra. U diagramma sottu mostra u schema di prucessu per u metudu di pulizia di l'ablazione laser.
Quandu l'irradiazione laser nantu à a superficia di u materiale, u sustrato è i materiali di pulizia sò a prima espansione termale. Cù l'aumentu di u tempu d'interazzione laser cù u materiale di pulizia, se a temperatura hè più bassa di u sogliu di cavitazione di u materiale di pulizia, u materiale di pulizia solu prucessu di cambiamentu fisicu, a diferenza trà u materiale di pulizia è u coefficient di espansione termica di u sustrato porta à a pressione à l'interfaccia. , u materiale di pulizia buckling, strappamentu da a superficia di u sustrato, cracking, frattura meccanica, sfrattu di vibrazione, etc., u materiale di pulizia hè sguassatu da jet o spogliatu di a superficia di u sustrato.
Se a temperatura hè più altu ch'è a temperatura di u limitu di gasificazione di u materiale di pulizia, ci saranu duie situazioni: 1) u limitu di ablazione di u materiale di pulizia hè menu di u sustrato; 2) u limitu di ablazione di u materiale di pulizia hè più grande di u sustrato.
Sti dui casi di materiali di pulizia sò fusione, cavitation è ablation è altri cambiamenti fisicochimicu, u mecanismu di pulizia hè più cumplessu, in più di l'effetti termali, ma pò ancu include materiali di pulizia è sustrati trà a rottura di legami molecolari, a decomposizione o degradazione di materiali di pulizia, fasi. splusione, materiali di pulizia gasificazione ionizazione istantanea, a generazione di plasma.
(1)Pulizia laser assistita da film liquidu
Metudu mètudu principarmenti hà film liquidu bolle vaporization è vibration, etc.. L'usu di u bisognu di sceglie a lunghezza d'onda laser apprupriati, in una manera di cumpensà a mancanza di pressione d'impattu in u prucessu di pulizia ablation laser, pò ièssiri usatu a caccià. alcuni di i più difficiuli di sguassà l'ughjettu di pulizia.
Comu mostra in a figura sottu, u film liquidu (acqua, etanol o altri liquidi) pre-copertu in a superficia di l'ughjettu di pulizia, è dopu aduprà u laser per irradiate. Film liquid assorbe l'energia laser risultatu in una forte splusione di media liquidu, l'esplosione di u muvimentu di liquidu bollente à alta velocità, u trasferimentu d'energia à i materiali di pulizia di a superficia, una forza splusiva transitoria alta hè abbastanza per caccià a terra di a superficia per ottene scopi di pulizia.
U metudu di pulizia laser di film liquidu hà dui svantaghji.
Prucessu ingombrante è difficiule di cuntrullà u prucessu.
A causa di l'usu di film liquidu, a cumpusizioni chimica di a superficia di u sustrato dopu a pulizia hè faciule di cambià è generà novi sustanzi.
(1)Metudu di pulizia di tipu d'onda d'urtu laser
L'approcciu di u prucessu è u mecanismu hè assai sfarente da i primi dui, u mecanismu hè principalmente a rimozione di a forza di l'onda di scossa, l'uggetti di pulizia sò principarmenti particeddi, soprattuttu per a rimuzione di particeddi (sub-micron o nanoscale). I bisogni di u prucessu sò assai stretti, sia per assicurà chì a capacità di ionizà l'aria, ma ancu per mantene una distanza adattata trà u laser è u sustrato per assicurà chì l'azzione nantu à e particeddi di a forza d'impattu hè abbastanza grande.
Laser shock wave prucessu di pulizia schematic schema hè mostratu sottu, u laser à parallella à a direzzione di u sustrato superficia shot, è u sustrato ùn vene in cuntattu. Move a pezza di travagliu o a testa di laser per aghjustà u focu laser à a particella vicinu à l'output laser, u puntu focale di u fenomenu di ionizazione di l'aria accadirà, risultatu in onde di scossa, onde di scossa à a rapida espansione di l'espansione sferica, è estesa à u cuntattu. cù e particelle. Quandu u mumentu di u cumpunente trasversale di l'onda di scossa nantu à a particella hè più grande di u mumentu di u cumpunente longitudinale è a forza di aderenza di a particella, a particella serà eliminata da u rolling.
Tecnulugia di pulizia laser
U mecanismu di pulizia laser hè principalmente basatu annantu à a superficia di l'ughjettu dopu l'assorbimentu di l'energia laser, o vaporizazione è volatilizazione, o espansione termale istantanea per superà l'adsorption di particeddi nantu à a superficia, in modu chì l'ughjettu da a superficia, è dopu ottene u scopu di pulizia.
Approssimativamente riassunte cum'è: 1. descomposizione di vapore laser, 2. stripping laser, 3. espansione termale di particelle di terra, 4. vibrazione di a superficia di sustrato è vibrazione di particella quattru aspetti
In cunfrontu cù u prucessu di pulizia tradiziunale, a tecnulugia di pulizia laser hà e seguenti caratteristiche.
