Në vitet e fundit, pastrimi me lazer është bërë një nga pikat e nxehta të kërkimit në fushën e prodhimit industrial, kërkimi mbulon procesin, teorinë, pajisjet dhe aplikimet. Në aplikimet industriale, teknologjia e pastrimit me lazer ka qenë në gjendje të pastrojë me besueshmëri një numër të madh sipërfaqesh të ndryshme substrate, duke pastruar objekte duke përfshirë çelikun, aluminin, titaniumin, qelqin dhe materialet kompozite, etj., aplikime që mbulojnë industritë e hapësirës ajrore, aviacionit, transportit detar, hekurudhave me shpejtësi të lartë, automobilave, mykut, energjisë bërthamore dhe detare dhe fusha të tjera.
Teknologjia e pastrimit me lazer, që daton që nga vitet 1960, ka avantazhet e efektit të mirë të pastrimit, gamës së gjerë të aplikimeve, saktësisë së lartë, pa kontakt dhe aksesueshmërisë. Në prodhimin industrial, prodhimin dhe mirëmbajtjen dhe fusha të tjera ka një gamë të gjerë perspektivash aplikimi, pritet të zëvendësojë pjesërisht ose plotësisht metodat tradicionale të pastrimit dhe të bëhet teknologjia më premtuese e pastrimit të gjelbër në shekullin e 21-të.
Metoda e pastrimit me lazer
Procesi i pastrimit me lazer është shumë kompleks, duke përfshirë një sërë mekanizmash për heqjen e materialeve. Për një metodë pastrimi me lazer, procesi i pastrimit mund të ekzistojë në të njëjtën kohë një sërë mekanizmash, të cilat kryesisht i atribuohen bashkëveprimit midis lazerit dhe materialit, duke përfshirë ablacionin e sipërfaqes së materialit, dekompozimin, jonizimin, degradimin, shkrirjen, djegien, avullimin, dridhjen, spërkatjen, zgjerimin, tkurrjen, shpërthimin, zhveshjen, derdhjen dhe ndryshime të tjera fizike dhe kimike.
Aktualisht, metodat tipike të pastrimit me lazer janë kryesisht tre: pastrimi me ablacion me lazer, pastrimi me lazer me ndihmën e filmit të lëngshëm dhe metodat e pastrimit me valë goditëse me lazer.
Metoda e pastrimit me ablacion me lazer
Mekanizmat kryesorë metodologjikë janë zgjerimi termik, avullimi, ablacioni dhe shpërthimi fazor. Lazeri vepron drejtpërdrejt mbi materialin që do të hiqet nga sipërfaqja e substratit dhe kushtet e ambientit mund të jenë ajri, gazi i rralluar ose vakumi. Kushtet e funksionimit janë të thjeshta dhe përdoren më gjerësisht për të hequr një sërë veshjesh, bojrash, grimcash ose papastërtish. Diagrami më poshtë tregon diagramin e procesit për metodën e pastrimit me ablacion lazer.
Kur rrezatimi me lazer bie mbi sipërfaqen e materialit, substrati dhe materialet pastruese pësojnë zgjerimin e parë termik. Me rritjen e kohës së bashkëveprimit të lazerit me materialin pastrues, nëse temperatura është më e ulët se pragu i kavitacionit të materialit pastrues, materiali pastrues ndryshon vetëm në procesin fizik. Diferenca midis koeficientit të zgjerimit termik të materialit pastrues dhe substratit çon në presion në ndërfaqe, materiali pastrues përkulet, shkëputet nga sipërfaqja e substratit, plasaritet, thyhet mekanikisht, shtypet nga dridhjet, etj., materiali pastrues hiqet me anë të spërkatjes ose zhvishet nga sipërfaqja e substratit.
Nëse temperatura është më e lartë se temperatura e pragut të gazifikimit të materialit pastrues, do të ketë dy situata: 1) pragu i ablacionit të materialit pastrues është më i vogël se substrati; 2) pragu i ablacionit të materialit pastrues është më i madh se substrati.
Këto dy raste të pastrimit të materialeve janë shkrirja, kavitacioni dhe ablacioni dhe ndryshime të tjera fiziko-kimike, mekanizmi i pastrimit është më kompleks, përveç efekteve termike, por mund të përfshijë edhe thyerjen e lidhjeve molekulare midis materialeve dhe substrateve të pastrimit, dekompozimin ose degradimin e materialeve të pastrimit, shpërthimin fazor, gazifikimin e materialeve të pastrimit, jonizimin e menjëhershëm, gjenerimin e plazmës.
(1)Pastrim me lazer i asistuar nga filmi i lëngshëm
Mekanizmi i metodës kryesisht ka film të lëngshëm që zien, avullim dhe dridhje, etj. Përdorimi i nevojës për të zgjedhur gjatësinë e valës së lazerit të përshtatshëm, në një mënyrë për të kompensuar mungesën e presionit të ndikimit në procesin e pastrimit me ablacion lazer, mund të përdoret për të hequr disa nga objektet më të vështira për t'u hequr.
