So'nggi yillarda lazerli tozalash sanoat ishlab chiqarish sohasidagi tadqiqot markazlaridan biriga aylandi, tadqiqotlar jarayon, nazariya, uskunalar va qo'llanmalarni qamrab oladi. Sanoat qo'llanmalarida lazerli tozalash texnologiyasi ko'plab turli xil substrat yuzalarini ishonchli tozalashga, po'lat, alyuminiy, titan, shisha va kompozit materiallar va boshqalarni o'z ichiga olgan narsalarni tozalashga imkon berdi, bu esa aerokosmik, aviatsiya, yuk tashish, yuqori tezlikdagi temir yo'l, avtomobilsozlik, qoliplar, yadroviy energetika va dengiz va boshqa sohalarni qamrab oladi.
1960-yillarga borib taqaladigan lazerli tozalash texnologiyasi yaxshi tozalash effekti, keng qo'llanilish doirasi, yuqori aniqlik, kontaktsiz va kirish imkoniyati kabi afzalliklarga ega. Sanoat ishlab chiqarishida, ishlab chiqarish va texnik xizmat ko'rsatishda va boshqa sohalarda keng qo'llanilish istiqbollari mavjud bo'lib, an'anaviy tozalash usullarini qisman yoki to'liq almashtirishi va 21-asrda eng istiqbolli yashil tozalash texnologiyasiga aylanishi kutilmoqda.
Lazerli tozalash usuli
Lazer bilan tozalash jarayoni juda murakkab bo'lib, turli xil materiallarni olib tashlash mexanizmlarini o'z ichiga oladi. Lazer bilan tozalash usuli uchun tozalash jarayoni bir vaqtning o'zida turli xil mexanizmlarni o'z ichiga olishi mumkin, bu asosan lazer va material o'rtasidagi o'zaro ta'sirga, jumladan, material yuzasining ablasyonuna, parchalanishiga, ionlanishiga, degradatsiyasiga, erishiga, yonishiga, bug'lanishiga, tebranishiga, purkalishiga, kengayishiga, qisqarishiga, portlashiga, tozalanishiga, to'kilishiga va boshqa fizik va kimyoviy o'zgarishlarga bog'liq.
Hozirgi vaqtda lazer bilan tozalashning odatiy usullari asosan uchta: lazer ablasyon tozalash, suyuq plyonka yordamida lazer bilan tozalash va lazer zarba to'lqini tozalash usullari.
Lazer ablasyon tozalash usuli
Asosiy metodologik mexanizmlar termal kengayish, bug'lanish, ablasyon va fazaviy portlashdir. Lazer substrat yuzasidan olib tashlanadigan materialga bevosita ta'sir qiladi va atrof-muhit sharoitlari havo, kamyob gaz yoki vakuum bo'lishi mumkin. Ish sharoitlari oddiy va turli xil qoplamalar, bo'yoqlar, zarrachalar yoki kirlarni olib tashlash uchun eng keng qo'llaniladi. Quyidagi diagrammada lazer ablasyon tozalash usuli uchun jarayon diagrammasi ko'rsatilgan.
Lazer nurlanishi material yuzasiga ta'sir qilganda, substrat va tozalash materiallari birinchi navbatda issiqlik kengayishiga olib keladi. Tozalash materiali bilan lazer o'zaro ta'sir qilish vaqtining oshishi bilan, agar harorat tozalash materialining kavitatsiya chegarasidan past bo'lsa, tozalash materiali faqat jismoniy o'zgarish jarayonini boshdan kechiradi, tozalash materiali va substratning issiqlik kengayish koeffitsienti o'rtasidagi farq interfeysda bosimga, tozalash materialining bukilishi, substrat yuzasidan yirtilishi, yorilishi, mexanik sinishi, tebranish bilan maydalanishi va boshqalarga olib keladi, tozalash materiali reaktiv bilan olib tashlanadi yoki substrat yuzasidan tozalanadi.
Agar harorat tozalash materialining gazifikatsiya chegara haroratidan yuqori bo'lsa, ikkita holat bo'ladi: 1) tozalash materialining ablasyon chegarasi substratdan pastroq; 2) tozalash materialining ablasyon chegarasi substratdan kattaroq.
Tozalash materiallarining bu ikki holati erishi, kavitatsiya va ablasyon va boshqa fizik-kimyoviy o'zgarishlardir. Tozalash mexanizmi yanada murakkabroq, termal ta'sirlardan tashqari, shuningdek, tozalash materiallari va substratlar orasidagi molekulyar bog'lanishning uzilishi, tozalash materiallarining parchalanishi yoki degradatsiyasi, fazaviy portlash, tozalash materiallarining gazlanishi, ani ionlanishi va plazma hosil bo'lishini ham o'z ichiga olishi mumkin.
