ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับหลักการ ข้อดี และการประยุกต์ใช้ในการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์

มีวิธีการทำความสะอาดหลายวิธีในอุตสาหกรรมการทำความสะอาดแบบดั้งเดิม ซึ่งส่วนใหญ่ใช้สารเคมีและวิธีการทำความสะอาดทางกลปัจจุบันนี้ เนื่องจากกฎระเบียบด้านการคุ้มครองสิ่งแวดล้อมในประเทศของฉันเข้มงวดมากขึ้นเรื่อยๆ และความตระหนักรู้ของผู้คนเกี่ยวกับการคุ้มครองสิ่งแวดล้อมและความปลอดภัยก็เพิ่มมากขึ้น ประเภทของสารเคมีที่สามารถนำมาใช้ในการทำความสะอาดการผลิตทางอุตสาหกรรมก็จะมีน้อยลงเรื่อยๆ

การหาวิธีทำความสะอาดที่สะอาดกว่าและไม่ทำลายเป็นคำถามที่เราต้องพิจารณาการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์มีลักษณะไม่กัดกร่อน ไม่สัมผัส ไม่มีผลกระทบจากความร้อน และเหมาะสำหรับวัตถุที่ทำจากวัสดุต่างๆถือเป็นทางออกที่น่าเชื่อถือและมีประสิทธิภาพมากที่สุดในขณะเดียวกัน เครื่องทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ก็สามารถแก้ปัญหาที่ไม่สามารถแก้ไขได้ด้วยวิธีการทำความสะอาดแบบเดิมๆ

 แผนภาพการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์

ทำไมเลเซอร์ถึงใช้ทำความสะอาดได้?ทำไมจึงไม่ทำให้วัตถุที่ทำความสะอาดเสียหาย?ก่อนอื่น มาทำความเข้าใจธรรมชาติของเลเซอร์กันก่อนพูดง่ายๆ ก็คือ เลเซอร์ก็ไม่ต่างจากแสง (แสงที่มองเห็นและแสงที่มองไม่เห็น) ที่ติดตามเรารอบตัวเรา ยกเว้นว่าเลเซอร์จะใช้โพรงเรโซแนนซ์เพื่อโฟกัสแสงไปในทิศทางเดียวกัน และมีความยาวคลื่น การประสานงาน ฯลฯ ที่ง่ายกว่า ประสิทธิภาพการทำงาน จะดีกว่า ดังนั้นในทางทฤษฎี แสงทุกความยาวคลื่นสามารถนำมาใช้สร้างเลเซอร์ได้อย่างไรก็ตาม ในความเป็นจริง มีสื่อไม่มากนักที่สามารถกระตุ้นได้ ดังนั้น ความสามารถในการสร้างแหล่งกำเนิดแสงเลเซอร์ที่มีความเสถียรซึ่งเหมาะสำหรับการผลิตทางอุตสาหกรรมจึงค่อนข้างจำกัดเลเซอร์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายน่าจะเป็นเลเซอร์ Nd: YAG เลเซอร์คาร์บอนไดออกไซด์ และเลเซอร์เอ็กไซเมอร์เนื่องจากเลเซอร์ Nd: YAG สามารถส่งผ่านใยแก้วนำแสงได้ และเหมาะสำหรับงานอุตสาหกรรม จึงมักใช้ในการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ด้วย

 ข้อดี:

เมื่อเทียบกับวิธีการทำความสะอาดแบบดั้งเดิม เช่น การทำความสะอาดด้วยแรงเสียดทานทางกล การทำความสะอาดด้วยการกัดกร่อนของสารเคมี การทำความสะอาดแรงกระแทกที่แข็งแกร่งของของเหลวและของแข็ง และการทำความสะอาดอัลตราโซนิกความถี่สูง การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์มีข้อดีที่ชัดเจน

1. การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์เป็นวิธีการทำความสะอาดแบบ "สีเขียว" โดยไม่ต้องใช้สารเคมีและน้ำยาทำความสะอาดใด ๆ การทำความสะอาดของเสียโดยพื้นฐานแล้วจะเป็นผงแข็ง ขนาดเล็ก จัดเก็บง่าย รีไซเคิลได้ สามารถแก้ปัญหามลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมที่เกิดขึ้นได้อย่างง่ายดาย โดยการทำความสะอาดด้วยสารเคมี

2. วิธีการทำความสะอาดแบบดั้งเดิมมักจะเป็นการทำความสะอาดแบบสัมผัส การทำความสะอาดพื้นผิวของวัตถุมีแรงทางกล ความเสียหายต่อพื้นผิวของวัตถุหรือสื่อทำความสะอาดที่ติดอยู่กับพื้นผิวของวัตถุที่จะทำความสะอาด ไม่สามารถถอดออกได้ ส่งผลให้รอง การปนเปื้อนการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์แบบไม่กัดกร่อนและไม่สัมผัสเพื่อแก้ไขปัญหาเหล่านี้

3. เลเซอร์สามารถส่งผ่านใยแก้วนำแสงด้วยหุ่นยนต์และหุ่นยนต์ สะดวกในการดำเนินการทางไกล สามารถทำความสะอาดวิธีการดั้งเดิมไม่ง่ายที่จะเข้าถึงชิ้นส่วน ซึ่งในสถานที่อันตรายในการใช้งานสามารถมั่นใจในความปลอดภัยของบุคลากร

4. การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์มีประสิทธิภาพและประหยัดเวลา

หลักการ:

