So'nggi yillarda lazerni tozalash sanoat ishlab chiqarish sohasidagi tadqiqot nuqtalaridan biriga aylandi, tadqiqot jarayoni, nazariyasi, uskunalari va ilovalarini qamrab oladi. Sanoat qo'llanmalarida lazerli tozalash texnologiyasi ko'p sonli turli xil substrat yuzalarini, po'lat, alyuminiy, titanium, shisha va kompozit materiallarni va boshqalarni tozalash ob'ektlarini, aerokosmik, aviatsiya, yuk tashish, yuqori tezlikni qamrab oladigan amaliy sanoatlarni ishonchli tozalashga muvaffaq bo'ldi. temir yo'l, avtomobil, mog'or, yadro energetikasi va dengiz va boshqa sohalar.
1960-yillarda boshlangan lazerli tozalash texnologiyasi yaxshi tozalash effekti, keng ko'lamli ilovalar, yuqori aniqlik, kontaktsiz va foydalanish imkoniyatining afzalliklariga ega. Sanoat ishlab chiqarish, ishlab chiqarish va texnik xizmat ko'rsatish va boshqa sohalarda keng qo'llash istiqbollari mavjud bo'lib, an'anaviy tozalash usullarini qisman yoki to'liq almashtirish kutilmoqda va 21-asrda eng istiqbolli yashil tozalash texnologiyasiga aylanadi.
Lazerli tozalash usuli
Lazerni tozalash jarayoni juda murakkab bo'lib, turli xil materiallarni olib tashlash mexanizmlarini o'z ichiga oladi, lazerni tozalash usuli uchun tozalash jarayoni bir vaqtning o'zida turli xil mexanizmlar mavjud bo'lishi mumkin, bu asosan lazer va material o'rtasidagi o'zaro ta'sirga bog'liq, shu jumladan: material sirtining ablasyonu, parchalanishi, ionlanishi, degradatsiyasi, erishi, yonishi, bug'lanishi, tebranishi, püskürtülmesi, kengayishi, qisqarishi, portlashi, qobig'i, to'kilishi va boshqa jismoniy va kimyoviy o'zgarishlar. jarayon.
Hozirgi vaqtda odatda lazerni tozalash usullari asosan uchta: lazerni tozalash, suyuqlik plyonkasi yordamida lazerni tozalash va lazer zarba to'lqinini tozalash usullari.
Lazer bilan tozalash usuli
Asosiy metodologik mexanizmlar termal kengayish, bug'lanish, ablasyon va fazali portlashdir. Lazer to'g'ridan-to'g'ri substrat yuzasidan olinadigan materialga ta'sir qiladi va atrof-muhit sharoitlari havo, kam gaz yoki vakuum bo'lishi mumkin. Ishlash shartlari oddiy va eng keng tarqalgan bo'lib, turli xil qoplamalar, bo'yoqlar, zarrachalar yoki kirlarni olib tashlash uchun ishlatiladi. Quyidagi diagrammada lazer ablasyonini tozalash usuli uchun jarayon diagrammasi ko'rsatilgan.
Materialning yuzasida lazer nurlanishi, substrat va tozalovchi materiallar birinchi termal kengayishdir. Lazerning tozalovchi material bilan o'zaro ta'sir qilish vaqtining oshishi bilan, agar harorat tozalovchi materialning kavitatsiya chegarasidan past bo'lsa, tozalovchi material faqat jismoniy o'zgarish jarayoni, tozalovchi material va substratning termal kengayish koeffitsienti o'rtasidagi farq interfeysdagi bosimga olib keladi. , tozalovchi materialning chayqalishi, taglik yuzasidan yirtilib ketishi, yorilishi, mexanik sinishi, tebranish ezilishi va boshqalar, tozalovchi material jet orqali chiqariladi yoki substrat yuzasidan tozalanadi.
Agar harorat tozalovchi materialning gazlanish chegarasi haroratidan yuqori bo'lsa, ikkita holat bo'ladi: 1) tozalovchi materialning ablasyon chegarasi substratdan kamroq; 2) tozalovchi materialning ablasyon chegarasi substratdan kattaroqdir.
Tozalash materiallarining bu ikki holati eritish, kavitatsiya va ablasyon va boshqa fizik-kimyoviy o'zgarishlar bo'lib, tozalash mexanizmi termal ta'sirlardan tashqari murakkabroqdir, shuningdek, molekulyar bog'lanishning buzilishi, tozalovchi materiallarning parchalanishi yoki degradatsiyasi, fazasi o'rtasidagi tozalovchi materiallar va substratlarni o'z ichiga olishi mumkin. portlash, tozalovchi materiallarni gazlashtirish lahzali ionlash, plazma hosil qilish.