(1)Suyuq plyonka yordamida lazer bilan tozalash
Usul mexanizmi asosan suyuq plyonkali qaynash bug'lanishi va tebranishi va boshqalarni o'z ichiga oladi. Lazer ablasyon tozalash jarayonida zarba bosimining yo'qligini qoplash uchun tegishli lazer to'lqin uzunligini tanlash zaruratidan foydalanish, tozalash uchun qiyinroq bo'lgan ba'zi narsalarni olib tashlash uchun ishlatilishi mumkin.
Quyidagi rasmda ko'rsatilgandek, suyuq plyonka (suv, etanol yoki boshqa suyuqliklar) tozalash moslamasining yuzasiga oldindan qoplanadi va keyin lazer nurlanishidan foydalaning. Suyuq plyonka lazer energiyasini yutadi, natijada suyuq muhit kuchli portlaydi, qaynab turgan suyuqlik portlaydi va yuqori tezlikda harakatlanadi, energiya tozalovchi materialning yuzasiga o'tadi va yuqori o'tkinchi portlovchi kuch sirtdagi kirlarni tozalash maqsadiga erishish uchun etarli.
Suyuq plyonka yordamida lazer bilan tozalash usuli ikkita kamchilikka ega.
Jarayon murakkab va uni boshqarish qiyin.
Suyuq plyonkadan foydalanish tufayli, tozalashdan keyin substrat yuzasining kimyoviy tarkibini o'zgartirish va yangi moddalarni hosil qilish oson.
(1)Lazerli zarba to'lqini turini tozalash usuli
Jarayon yondashuvi va mexanizmi dastlabki ikkitasidan juda farq qiladi, mexanizm asosan zarba to'lqini kuchini yo'qotishdan iborat, tozalash moslamalari asosan zarrachalar bo'lib, asosan zarrachalarni (submikron yoki nanoskal) yo'qotish uchun ishlatiladi. Jarayon talablari juda qat'iy bo'lib, havoni ionlash qobiliyatini ta'minlash uchun, shuningdek, lazer va substrat o'rtasida mos masofani saqlab qolish uchun zarba kuchining zarrachalarga ta'siri yetarlicha katta bo'lishini ta'minlash uchun ham qo'llaniladi.
Lazer zarba to'lqinlarini tozalash jarayonining sxematik diagrammasi quyida ko'rsatilgan, lazer substrat yuzasi zarbasi yo'nalishiga parallel ravishda o'q uziladi va substrat tegib ketmaydi. Lazer fokusini lazer chiqishi yaqinidagi zarrachaga moslashtirish uchun ish qismini yoki lazer boshini harakatlantiring, havo ionlanish hodisasi fokus nuqtasi paydo bo'ladi, natijada zarba to'lqinlari paydo bo'ladi, zarba to'lqinlari sharsimon kengayishning tez kengayishiga olib keladi va zarrachalar bilan aloqa qilish uchun cho'ziladi. Zarrachadagi zarba to'lqinining ko'ndalang komponentining momenti bo'ylama komponentning momentidan va zarrachaning yopishish kuchidan katta bo'lganda, zarracha prokat bilan olib tashlanadi.
Lazerli tozalash texnologiyasi
Lazerli tozalash mexanizmi asosan ob'ekt yuzasida lazer energiyasini yutish yoki bug'lanish va uchuvchanlik yoki sirtdagi zarrachalarning adsorbsiyasini yengish uchun darhol issiqlik kengayishiga asoslangan bo'lib, ob'ekt sirtdan chiqariladi va keyin tozalash maqsadiga erishiladi.
Taxminan quyidagicha umumlashtiriladi: 1. lazer bug'ining parchalanishi, 2. lazer bilan tozalash, 3. axloqsizlik zarralarining termal kengayishi, 4. substrat yuzasining tebranishi va zarrachalar tebranishining to'rt jihati
An'anaviy tozalash jarayoni bilan taqqoslaganda, lazerli tozalash texnologiyasi quyidagi xususiyatlarga ega.
1. Bu "quruq" tozalash, tozalash eritmasi yoki boshqa kimyoviy eritmalarsiz va tozalik kimyoviy tozalash jarayoniga qaraganda ancha yuqori.
2. Kirni tozalash doirasi va qo'llaniladigan substrat diapazoni juda keng va
3. Lazer jarayonining parametrlarini tartibga solish orqali, ifloslantiruvchi moddalarni samarali olib tashlash asosida substrat yuzasiga zarar yetkaza olmaydi, sirt yangidek yaxshi bo'ladi.
4. Lazerli tozalash osonlikcha avtomatlashtirilgan ishlashi mumkin.
5. Lazerli dekontaminatsiya uskunalari uzoq vaqt davomida ishlatilishi mumkin, operatsion xarajatlari past.
6. Lazerli tozalash texnologiyasi: yashil: tozalash jarayoni, chiqindilarni yo'q qilish qattiq kukun, kichik o'lcham, saqlash oson, asosan atrof-muhitni ifloslantirmaydi.
