Làm sạch bằng laser là một phương pháp hiệu quả để loại bỏ các hạt bụi bẩn và lớp màng bám trên bề mặt rắn của các vật liệu khác nhau, với kích thước và kích thước khác nhau. Thông qua laser có độ sáng cao và định hướng tốt, hoạt động liên tục hoặc xung, bằng cách hội tụ quang học và tạo hình điểm để tạo ra hình dạng điểm và phân bố năng lượng cụ thể của chùm tia laser, chiếu vào bề mặt vật liệu bị nhiễm bẩn cần làm sạch. Các chất gây ô nhiễm bám trên bề mặt sẽ hấp thụ năng lượng laser, tạo ra một loạt các quá trình vật lý và hóa học phức tạp như rung động, nóng chảy, cháy, thậm chí là hóa khí, cuối cùng làm cho chất gây ô nhiễm tách khỏi bề mặt vật liệu. Ngay cả khi laser tác động lên bề mặt đã được làm sạch, phần lớn năng lượng sẽ bị phản xạ lại, không gây hư hại cho chất nền, từ đó đạt được hiệu quả làm sạch.Hình ảnh sau: Loại bỏ và làm sạch rỉ sét trên bề mặt ren.
Làm sạch bằng laser có thể được phân loại theo các tiêu chuẩn khác nhau. Ví dụ, theo quy trình làm sạch bằng laser, trên bề mặt vật liệu được phủ một lớp màng lỏng được chia thành làm sạch bằng laser khô và làm sạch bằng laser ướt. Loại thứ nhất là chiếu trực tiếp laser lên bề mặt có chất bẩn, loại thứ hai cần phủ thêm lớp màng lỏng hoặc độ ẩm lên bề mặt cần làm sạch. Làm sạch bằng laser ướt có hiệu quả cao, nhưng cần phải phủ màng lỏng thủ công, điều này đòi hỏi thành phần của màng lỏng không được thay đổi bản chất của vật liệu nền. Do đó, so với công nghệ làm sạch bằng laser khô, làm sạch bằng laser ướt có một số hạn chế về phạm vi ứng dụng. Làm sạch bằng laser khô hiện là phương pháp làm sạch bằng laser được sử dụng rộng rãi nhất, sử dụng chùm tia laser chiếu trực tiếp lên bề mặt vật liệu để loại bỏ các hạt và màng mỏng.
LaserDry Cnghiêng
Nguyên lý cơ bản của phương pháp làm sạch khô bằng laser là chiếu tia laser vào hạt bụi và chất nền, chuyển hóa năng lượng ánh sáng hấp thụ thành nhiệt tức thời, gây ra sự giãn nở nhiệt tức thời ở hạt bụi hoặc chất nền hoặc cả hai, tạo ra gia tốc ngay lập tức giữa hạt bụi và chất nền, lực sinh ra từ gia tốc này sẽ vượt qua lực hút giữa hạt bụi và chất nền, làm cho hạt bụi bong ra khỏi bề mặt chất nền.
Theo phương pháp hấp thụ khác nhau của quá trình làm sạch khô bằng laser, làm sạch khô bằng laser có thể được chia thành hai hình thức chính sau:
1.Fhoặc điểm nóng chảy lớn hơn vật liệu gốc (hoặc sự khác biệt về tốc độ hấp thụ laser) của các hạt bụi: các hạt hấp thụ bức xạ laser mạnh hơn sự hấp thụ của chất nền (a) hoặc ngược lại (b), khi đó các hạt hấp thụ năng lượng ánh sáng laser được chuyển hóa thành năng lượng nhiệt, gây ra sự giãn nở nhiệt của các hạt. Mặc dù lượng giãn nở nhiệt rất nhỏ, nhưng sự giãn nở nhiệt diễn ra trong một khoảng thời gian rất ngắn, do đó sẽ có một gia tốc tức thời rất lớn tác động lên chất nền, trong khi chất nền phản tác dụng lên các hạt, lực này sẽ vượt qua lực hút tương hỗ, khiến các hạt tách ra khỏi chất nền. Nguyên lý được thể hiện trong sơ đồ hình vẽ ở Hình 1..
2. Đối với bụi bẩn có điểm sôi thấp hơn: bụi bẩn trên bề mặt hấp thụ trực tiếp năng lượng laser, bốc hơi tức thì ở nhiệt độ cao, sau đó bay hơi trực tiếp để loại bỏ bụi bẩn, nguyên lý được thể hiện trong Hình 2.
LaserWet CnghiêngPnguyên tắc
Làm sạch ướt bằng laser, còn được gọi là làm sạch bằng hơi nước laser, trái ngược với làm sạch khô, làm sạch ướt sử dụng một lớp màng chất lỏng mỏng vài micromet hoặc màng vật liệu phủ lên bề mặt các bộ phận cần làm sạch. Khi chiếu tia laser, nhiệt độ của màng chất lỏng tăng lên tức thì và tạo ra một lượng lớn bọt khí dẫn đến phản ứng khí hóa. Sự nổ khí hóa này được tạo ra do sự va chạm giữa các hạt và chất nền, giúp khắc phục lực hút giữa chúng. Dựa trên hệ số hấp thụ bước sóng laser khác nhau giữa các hạt, màng chất lỏng và chất nền, làm sạch ướt bằng laser có thể được chia thành ba loại.