กระบวนการทำความสะอาดเลเซอร์ไฟเบอร์แบบพัลซิ่งขึ้นอยู่กับลักษณะของพัลส์แสงที่สร้างโดยเลเซอร์ และขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาทางแสงที่เกิดจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างลำแสงความเข้มสูง เลเซอร์พัลส์สั้น และชั้นที่ปนเปื้อนหลักการทางกายภาพสามารถสรุปได้ดังนี้:

   แผนผังการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์

ก) ลำแสงที่ปล่อยออกมาจากเลเซอร์จะถูกดูดซับโดยชั้นที่ปนเปื้อนบนพื้นผิวที่จะรับการบำบัด

b)การดูดซับพลังงานขนาดใหญ่ทำให้เกิดพลาสมาที่ขยายตัวอย่างรวดเร็ว (ก๊าซที่ไม่เสถียรที่มีไอออนไนซ์สูง) ซึ่งทำให้เกิดคลื่นกระแทก

ค) คลื่นกระแทกทำให้สิ่งปนเปื้อนแตกตัวและถูกปฏิเสธ

d) ความกว้างของพัลส์แสงจะต้องสั้นพอที่จะหลีกเลี่ยงการสะสมความร้อนแบบทำลายล้างบนพื้นผิวที่ผ่านการบำบัด

จ)การทดลองแสดงให้เห็นว่าพลาสมาถูกสร้างขึ้นบนพื้นผิวโลหะเมื่อมีออกไซด์อยู่บนพื้นผิว

การใช้งานจริง:

การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์สามารถใช้เพื่อทำความสะอาดไม่เพียงแต่มลพิษอินทรีย์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงสารอนินทรีย์ด้วย เช่น สนิมโลหะ อนุภาคโลหะ ฝุ่น และอื่นๆข้อมูลต่อไปนี้จะอธิบายการใช้งานจริงบางประการ เทคโนโลยีเหล่านี้มีความเป็นผู้ใหญ่มากและมีการใช้กันอย่างแพร่หลาย

 แผนภาพการทำความสะอาดยางด้วยเลเซอร์

1. การทำความสะอาดแม่พิมพ์

ด้วยยางหลายร้อยล้านเส้นที่ผลิตในแต่ละปีโดยผู้ผลิตยางล้อทั่วโลก การทำความสะอาดแม่พิมพ์ยางในระหว่างการผลิตจะต้องรวดเร็วและเชื่อถือได้เพื่อประหยัดเวลาหยุดทำงาน

เทคโนโลยีแม่พิมพ์ยางทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมยางจำนวนมากในยุโรปและสหรัฐอเมริกา แม้ว่าต้นทุนการลงทุนเริ่มแรกจะสูง แต่สามารถประหยัดเวลาสแตนด์บาย หลีกเลี่ยงความเสียหายต่อแม่พิมพ์ ความปลอดภัยในการทำงาน และประหยัดวัตถุดิบใน กำไรจากการฟื้นตัวอย่างรวดเร็ว

2. การทำความสะอาดอาวุธและอุปกรณ์

เทคโนโลยีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการบำรุงรักษาอาวุธการใช้ระบบทำความสะอาดด้วยเลเซอร์สามารถขจัดการกัดกร่อนและมลพิษได้อย่างมีประสิทธิภาพและรวดเร็ว และสามารถเลือกสถานที่กำจัดเพื่อให้การทำความสะอาดเป็นแบบอัตโนมัติด้วยการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ ไม่เพียงแต่ความสะอาดจะสูงกว่ากระบวนการทำความสะอาดด้วยสารเคมีเท่านั้น แต่แทบไม่มีความเสียหายต่อพื้นผิวของวัตถุอีกด้วย

3. การลอกสีเครื่องบินเก่า

ในยุโรประบบทำความสะอาดด้วยเลเซอร์มีการใช้กันมานานในอุตสาหกรรมการบินพื้นผิวของเครื่องบินจะต้องทาสีใหม่หลังจากช่วงระยะเวลาหนึ่ง แต่สีเก่าจะต้องถูกลบออกทั้งหมดก่อนที่จะทาสี

วิธีการลบสีด้วยเครื่องจักรแบบดั้งเดิมมีแนวโน้มที่จะสร้างความเสียหายให้กับพื้นผิวโลหะของเครื่องบิน และอาจเสี่ยงต่อการบินอย่างปลอดภัยหากใช้ระบบทำความสะอาดด้วยเลเซอร์หลายระบบ ชั้นสีบนพื้นผิวของเครื่องบินแอร์บัส A320 จะสามารถกำจัดออกได้หมดภายในสามวัน โดยไม่ทำลายพื้นผิวโลหะ

4. การทำความสะอาดในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์

การกำจัดเลเซอร์ออกไซด์สำหรับอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์: อุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ต้องการการปนเปื้อนที่มีความแม่นยำสูง และเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการกำจัดเลเซอร์ออกไซด์ก่อนการบัดกรีแผงวงจร พินส่วนประกอบจะต้องถูกกำจัดออกซิไดซ์อย่างทั่วถึงเพื่อให้แน่ใจว่ามีการสัมผัสทางไฟฟ้าที่เหมาะสมที่สุด และพินจะต้องไม่เสียหายในระหว่างกระบวนการกำจัดการปนเปื้อนการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ตรงตามข้อกำหนดในการใช้งานและมีประสิทธิภาพมากจนต้องใช้แสงเลเซอร์เพียงอันเดียวสำหรับพินเดียว