1980-yillarda yarimo'tkazgich sanoatining jadal rivojlanishi kremniy gofret niqobi yuzasida ifloslanish zarralarini tozalash texnologiyasi yuqori talablarni qo'ydi, asosiy nuqta mikro zarrachalar va substrat o'rtasidagi ifloslanishni bartaraf etishdir, an'anaviy kimyoviy tozalash, mexanik tozalash, ultratovushli tozalash usullari talabni qondira olmaydi va lazerli tozalash bunday ifloslanish muammolarini hal qilishi mumkin, tegishli tadqiqotlar va ilovalar tez rivojlandi.
1987-yilda lazer bilan tozalashga birinchi patent arizasi paydo bo'ldi. 1990-yillarda Zapka niqob yuzasidan mikro zarrachalarni olib tashlash uchun yarimo'tkazgich ishlab chiqarish jarayoniga lazer bilan tozalash texnologiyasini muvaffaqiyatli qo'lladi va sanoat sohasida lazer bilan tozalash texnologiyasining dastlabki qo'llanilishini amalga oshirdi. 1995-yilda tadqiqotchilar samolyot fyuzelyajidagi bo'yoqlarni tozalashni muvaffaqiyatli amalga oshirish uchun 2 kVt quvvatga ega TEA-CO2 lazeridan foydalandilar.
21-asrga kirgandan so'ng, ultra qisqa impulsli lazerlarning yuqori tezlikda rivojlanishi bilan, mahalliy va xorijiy lazer tozalash texnologiyasini tadqiq qilish va qo'llash asta-sekin o'sib bordi, metall materiallar yuzasiga e'tibor qaratildi, odatiy xorijiy qo'llanmalar samolyot fyuzelyaj bo'yog'ini olib tashlash, qolip yuzasini yog'sizlantirish, dvigatel ichki uglerodni olib tashlash va payvandlashdan oldin bo'g'inlarni sirtini tozalashdir. AQSh Edison payvandlash instituti FG16 jangovar samolyotini lazer bilan tozalashda 1 kVt lazer quvvati bilan tozalash hajmi daqiqasiga 2,36 sm3 ni tashkil etdi.
Ta'kidlash joizki, ilg'or kompozit qismlarni lazer bilan bo'yashni olib tashlash bo'yicha tadqiqotlar va qo'llash ham muhim ahamiyatga ega. AQSh dengiz floti HG53, HG56 vertolyot pervanellari va F16 qiruvchi samolyotining yassi dumi va boshqa kompozit yuzalarida lazer bilan bo'yashni olib tashlash qo'llanilishi amalga oshirildi, Xitoy esa kompozit materiallarni samolyotlarda qo'llashda kechikdi, shuning uchun bunday tadqiqotlar asosan bo'sh.
Bundan tashqari, bo'g'inning mustahkamligini oshirish uchun yopishtirishdan oldin bo'g'inning CFRP kompozit sirtini qayta ishlash uchun lazer tozalash texnologiyasidan foydalanish ham hozirgi tadqiqot yo'nalishlaridan biridir. Lazer kompaniyasini Audi TT avtomobil ishlab chiqarish liniyasiga moslashtirish uchun yengil alyuminiy qotishma eshik romining oksid plyonkasini tozalash uchun tolali lazer tozalash uskunalarini taqdim etdi. Rolls G Royce UK titan aero-dvigatel komponentlari yuzasidagi oksid plyonkasini tozalash uchun lazer tozalashdan foydalangan.
Lazerli tozalash texnologiyasi so'nggi ikki yil ichida tez rivojlandi, lazerli tozalash jarayoni parametrlari va tozalash mexanizmi, tozalash obyektlarini tadqiq qilish yoki tadqiqotlarni qo'llash katta yutuqlarga erishdi. Lazerli tozalash texnologiyasi ko'plab nazariy tadqiqotlardan so'ng, uning tadqiqot yo'nalishi doimiy ravishda tadqiqotlarni qo'llashga va istiqbolli natijalarni qo'llashga qaratilgan. Kelajakda madaniy yodgorliklar va san'at asarlarini himoya qilishda lazerli tozalash texnologiyasidan kengroq foydalaniladi va uning bozori juda keng. Fan va texnologiyaning rivojlanishi bilan lazerli tozalash texnologiyasini sanoatda qo'llash haqiqatga aylanib bormoqda va qo'llanilish doirasi tobora kengayib bormoqda.
Maven lazer avtomatlashtirish kompaniyasi 14 yildan beri lazer sanoatiga ixtisoslashgan, biz lazer markirovkasiga ixtisoslashganmiz, bizda mashina shkafi lazer tozalash mashinasi, aravachali korpus lazer tozalash mashinasi, xalta lazer tozalash mashinasi va uchta bitta lazer tozalash mashinasi mavjud, bundan tashqari, bizda lazer payvandlash mashinasi, lazer kesish mashinasi va lazer markirovka o'yma mashinasi ham mavjud, agar siz bizning mashinamizga qiziqsangiz, bizni kuzatib borishingiz va biz bilan bog'lanishingiz mumkin.
Nashr vaqti: 2022-yil 14-noyabr