1. Hè una pulizia "secca", senza suluzione di pulizia o altre suluzione chimica, è a pulizia hè assai più altu ch'è u prucessu di pulizia chimica.
2. L'alcunu di a rimuzione di a terra è a gamma di sustrato applicabile hè assai largu, è
3. Attraversu u regulamentu di paràmetri prucessu laser, ùn pò dannà a superficia di u sustrato nantu à a basa di rimuzzioni efficaci di contaminants, hè a superficia cum'è novu.
4. pulizia Laser pò esse facirmenti funziunamentu autumàticu.
5. L'equipaggiu di decontaminazione laser pò esse usata per un bellu pezzu, i costi di u funziunamentu bassu.
6. Tecnulugia di pulizia Laser hè un: verde: prucessu di pulizia, eliminà i rifiuti hè un polveru solidu, tamantu chjuca, faciuli à magazzini, basu ùn vi inquinate l 'ambienti.
In l'anni 1980, u rapidu sviluppu di l'industria di i semiconduttori nantu à a superficia di e particelle di contaminazione di maschere di siliciu di a maschere di silicio di a tecnulugia di pulizia presentanu esigenze più alte, u puntu chjave hè di superà a contaminazione di micro-particelle è u sustrato trà a grande forza di adsorption. , A pulizia chimica tradiziunale, a pulizia meccanica, i metudi di pulizia ultrasonica ùn sò micca capaci di risponde à a dumanda, è a pulizia laser pò risolve tali prublemi di contaminazione, a ricerca è l'applicazioni cunnesse sò state sviluppate rapidamente.
In u 1987, a prima apparizione di a dumanda di patenti nantu à a pulizia laser. In l'anni 1990, Zapka hà applicatu cù successu a tecnulugia di pulizia laser à u prucessu di fabricazione di semiconduttori per caccià i micro-particelle da a superficia di a maschera, rializendu l'applicazione iniziale di a tecnulugia di pulizia laser in u campu industriale. In u 1995, i circadori anu utilizatu un laser TEA-CO2 di 2 kW per ottene successu a pulizia di a rimozione di pittura di fuselage di l'aeronave.
Dopu à entre in u 21st seculu, cù u sviluppu high-vitezza di laser impulsu ultra-cortu, a ricerca naziunali è stranieri è l'applicazioni di a tecnulugia di pulizia laser aumentò gradualmente, fighjendu nantu à a superficia di materiali metallici, l'applicazioni straniere tipiche sò a rimozione di pittura di fuselage di l'aeronave, muffa. sgrassatura di a superficia, a rimozione di carbone interna di u mutore è a pulizia di a superficia di i giunti prima di a saldatura. US Edison Welding Institute pulizia laser di u FG16 warplane, quandu a putenza laser di 1 kW, u vulume di pulizia di 2,36 cm3 per minutu.
Hè vale à dì chì a ricerca è l'applicazione di a rimozione di pittura laser di parti cumposti avanzati hè ancu un puntu caldu maiò. L'US Navy HG53, HG56 elicotteri elicotteri lame è a coda piatta di l'aereo di caccia F16 è altre superfici composite sò state realizate applicazioni di rimozione di pittura laser, mentre chì i materiali cumposti di China in l'applicazioni di l'aeronautica tardi, per quessa, tali ricerche sò basamente in u biancu.
Inoltre, l'usu di a tecnulugia di pulizia laser à u trattamentu di a superficia compostu CFRP di l'articulazione prima di l'incollazione per migliurà a forza di l'articulazione hè ancu unu di l'attuale focus di ricerca. adattà a cumpagnia di laser à a linea di produzzione di vitture Audi TT per furnisce l'attrezzatura di pulizia laser in fibra per pulisce a superficia di a film d'ossidu di a porta in lega d'aluminiu ligera. Rolls G Royce UK hà utilizatu a pulizia laser per pulisce a film d'ossidu nantu à a superficia di cumpunenti di titaniu aero-motore.
Tecnulugia di pulizia Laser hà sviluppatu rapidamente in l'ultimi dui anni, s'ellu hè i paràmetri di u prucessu di pulizia laser è u mecanismu di pulizia, a ricerca di l'ughjettu di pulizia o l'applicazione di a ricerca hà fattu un grande prugressu. Tecnulugia di pulizia laser dopu assai di ricerca teorichi, u focu di a so ricerca hè constantemente biased versu l 'applicazzioni di ricerca, è in l 'applicazzioni di i risultati promettenti. In u futuru, a tecnulugia di pulizia laser in a prutezzione di e reliquie culturali è l'opere d'arti seranu più usate, è u so mercatu hè assai largu. Cù u sviluppu di a scienza è a tecnulugia, l'appiecazione di a tecnulugia di pulizia laser in l'industria hè diventata una realità, è u scopu di l'applicazione hè diventatu di più in più.
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Tempu di Postu: Nov-14-2022