(1)Suyuq plyonka yordamida lazer bilan tozalash
Usul mexanizmi asosan suyuqlik plyonkasi qaynayotgan bug'lanishi va tebranishiga ega va hokazo .. Lazer ablasyonini tozalash jarayonida zarba bosimining etishmasligini qoplash uchun mos lazer to'lqin uzunligini tanlash zaruratidan foydalanish, olib tashlash uchun ishlatilishi mumkin. tozalash ob'ektini olib tashlash qiyinroq bo'lgan ba'zilari.
Quyidagi rasmda ko'rsatilganidek, suyuqlik plyonkasi (suv, etanol yoki boshqa suyuqliklar) tozalovchi ob'ektning yuzasida oldindan qoplangan va keyin uni nurlantirish uchun lazerdan foydalaning. Suyuq plyonka lazer energiyasini o'zlashtiradi, natijada suyuq muhitning kuchli portlashi, qaynab turgan suyuqlikning yuqori tezlikda harakatlanishi portlashi, sirtni tozalash materiallariga energiya o'tkazilishi, yuqori vaqtinchalik portlovchi kuch tozalash maqsadlariga erishish uchun sirt kirlarini olib tashlash uchun etarli.
Suyuq plyonka yordamida lazerni tozalash usuli ikkita kamchilikka ega.
Jarayon og'ir va jarayonni nazorat qilish qiyin.
Suyuq plyonkadan foydalanish tufayli, tozalashdan keyin substrat yuzasining kimyoviy tarkibi o'zgarishi va yangi moddalarni yaratish oson.
(1)Lazerli zarba to'lqini turini tozalash usuli
Jarayonning yondashuvi va mexanizmi birinchi ikkitadan juda farq qiladi, mexanizm asosan zarba to'lqini kuchini yo'qotishdir, tozalash ob'ektlari asosan zarrachalar bo'lib, asosan zarrachalarni (sub-mikron yoki nanoskala) olib tashlash uchun. Jarayonga qo'yiladigan talablar havoni ionlashtirish qobiliyatini ta'minlash uchun ham, shuningdek, ta'sir kuchining zarrachalariga ta'siri etarlicha katta bo'lishini ta'minlash uchun lazer va substrat o'rtasida mos masofani saqlash uchun juda qattiqdir.
Lazer zarba to'lqinini tozalash jarayoni sxematik diagrammasi quyida ko'rsatilgan, lazer substrat yuzasining yo'nalishiga parallel ravishda o'qqa tutiladi va substrat aloqa qilmaydi. Lazer fokusini lazer chiqishi yaqinidagi zarrachaga moslashtirish uchun ishlov beriladigan qismni yoki lazer boshini harakatlantiring, havo ionlash fenomenining markazlashtirilgan nuqtasi paydo bo'ladi, natijada zarba to'lqinlari, zarba to'lqinlari sharsimon kengayishning tez kengayishiga olib keladi va kontaktga cho'ziladi. zarralar bilan. Zarrachadagi zarba to'lqinining ko'ndalang komponentining momenti bo'ylama komponent momentidan va zarrachaning yopishish kuchidan kattaroq bo'lsa, zarracha dumalab chiqariladi.
Lazerli tozalash texnologiyasi
Lazerni tozalash mexanizmi asosan lazer energiyasini yutish yoki bug'lanish va uchuvchanlik yoki sirtdagi zarrachalarning adsorbsiyasini engib o'tish uchun bir lahzali termal kengayish natijasida ob'ekt yuzasiga asoslanadi, shunda ob'ekt sirtdan, keyin esa erishiladi. tozalash maqsadi.
Taxminan quyidagicha umumlashtiriladi: 1. lazer bug'ining parchalanishi, 2. lazerni tozalash, 3. axloqsizlik zarralarining termal kengayishi, 4. substrat yuzasining tebranishi va zarracha tebranishining to'rt jihati
An'anaviy tozalash jarayoni bilan taqqoslaganda, lazerni tozalash texnologiyasi quyidagi xususiyatlarga ega.
1. Bu "quruq" tozalash, tozalash eritmasi yoki boshqa kimyoviy eritmalar yo'q va tozalik kimyoviy tozalash jarayonidan ancha yuqori.
2. Kirni olib tashlash doirasi va qo'llaniladigan substrat oralig'i juda keng va
3. Lazer jarayoni parametrlarini tartibga solish orqali, ifloslantiruvchi moddalarni samarali olib tashlash asosida substrat yuzasiga zarar etkaza olmaydi, sirt yangi kabi yaxshi.
4. Lazerni tozalash oson avtomatlashtirilgan operatsiya bo'lishi mumkin.
5. Lazerli dekontaminatsiya uskunalari uzoq vaqt davomida ishlatilishi mumkin, past operatsion xarajatlar.
6. Lazerni tozalash texnologiyasi quyidagilardan iborat: yashil: tozalash jarayoni, chiqindilarni yo'q qilish - qattiq kukun, kichik o'lchamli, saqlash oson, asosan atrof-muhitni ifloslantirmaydi.