1.Khả năng hấp thụ năng lượng laser mạnh mẽ của chất nền
Khi chiếu tia laser lên chất nền và màng chất lỏng, sự hấp thụ tia laser của chất nền lớn hơn nhiều so với màng chất lỏng, do đó hiện tượng bốc hơi nổ xảy ra tại giao diện giữa chất nền và màng chất lỏng, như hình dưới đây. Về mặt lý thuyết, thời gian xung càng ngắn thì càng dễ tạo ra nhiệt độ quá cao tại điểm nối, dẫn đến tác động nổ lớn hơn.
2. Màng lỏng hấp thụ mạnh năng lượng laser
Nguyên lý của phương pháp làm sạch này là lớp màng chất lỏng hấp thụ phần lớn năng lượng laser, và hiện tượng bốc hơi nổ xảy ra trên bề mặt lớp màng chất lỏng, như hình minh họa bên dưới. Lúc này, hiệu quả làm sạch bằng laser không tốt bằng khi chất nền hấp thụ, vì lúc này tác động của vụ nổ lên bề mặt lớp màng chất lỏng. Trong khi đó, khi chất nền hấp thụ, bọt khí và vụ nổ xảy ra tại điểm giao nhau giữa chất nền và lớp màng chất lỏng, tác động của vụ nổ dễ dàng đẩy các hạt ra khỏi bề mặt chất nền hơn, do đó, hiệu quả làm sạch bằng cách hấp thụ chất nền tốt hơn.
3.Cả chất nền và màng lỏng cùng hấp thụ năng lượng laser.
Ở giai đoạn này, hiệu quả làm sạch rất thấp. Sau khi chiếu tia laser vào màng chất lỏng, một phần năng lượng laser bị hấp thụ, năng lượng này phân tán khắp bên trong màng chất lỏng, khiến màng chất lỏng sôi tạo ra bọt khí. Phần năng lượng laser còn lại được hấp thụ bởi chất nền thông qua màng chất lỏng, như hình vẽ minh họa. Phương pháp này đòi hỏi nhiều năng lượng laser hơn để tạo ra các bọt khí sôi trước khi xảy ra hiện tượng nổ. Do đó, hiệu quả của phương pháp này rất thấp.
Phương pháp làm sạch bằng laser ướt sử dụng sự hấp thụ của chất nền, do phần lớn năng lượng laser được chất nền hấp thụ, sẽ tạo ra lớp màng chất lỏng và hiện tượng quá nhiệt tại điểm tiếp xúc giữa màng chất nền, gây ra bọt khí ở giao diện. So với phương pháp làm sạch khô, phương pháp làm sạch ướt sử dụng hiện tượng nổ bọt khí tại điểm tiếp xúc do tác động của laser, đồng thời có thể thêm một lượng hóa chất nhất định vào màng chất lỏng và các hạt ô nhiễm để phản ứng hóa học, làm giảm lực hấp phụ giữa các hạt và chất nền, nhằm giảm ngưỡng làm sạch bằng laser. Do đó, làm sạch ướt có thể cải thiện hiệu quả làm sạch đến một mức độ nhất định, nhưng đồng thời cũng có những khó khăn nhất định, việc tạo ra màng chất lỏng có thể dẫn đến ô nhiễm mới, và độ dày của màng chất lỏng rất khó kiểm soát.
Các yếu tốAảnh hưởng đếnQchất lượng củaLaserCnghiêng
Ảnh hưởng củaLaserWđại lộ
Nguyên lý của việc làm sạch bằng laser là sự hấp thụ laser, do đó, trong việc lựa chọn nguồn laser, điều đầu tiên cần làm là kết hợp đặc tính hấp thụ ánh sáng của vật cần làm sạch, chọn laser có bước sóng phù hợp làm nguồn sáng. Ngoài ra, các nghiên cứu thực nghiệm của các nhà khoa học nước ngoài cho thấy rằng đối với việc làm sạch các hạt ô nhiễm có cùng đặc tính, bước sóng càng ngắn thì khả năng làm sạch của laser càng mạnh, ngưỡng làm sạch càng thấp. Có thể thấy rằng, để đáp ứng đặc tính hấp thụ ánh sáng của vật liệu, nhằm nâng cao hiệu quả và năng suất làm sạch, nên chọn laser có bước sóng ngắn hơn làm nguồn sáng làm sạch.