Siç tregohet në figurën më poshtë, një film i lëngshëm (ujë, etanol ose lëngje të tjera) mbulohet paraprakisht në sipërfaqen e objektit të pastrimit dhe më pas përdoret lazeri për ta rrezatuar atë. Filmi i lëngshëm thith energjinë e lazerit duke rezultuar në një shpërthim të fortë të mjedisit të lëngshëm, shpërthimi i lëngut të vluar lëviz me shpejtësi të lartë, transferimi i energjisë në materialet e pastrimit sipërfaqësor, forca e lartë shpërthyese kalimtare është e mjaftueshme për të hequr papastërtinë sipërfaqësore për të arritur qëllimet e pastrimit.
Metoda e pastrimit me lazer të asistuar nga filmi i lëngshëm ka dy disavantazhe.
Proces i mundimshëm dhe i vështirë për t’u kontrolluar.
Për shkak të përdorimit të filmit të lëngshëm, përbërja kimike e sipërfaqes së substratit pas pastrimit është e lehtë për t'u ndryshuar dhe për të gjeneruar substanca të reja.
(1)Metoda e pastrimit të llojit të valës së goditjes me lazer
Qasja dhe mekanizmi i procesit është shumë i ndryshëm nga dy të parat, mekanizmi është kryesisht heqja e forcës së valës së goditjes, objektet e pastrimit janë kryesisht grimca, kryesisht për heqjen e grimcave (nën-mikron ose nanoskalë). Kërkesat e procesit janë shumë të rrepta, si për të siguruar aftësinë për të jonizuar ajrin, ashtu edhe për të ruajtur një distancë të përshtatshme midis lazerit dhe substratit për të siguruar që veprimi mbi grimcat e forcës së impaktit është mjaft i madh.
Diagrami skematik i procesit të pastrimit të valës goditëse me lazer është treguar më poshtë, lazeri është paralel me drejtimin e sipërfaqes së substratit të qëlluar, dhe substrati nuk bie në kontakt. Lëvizni pjesën e punës ose kokën e lazerit për të rregulluar fokusin e lazerit në grimcë afër daljes së lazerit, do të ndodhë fenomeni i jonizimit të ajrit në pikën fokale, duke rezultuar në valë goditëse, valët goditëse në zgjerim të shpejtë të zgjerimit sferik dhe shtrihen në kontakt me grimcat. Kur momenti i komponentit tërthor të valës goditëse në grimcë është më i madh se momenti i komponentit gjatësor dhe forca e ngjitjes së grimcave, grimca do të hiqet duke u rrotulluar.
Teknologjia e pastrimit me lazer
Mekanizmi i pastrimit me lazer bazohet kryesisht në sipërfaqen e objektit pas thithjes së energjisë së lazerit, ose avullimit dhe avullimit, ose zgjerimit termik të menjëhershëm për të kapërcyer adsorbimin e grimcave në sipërfaqe, në mënyrë që objekti të largohet nga sipërfaqja, dhe pastaj të arrijë qëllimin e pastrimit.
Përmbledhur përafërsisht si: 1. dekompozimi i avujve me lazer, 2. zhveshja me lazer, 3. zgjerimi termik i grimcave të papastërtisë, 4. dridhja e sipërfaqes së substratit dhe dridhja e grimcave katër aspekte
Krahasuar me procesin tradicional të pastrimit, teknologjia e pastrimit me lazer ka karakteristikat e mëposhtme.
1. Është një pastrim "i thatë", pa tretësirë pastrimi ose tretësira të tjera kimike, dhe pastërtia është shumë më e lartë se procesi i pastrimit kimik.
2. Shtrirja e heqjes së papastërtisë dhe diapazoni i substratit të aplikueshëm është shumë i gjerë, dhe
3. Nëpërmjet rregullimit të parametrave të procesit me lazer, nuk mund të dëmtohet sipërfaqja e substratit në bazë të heqjes efektive të ndotësve, sipërfaqja është aq e mirë sa e re.
4. Pastrimi me lazer mund të jetë lehtësisht i automatizuar.
5. Pajisjet e dekontaminimit me lazer mund të përdoren për një kohë të gjatë, me kosto të ulët operative.
6. Teknologjia e pastrimit me lazer është: ekologjike: procesi i pastrimit, eliminimi i mbeturinave është një pluhur i ngurtë, madhësi e vogël, e lehtë për t’u ruajtur, në thelb nuk do të ndotë mjedisin.
