Odborné znalosti

Princip laserového čištění

2021-12-17
V polovině 80. let Beklemyshev, Allrn a další vědci spojili laserovou technologii a technologii čištění pro potřeby praktické práce a provedli související výzkum. Od té doby se zrodil technický koncept laserového čištění (Laser Cleanning). Je dobře známo, že vztah mezi znečišťujícími látkami a substráty Vazebná síla se dělí na kovalentní vazbu, dvojitý dipól, kapilární působení a van der Waalsovu sílu. Pokud lze tuto sílu překonat nebo zničit, bude dosaženo účinku dekontaminace.
Laserové čištění je použití laserových paprsků, které se vyznačují vysokou hustotou energie, řiditelným směrem a silnou konvergenční schopností, takže vazebná síla mezi znečišťujícími látkami a substrátem je zničena nebo se znečišťující látky přímo odpařují, aby se dekontaminovaly a snížily znečišťující látky. Pevnost spojení s matricí a následně dosažení efektu čištění povrchu obrobku. Když nečistoty na povrchu obrobku absorbují energii laseru, rychle se odpaří nebo okamžitě expandují po zahřátí, aby překonaly sílu mezi nečistotami a povrchem substrátu. V důsledku zvýšené energie ohřevu částice nečistot vibrují a odpadávají z povrchu substrátu.
Celý proces čištění laserem je rozdělen zhruba do 4 fází, a to odpařování a rozklad laseru, stripování laserem, tepelná roztažnost částic škodlivin, vibrace povrchu substrátu a separace škodlivin. Při aplikaci technologie laserového čištění byste samozřejmě měli věnovat pozornost také prahu čištění laserem čištěného předmětu a zvolit vhodnou vlnovou délku laseru pro dosažení nejlepšího čisticího efektu. Laserové čištění může změnit strukturu zrn a orientaci povrchu substrátu bez poškození povrchu substrátu a může také řídit drsnost povrchu substrátu, čímž se zlepší celkový výkon povrchu substrátu. Čisticí účinek ovlivňují především faktory, jako jsou vlastnosti paprsku, fyzikální parametry substrátu a materiálu nečistot a schopnost nečistot absorbovat energii paprsku.
V současné době technologie laserového čištění zahrnuje tři způsoby čištění: technologii suchého laserového čištění, technologii mokrého laserového čištění a technologii laserové plazmové rázové vlny.
1. Čištění suchým laserem znamená, že pulzní laser je přímo ozářen za účelem čištění obrobku, takže substrát nebo povrchové nečistoty absorbují energii a teplota stoupá, což má za následek tepelnou roztažnost nebo tepelné vibrace substrátu, čímž se oba oddělí. Tuto metodu lze zhruba rozdělit do dvou situací: jednou je, že povrchové nečistoty absorbují laser a expandují; druhá je, že substrát absorbuje laser a vytváří tepelné vibrace.
2. Mokré laserové čištění je předběžné nanesení tekutého filmu na povrch před ozařováním obrobku pulzním laserem. Působením laseru teplota tekutého filmu rychle stoupá a odpařuje se. V okamžiku odpařování vzniká rázová vlna, která působí na částice škodlivin. , Nechejte jej spadnout ze substrátu. Tato metoda vyžaduje, aby substrát a tekutý film nemohly reagovat, takže rozsah aplikačních materiálů je omezený.
3. Laserová plazmová rázová vlna je sférická plazmová rázová vlna generovaná rozbitím vzduchového média během procesu laserového ozařování. Rázová vlna působí na povrch substrátu určeného k mytí a uvolňuje energii k odstranění znečišťujících látek; laser nepůsobí na substrát, takže nezpůsobuje poškození substrátu. Technologie čištění laserovou plazmovou rázovou vlnou nyní dokáže vyčistit částice kontaminující částice o velikosti desítek nanometrů a vlnová délka laseru není nijak omezena.
Ve skutečné výrobě by měly být specificky zvoleny různé zkušební metody a související parametry podle potřeb získat vysoce kvalitní čisticí obrobky. V procesu laserového čištění jsou účinnost čištění povrchu a hodnocení kvality důležitými metrikami pro určení kvality technologie laserového čištění.