1980-yillarda tozalash texnologiyasining kremniy gofret niqobi ifloslanish zarralari yuzasida yarimo'tkazgich sanoatining jadal rivojlanishi yuqori talablarni ilgari surdi, asosiy nuqta mikro zarralar va katta adsorbsion kuch o'rtasidagi substratning ifloslanishini bartaraf etishdir. , an'anaviy kimyoviy tozalash, mexanik tozalash, ultratovushli tozalash usullari talabni qondira olmaydi va lazerni tozalash bunday ifloslanish muammolarini hal qilishi mumkin, tegishli tadqiqotlar va ilovalar jadal ishlab chiqilgan.
1987 yilda lazerli tozalash bo'yicha patent arizasining birinchi ko'rinishi. 1990-yillarda Zapka sanoat sohasida lazerni tozalash texnologiyasini erta qo'llashni amalga oshirib, niqob yuzasidan mikro-zarralarni olib tashlash uchun yarimo'tkazgich ishlab chiqarish jarayoniga lazerli tozalash texnologiyasini muvaffaqiyatli qo'lladi. 1995 yilda tadqiqotchilar 2 kVt quvvatga ega TEA-CO2 lazeridan samolyot fuselage bo'yoqlarini tozalashda muvaffaqiyatli foydalanishdi.
21-asrga kirgandan so'ng, ultra qisqa pulsli lazerlarning yuqori tezlikda rivojlanishi bilan mahalliy va xorijiy tadqiqotlar va lazerni tozalash texnologiyasini qo'llash asta-sekin o'sib bordi, metall materiallar yuzasiga e'tibor qaratildi, odatiy xorijiy ilovalar samolyot fuselage bo'yoqlarini olib tashlash, mog'orlashdir. sirtni yog'sizlantirish, dvigatelning ichki uglerodini olib tashlash va payvandlashdan oldin bo'g'inlarning sirtini tozalash. AQSh Edison Payvandlash Instituti FG16 jangovar samolyotini lazer bilan tozalash, lazer quvvati 1 kVt, tozalash hajmi daqiqada 2,36 sm3.
Shuni ta'kidlash kerakki, ilg'or kompozit qismlarni lazerli bo'yoqlardan tozalashni tadqiq qilish va qo'llash ham asosiy issiq nuqtadir. AQSh Harbiy-dengiz kuchlarining HG53, HG56 vertolyot parvona pichoqlari va F16 qiruvchi samolyotining tekis dumi va boshqa kompozit sirtlari lazerli bo'yoqlarni olib tashlash dasturlarini amalga oshirdi, Xitoyning kompozit materiallari esa samolyot ilovalarida kech, shuning uchun bunday tadqiqotlar asosan bo'sh joyda.
Bundan tashqari, bo'g'inning mustahkamligini yaxshilash uchun yopishtirishdan oldin bo'g'imning CFRP kompozit sirtini davolash uchun lazerni tozalash texnologiyasidan foydalanish ham hozirgi tadqiqot yo'nalishlaridan biridir. engil alyuminiy qotishma eshik ramkasi oksidi plyonkasi yuzasini tozalash uchun lazerli kompaniyani Audi TT avtomobil ishlab chiqarish liniyasiga moslashtiring. Rolls G Royce UK titanium aero-dvigatel komponentlari yuzasida oksidli plyonkani tozalash uchun lazerli tozalashdan foydalangan.
So'nggi ikki yil ichida lazerni tozalash texnologiyasi jadal rivojlandi, u lazerni tozalash jarayoni parametrlari va tozalash mexanizmi bo'ladimi, ob'ektni tozalash yoki tadqiqotni qo'llash katta muvaffaqiyatlarga erishdi. Ko'plab nazariy tadqiqotlardan so'ng lazerni tozalash texnologiyasi, uning tadqiqotlari doimiy ravishda tadqiqotni qo'llash va istiqbolli natijalarni qo'llashga qaratilgan. Kelajakda madaniy yodgorliklar va san'at asarlarini himoya qilishda lazerli tozalash texnologiyasi yanada kengroq qo'llaniladi va uning bozori juda keng. Ilm-fan va texnologiyaning rivojlanishi bilan lazerni tozalash texnologiyasini sanoatda qo'llash haqiqatga aylanib bormoqda va qo'llash doirasi tobora kengayib bormoqda.
Maven lazerni avtomatlashtirish kompaniyasi 14 yil davomida lazer sanoatiga e'tibor qaratmoqda, biz lazerli markalash bo'yicha ixtisoslashganmiz, bizda mashina shkafi lazerli tozalash mashinasi, trolleybus qutisini lazerli tozalash mashinasi, xalta lazerli tozalash mashinasi va uchta bitta lazerli tozalash mashinasi mavjud, bundan tashqari, bizda ham bor lazerli payvandlash mashinasi, lazerli kesish mashinasi va lazer markalash o'yma mashinasi, agar siz bizning mashinamizga qiziqsangiz, bizni kuzatib borishingiz va biz bilan bog'lanishingiz mumkin.
Yuborilgan vaqt: 2022 yil 14-noyabr