Në vitet 1980, zhvillimi i shpejtë i industrisë gjysmëpërçuese në sipërfaqen e maskës së silikonit, grimcat e ndotjes së teknologjisë së pastrimit paraqitën kërkesa më të larta, pika kyçe është kapërcimi i kontaminimit të mikropjesëzave dhe substratit midis forcës së madhe të adsorbimit, pastrimi tradicional kimik, pastrimi mekanik, metodat e pastrimit tejzanor nuk janë në gjendje të përmbushin kërkesën, dhe pastrimi me lazer mund të zgjidhë probleme të tilla të ndotjes, kërkimet dhe aplikimet përkatëse janë zhvilluar me shpejtësi.
Në vitin 1987, u shfaq për herë të parë kërkesa për patentë mbi pastrimin me lazer. Në vitet 1990, Zapka aplikoi me sukses teknologjinë e pastrimit me lazer në procesin e prodhimit të gjysmëpërçuesve për të hequr mikropjesëzat nga sipërfaqja e maskës, duke realizuar aplikimin e hershëm të teknologjisë së pastrimit me lazer në fushën industriale. Në vitin 1995, studiuesit përdorën një lazer TEA-CO2 2 kW për të arritur me sukses pastrimin e trupit të avionit dhe heqjen e bojës.
Pas hyrjes në shekullin e 21-të, me zhvillimin me shpejtësi të lartë të lazerëve me puls ultra të shkurtër, kërkimi dhe aplikimi vendas dhe i huaj i teknologjisë së pastrimit me lazer u rrit gradualisht, duke u përqendruar në sipërfaqen e materialeve metalike, aplikimet tipike të huaja janë heqja e bojës së trupit të avionit, zhyrja e sipërfaqes së mykut, heqja e karbonit të brendshëm të motorit dhe pastrimi sipërfaqësor i nyjeve para saldimit. Instituti i Saldimit Edison i SHBA-së pastron me lazer aeroplanin luftarak FG16, kur fuqia e lazerit është 1 kW, vëllimi i pastrimit është 2.36 cm3 në minutë.
Vlen të përmendet se kërkimi dhe aplikimi i heqjes së bojës me lazer të pjesëve të përparuara kompozite është gjithashtu një pikë e nxehtë e rëndësishme. Tehet e helikës së helikopterit HG53 të Marinës Amerikane, HG56 dhe bishti i sheshtë i avionit luftarak F16 dhe sipërfaqet e tjera kompozite janë realizuar për aplikime të heqjes së bojës me lazer, ndërsa materialet kompozite të Kinës kanë filluar të përdoren vonë në avionë, kështu që kërkime të tilla janë praktikisht të paplotësuara.
Përveç kësaj, përdorimi i teknologjisë së pastrimit me lazer për trajtimin sipërfaqësor të bashkimit me përbërës CFRP para ngjitjes për të përmirësuar forcën e bashkimit është gjithashtu një nga fokuset aktuale të kërkimit. Përshtatja e kompanisë së lazerit në linjën e prodhimit të makinave Audi TT për të ofruar pajisje pastrimi me lazer me fibra për të pastruar sipërfaqen e filmit oksid të kornizës së derës prej lidhjeje alumini të lehtë. Rolls G Royce UK përdori pastrimin me lazer për të pastruar filmin oksid në sipërfaqen e komponentëve të motorëve të titaniumit të avionit.
Teknologjia e pastrimit me lazer është zhvilluar me shpejtësi në dy vitet e fundit, qoftë në parametrat e procesit të pastrimit me lazer dhe mekanizmin e pastrimit, kërkimin mbi objektet e pastrimit apo aplikimin e kërkimit, ka bërë përparim të madh. Teknologjia e pastrimit me lazer, pas shumë kërkimeve teorike, fokusi i kërkimit të saj është vazhdimisht i anuar drejt aplikimit të kërkimit dhe në zbatimin e rezultateve premtuese. Në të ardhmen, teknologjia e pastrimit me lazer do të përdoret më gjerësisht në mbrojtjen e relikteve kulturore dhe veprave të artit, dhe tregu i saj është shumë i gjerë. Me zhvillimin e shkencës dhe teknologjisë, aplikimi i teknologjisë së pastrimit me lazer në industri po bëhet realitet dhe fusha e aplikimit po bëhet gjithnjë e më e gjerë.
Kompania e automatizimit me lazer Maven është përqendruar në industrinë e lazerëve për 14 vjet, ne specializohemi në shënjimin me lazer, kemi makinë pastrimi me lazer për kabinetet e makinerive, makinë pastrimi me lazer për karroca, makinë pastrimi me lazer për çanta shpine dhe makinë pastrimi me lazer tre në një, përveç kësaj, ne gjithashtu kemi makinë saldimi me lazer, makinë prerëse me lazer dhe makinë gdhendjeje me shënjim me lazer, nëse jeni të interesuar për makinën tonë, mund të na ndiqni dhe të na kontaktoni lirisht.
Koha e postimit: 14 nëntor 2022
