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激光清洗技術(shù)
激光清洗機(jī)理主要是基于物體表面污染物吸收激光能量后，或汽化揮發(fā)，或瞬間受熱膨脹而克服表面對(duì)粒子的吸附力，使其脫離物體表面，進(jìn)而達(dá)到清洗的目的。目前對(duì)激光清洗的機(jī)理歸納起來大致包括激光汽化分解、污物粒子熱膨脹、基體表面振動(dòng)和粒于振動(dòng)、激光剝離四個(gè)方面;而且激光清洗常常是多種機(jī)理同時(shí)作用的結(jié)果。
其物理原理如下所示：
(a)激光器發(fā)射的光束被需處理表面上的污染層所吸收，發(fā)生汽化。
(b)大能量的吸收形成急劇膨脹的等離子體并產(chǎn)生沖擊波。
(c)沖擊波使污染物變成碎片并被剝除。
等離子體的產(chǎn)生存在兩個(gè)閾值。閾值取決于被去除的污染層或氧化層，只在能量密度高于這一閾值的情況下，才會(huì)產(chǎn)生等離子體。同樣，它的出現(xiàn)還存在第二個(gè)閾值，如果能量密度超過這一閾值，則基底材料將被破壞。為保證基底材料的安全并進(jìn)行有效的清潔，必須根據(jù)情況調(diào)整激光參數(shù)，使光脈沖的能量密度嚴(yán)格處于兩個(gè)閾值之間，這就保證了激光清洗的自控性。能量密度高于閾值的光脈沖將一直剔除污染物，直到達(dá)到基底材料為止。然而，因?yàn)槠淠芰棵芏鹊陀诨撞牧系钠茐拈撝担曰牟粫?huì)遭到破壞。
與普通的化學(xué)清洗法和機(jī)械清洗法相比，激光清洗具有如下特征：
對(duì)比項(xiàng)目 | 激光清洗 | 化學(xué)清洗 | 機(jī)械刷磨 |
清洗方式 | 非接觸式（激光） | 接觸式（化學(xué)試劑） | 接觸式（機(jī)械/砂紙） |
清洗效果 | 速度快、潔凈度高 | 速度慢、不均勻 | 速度慢、不均勻 |
清洗效率 | 高 | 低 | 低 |
工件損傷 | 無損傷 | 有損傷 | 有損傷 |
加工精準(zhǔn)度 | 可控、精準(zhǔn)度高 | 不可控、精準(zhǔn)度低 | 不可控、精準(zhǔn)度不高 |
對(duì)環(huán)境的影響 | 無污染 | 化學(xué)污染 | 粉塵污染 |
加工耗材 | 電 | 大量化學(xué)清洗劑 | 砂紙、砂輪、油石等 |
操作方式 | 手持或自動(dòng)化 | 工序流程復(fù)雜 | 耗費(fèi)大量人工人力 |
激光清洗技術(shù)是一種的“干式”清洗過程，是一種“綠色”清洗工藝，清洗下來的廢料基本上都是固體粉末，體積小，易于存放，可回收，清潔度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)清洗工藝；適用于幾乎所有固體基材，從大的塊狀污物（手印、銹斑、油污、油漆）到小的微細(xì)顆粒（如金屬超細(xì)微粒、灰塵）均可以采用此方法進(jìn)行清洗。
02
激光清洗的應(yīng)用領(lǐng)域
傳統(tǒng)的清洗方式多是利用化學(xué)藥劑、噴砂、或者高壓水等方式進(jìn)行清洗，相比下，激光清洗機(jī)是新一代智能產(chǎn)品，通過調(diào)控激光工藝參數(shù)，可以在不損傷基材的基礎(chǔ)上，有效去除污染物，使表面復(fù)舊如新。其具有無研磨、非接觸、無熱效應(yīng)和適用于各種材質(zhì)的物體等清洗特點(diǎn)，這對(duì)金屬生產(chǎn)、電子行業(yè)、工程建筑和船舶制造等相關(guān)的領(lǐng)域來講，及時(shí)進(jìn)行激光清洗是一項(xiàng)非常重要的工作。
除漆除銹領(lǐng)域
飛機(jī)、船舶、橋梁、金屬容器管道等
表面處理領(lǐng)域
親水性處理、焊前焊后對(duì)焊縫的處理等
磨具領(lǐng)域
橡膠模具、復(fù)合模具、金屬模具等
微電子領(lǐng)域
半導(dǎo)體元件、微電子器件、存儲(chǔ)器模板等
文物保護(hù)領(lǐng)域
石雕、青銅器、玻璃、油畫和壁畫等
其他領(lǐng)域
城市涂鴉、印刷滾筒、建筑外墻、核工業(yè)等
每年的輪胎生產(chǎn)企業(yè)會(huì)制造出數(shù)億個(gè)輪胎，模具的好壞直接影響輪胎的質(zhì)量，生產(chǎn)過程中輪胎模具的清洗必須迅速可靠，以節(jié)省停機(jī)的時(shí)間。利用激光清洗方式，可利用光纖連接將光傳輸?shù)侥＞叩乃澜腔虿灰浊宄牟课贿M(jìn)行清洗，表面潔凈度高，清洗速度更快，清洗效果佳，并且對(duì)模具無任何損傷，實(shí)現(xiàn)真正的無污染，高質(zhì)高效清洗。
另外，在裝備的清洗，電子工業(yè)中的去污清洗，精密機(jī)械工業(yè)中的精確去酯清洗等等方面，在海洋船舶，航空航天等領(lǐng)域，激光清洗技術(shù)都展現(xiàn)出了多重優(yōu)勢(shì)，具有巨大的應(yīng)用潛力。
