Laserové čištění: definice, typy, výhody, 5 použití

by

Co je to laserové čištění?

Laserové čištění nebo laserové čištění povrchu se týká techniky využití fenoménu laserového ozařování k odstranění nečistot a nečistot z povrchu materiálu. Proces laserového chlazení zahrnuje odstranění jemné horní vrstvy daného materiálu, aby se zcela zbavily povrchových nečistot.

Obecně proces čištění povrchu laserem vyžaduje laserový paprsek s velmi vysokým výkonem a velmi krátkými laserovými pulsy.

laserové čištění
Průmyslový laserový čisticí stroj. Zdroj obrázku: Optola, Industrinė lazerinio valymo įranga, CC BY-SA 4.0

Obsah

Jak funguje laserové čištění?

Laserové čištění zahrnuje použití jevu laserového ozařování k odstranění nečistot a nečistot z povrchu materiálu. Pro tento proces je vybrán vysoce výkonný laser s krátkými laserovými pulsy. Energie laseru je směrována k ablaci horní vrstvy materiálu. Zatímco se část abrazivních látek a nečistot po procesu ablace odpařuje, část zůstává jako prach ve formě částic. Tento prach lze poté shromáždit ve filtračním systému později. Tento proces ablace se opakuje, dokud není odstraněna požadovaná tloušťka horní vrstvy materiálu.

Jaké jsou typy laserového čištění?

Procesy čištění laserem lze rozdělit do dvou odlišných typů:

Odstranění povlaku:

Tento typ laserového čištění povrchu, jak název napovídá, se týká odstraňování nečistot a nečistot z povrchu materiálu pomocí laserů. V tomto procesu se chemické a fyzikální složení vrstvy nečistot výrazně liší od složení substrátu. Organický materiál absorbuje laserové světlo, zatímco neorganický substrát není žádným způsobem ovlivněn. Na podkladu nejsou pozorovány žádné mechanické, chemické ani fyzikální změny. Mezi příklady použití tohoto procesu patří barva, pogumování a izolace.

Laserová dekontaminace povrchu:

Proces laserové povrchové dekontaminace zahrnuje odstranění kontaminantů a nečistot přítomných hluboko v povrchu daného materiálu. Tento proces fyzicky odstraní celou horní vrstvu materiálu. Mezi příklady použití tohoto procesu patří odstraňování konkrétních radioaktivních vrstev pomocí laserové škrábání technika.

Lasisi
Laserová ablace v roztoku. zdroj obrázku: Sahehco, Lasisi, CC BY-SA 4.0

Jaké jsou výhody čištění laserem?

Výhody laserového čištění povrchu jsou:

  • Laserové čištění povrchu je bezkontaktní proces, díky čemuž je jeho aplikace extrémně pohodlná.
  • Laserové čištění povrchu nezahrnuje použití abraziv nebo špatných chemikálií.
  • Laserové čištění povrchu neprodukuje žádnou formu sekundárního odpadu.
  • Laserové čištění povrchu umožňuje jemné odstraňování vrstev bez kompromisů se strukturou nebo tvarem materiálu.
  • Laserové čištění povrchu neprodukuje žádné chemické, fyzikální ani mechanické změny v podkladu.
  • Laserové čištění povrchu lze provádět pomocí strojů a robotů, čímž se eliminuje riziko vystavení pracovníků záření.
  • Laserové čištění povrchu je flexibilní technika.

Jaká jsou použití laserového čištění?

  • Laserové čištění povrchů se dnes používá k několika účelům. Používá se jak v makrozvětveném, tak ve velkém průmyslu pro několik čisticích účelů. Nečistoty jako prach, barvy, radioaktivní prvky atd. Jsou odstraňovány lasery.
  • V elektronickém průmyslu se laserové čištění povrchu používá k čištění kontaktních ploch podložek a zástrček a také k odstranění izolace z elektrických kabelů.
  • V gumárenském průmyslu se lasery používají k čištění povrchu gumových forem nebo forem na pneumatiky. U některých materiálů není použití chemikálií možné k čištění; laserové čištění se pro takové materiály osvědčilo.
  • Odstranění barevných vrstev z budov, letadel, lodí, automobilů atd. Zahrnuje také použití laserového čištění povrchu.
  • Jemné čištění mikročipů provádějí také lasery. Laserové čištění povrchů je také běžnou metodou odstraňování rzi, oleje a mastnoty.
Laserová ablace asteroidů jako vzorek
Ablace nepravidelného povrchu pomocí laserů. Zdroj obrázku: Travis Brashears, Laserová ablace asteroidů jako vzorek, CC BY 4.0

Jaký typ laseru se používá k laserovému čištění?

Obecně se pro laserové čištění povrchů používají vysoce výkonné optické lasery. Vláknové lasery produkují a směrují laserové světlo pomocí flexibilního média, které umožňuje lepší a snadnější dopravu světelného paprsku na požadované místo. Výkon optických laserů na bázi vláken je vyšší než u ostatních typů laserů. Vysoký poměr povrchové plochy k objemu těchto laserových variant poskytuje nepřetržitý výstupní výkon v kilowattovém rozsahu spolu s účinným chlazením. Vlnovod z optických vláken přispívá ke snížení zkreslení optické dráhy v důsledku tepelných problémů. Lasery na bázi optických vláken mají obecně kompaktnější konstrukci ve srovnání s plynovými nebo polovodičovými lasery (se stejným výstupním výkonem) a produkují laserový paprsek s omezenou difrakcí.

Kromě laserů s optickými vlákny se lasery Nd: YAG používají také k laserovému čištění povrchů. Nd: YAG lasery se používají k vyzařování světla v infračerveném rozsahu (téměř 946, 1064, 1120, 1320 a 1440 nm). Organické vzorky (povrchové nečistoty) jsou vyrobeny převážně z vody a jsou schopny dobře absorbovat IR frekvenci světla.

Powerlite NdYAG 3
Nd: YAG (neodymem dotovaný yttrium hliníkový granát) laser. zdroj obrázku: Kkmurray, Powerlite NdYAG, CC BY 3.0

Chcete-li se dozvědět více o laserech z optických vláken, navštivte stránku https://techiescience.com/fiber-lasers/

Také čtení:

     

Zanechat komentář