Ảnh hưởng củaPnăng lượngDmật độ
Trong quá trình làm sạch bằng laser, mật độ công suất laser có ngưỡng gây hư hại trên và ngưỡng làm sạch dưới. Trong phạm vi này, mật độ công suất laser càng lớn thì khả năng làm sạch càng cao, hiệu quả làm sạch càng rõ rệt. Do đó, trong trường hợp không được làm hư hại vật liệu nền, cần tăng mật độ công suất laser lên mức cao nhất có thể.
Ảnh hưởng củaPxungWidth
Cái tia laser Nguồn sáng dùng cho quá trình làm sạch bằng laser có thể là ánh sáng liên tục hoặc ánh sáng xung. Laser xung có thể cung cấp công suất đỉnh rất cao, do đó dễ dàng đáp ứng các yêu cầu về ngưỡng. Và người ta nhận thấy rằng trong quá trình làm sạch trên chất nền do hiệu ứng nhiệt gây ra, tác động của laser xung nhỏ hơn, trong khi laser liên tục gây ra tác động nhiệt lớn hơn ở vùng đó.
CáiEảnh hưởng củaSđóng hộpSđi tiểu vàNsố lượngTthời gian
Rõ ràng trong quá trình làm sạch bằng laser, tốc độ quét laser càng nhanh thì số lần quét càng ít, hiệu quả làm sạch càng cao, nhưng điều này có thể dẫn đến giảm hiệu quả làm sạch. Do đó, trong quá trình ứng dụng làm sạch thực tế, cần dựa trên đặc tính vật liệu của vật cần làm sạch và tình trạng ô nhiễm để lựa chọn tốc độ quét và số lần quét phù hợp. Tỷ lệ chồng lấp khi quét, v.v., cũng sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả làm sạch.
Ảnh hưởng củaAnúi củaDlấy nét điện tử
Trước khi làm sạch bằng laser, chủ yếu sử dụng sự kết hợp nhất định của các thấu kính hội tụ để tạo sự hội tụ. Trong quá trình làm sạch thực tế, nhìn chung, trong trường hợp làm lệch tiêu điểm, lượng lệch tiêu điểm càng lớn thì điểm chiếu lên vật liệu càng lớn, diện tích quét càng rộng, hiệu quả càng cao. Và về tổng công suất, lượng lệch tiêu điểm càng nhỏ thì mật độ công suất của laser càng lớn, khả năng làm sạch càng mạnh.
Bản tóm tắt
Vì phương pháp làm sạch bằng laser không sử dụng bất kỳ dung môi hóa học hay vật tư tiêu hao nào khác, nên nó thân thiện với môi trường, an toàn khi vận hành và có rất nhiều ưu điểm:
1. Xanh và thân thiện với môi trường, không sử dụng bất kỳ hóa chất và dung dịch tẩy rửa nào.,
2. Chất thải vệ sinh chủ yếu là dạng bột rắn, kích thước nhỏ, dễ thu gom và tái chế.,
3. Khói thải dễ hút và xử lý, độ ồn thấp, không gây hại cho sức khỏe cá nhân.,
4. Làm sạch không tiếp xúc, không để lại cặn bẩn, không gây ô nhiễm thứ cấp.,
5. Có thể thực hiện làm sạch chọn lọc mà không gây hư hại cho bề mặt vật liệu.,
6. Không tiêu thụ môi chất vận hành, chỉ tiêu thụ điện năng, chi phí sử dụng và bảo trì thấp.,
7. Edễ dàng đạt được tự động hóa, giảm cường độ lao động,
8. Thích hợp cho các khu vực hoặc bề mặt khó tiếp cận, trong môi trường nguy hiểm.
Công ty TNHH Tự động hóa Laser Maven là nhà sản xuất chuyên nghiệp máy hàn laser, máy làm sạch laser, máy khắc laser trong suốt 14 năm. Từ năm 2008, Maven Laser tập trung vào phát triển và sản xuất các loại máy khắc/hàn/đánh dấu/làm sạch laser với quản lý tiên tiến, năng lực nghiên cứu mạnh mẽ và chiến lược toàn cầu hóa ổn định. Nhờ đó, Maven Laser đã thiết lập hệ thống bán hàng và dịch vụ sản phẩm hoàn thiện hơn tại Trung Quốc và trên toàn thế giới, tạo dựng thương hiệu toàn cầu trong ngành công nghiệp laser.
Hơn nữa, chúng tôi rất chú trọng đến dịch vụ hậu mãi. Dịch vụ tốt và chất lượng tốt đều quan trọng như nhau đối với Maven Laser, chúng tôi sẽ tuân theo tinh thần "Uy tín và Chính trực", cố gắng hết sức để cung cấp cho khách hàng những sản phẩm tuyệt vời hơn và dịch vụ tốt hơn.
Maven Laser - nhà cung cấp thiết bị Laser chuyên nghiệp đáng tin cậy!
Chào mừng bạn hợp tác với chúng tôi để cùng đạt được thành công đôi bên cùng có lợi..
Thời gian đăng bài: 05/05/2023
