Tehnologijo laserskega čiščenja sprejemajo številne industrije kot brezkontaktno metodo za odstranjevanje kontaminantov s površin.Mobilni laserski čistilni strojiso samostojne enote, ki jih je mogoče premakniti na lokacijo površin, ki jih je treba očistiti, in zagotavljajo avtomatiziran proces čiščenja. Ta članek bo preučil, kako delujejo osnovne tehnologije mobilnega laserskega čistilnega stroja.
Kaj je lasersko čiščenje?
Lasersko čiščenje uporablja impulze laserske svetlobe, usmerjene na površino, da odstrani umazanijo, ostanke, okside in premaze. Deluje tako, da fokusira laserski žarek, da zagotovi visoko gostoto moči na zelo majhni točki. To ustvari mikroeksplozijo, ki prekine vezi, s katerimi se onesnaževalci držijo spodnje površine, ne da bi poškodovali samo površino. Lasersko čiščenje je zelo nadzorovano in ponovljivo.
Na voljo so različne tehnike laserskega čiščenja, odvisno od vrste kontaminacije in materiala površine. Dve najpogostejši tehniki, ki se uporabljata v mobilnih enotah, sta fotokemična laserska ablacija in pulzno lasersko čiščenje površin.
Fotokemična laserska ablacija
Fotokemična laserska ablacija je metoda laserskega čiščenja, ki uporablja specifično lasersko valovno dolžino, ki jo močno absorbirajo kontaminantni materiali, prisotni na površini, ne pa tudi spodnji površinski material. Zaradi tega je učinkovita tehnika za odstranjevanje organskih premazov, kot so barve, olja in ostanki ogljika, s kovinskih in betonskih površin.
V tem procesu je laserski žarek usmerjen na površino, ki jo je treba očistiti, energija iz laserja pa povzroči, da kontaminant izhlapi ali odstrani, za seboj pa ostane čista površina. Laserski žarek je fokusiran tako natančno, da je prizadeto le majhno območje, kar omogoča selektivno čiščenje brez poškodb osnovnega materiala.
Postopek fotokemične laserske ablacije deluje na principu selektivne absorpcije svetlobe s strani kontaminanta. Ko je močan laserski žarek usmerjen na površino, onesnaževalec absorbira energijo, zaradi česar se segreje in na koncu izhlapi. Valovna dolžina laserja, uporabljena v tej tehniki, je izbrana na podlagi specifičnih lastnosti kontaminanta, na katerega ciljamo.
Ena od prednosti fotokemične laserske ablacije je njena zmožnost doseganja visokih stopenj čiščenja, medtem ko je nežna do spodnje površine. Poleg tega ta tehnika proizvaja minimalne ostanke, zaradi česar je uporabna na področjih, kjer je čistoča najpomembnejša, na primer v vesoljski industriji in industriji polprevodnikov.
Na splošno je fotokemična laserska ablacija učinkovita tehnika za odstranjevanje organskih materialov s površin, ne da bi pri tem poškodovali spodnji material. Njegove uporabe so raznolike in vključujejo čiščenje občutljivih delov v vesoljski industriji, odstranjevanje barv in premazov z zgodovinskih artefaktov ter čiščenje polprevodniških rezin.
Čiščenje površin s pulznim laserjem
Ta tehnika fokusira laserske impulze z nižjo valovno dolžino v nanosekundnem trajanju, ki ustvarjajo udarne valove, ki razbijejo vezi, na katere se oprimejo anorganski onesnaževalci, kot so oksidi, luske in soli, na površinah. Zgornja plast kontaminanta izhlapi, ne da bi poškodovala površino pod njo.
Ključne komponente mobilnega laserskega čistilnega stroja
Zdaj, ko smo pogledali, kako lahko laserji očistijo površine, preučimo, kako se ta tehnologija izvaja prek mobilnega čistilnega stroja:
- Laserski sistem
Sestavljen je iz laserskega generatorja ali napajalnika, laserskega pretvornika medijev in glave laserskega aplikatorja. V laserskem generatorju električna energija stimulira ojačevalni medij (plin, kristal ali polprevodnik), da oddaja koherentno lasersko svetlobo. Pretvornik medijev vsebuje optične elemente, kot so leče in zrcala, za optimizacijo laserske valovne dolžine in lastnosti žarka za čiščenje. Glava aplikatorja usmeri laser na površino, da zagotovi gostoto moči, potrebno za čiščenje.
- Sistem gibanja
To vključuje motorizirane osi, ki nameščajo in premikajo glavo aplikatorja po površini, da usmerjajo laserske impulze za popolno pokritost čistilne poti. Gibanje je mogoče zagotoviti s portalnimi, robotskimi in tirnimi sistemi. Zahtevane zmogljivosti gibanja in stopnje svobode so usklajene z velikostjo površine, geometrijo in dostopnimi stranicami.
- Hladilna enota
To ohranja optimalno delovno temperaturo laserskega generatorja in aplikatorske glave. Toplotno upravljanje preprečuje pregrevanje in zagotavlja stabilnost moči laserja.
- Sistem za odvajanje dima
Ta sistem odsesava delce in plinaste ostanke, ki nastanejo med čiščenjem, da vzdržuje kakovost zraka za operaterje. HEPA filtri zajamejo nevarne delce in onesnaževalce.
- Nadzorni sistem
To omogoča programiranje in nadzor laserskih parametrov, kot so moč, hitrost ponavljanja impulza, čas zadrževanja in prekrivanje. Prav tako nadzoruje gibanje za manipulacijo čistilne poti in razdalje fokusa glave aplikatorja. Vmesniki človek-stroj, kot so zasloni na dotik, omogočajo intuitivno upravljanje.
- Okvir in ohišje
Strukturni okvir ali ohišje stroja zagotavlja pritrdilne točke za komponente. Plošče ohišja zagotavljajo zadrževanje za varnost in čisto delovanje. Funkcijo mobilnosti lahko omogočite tako, da sistem namestite na voziček, tovornjak ali prikolico. Samostojno napajanje in oskrba omogočata delovanje brez povezave z električnimi omrežji.
Če povzamemo, mobilni laserski čistilni stroji vključujejo nastavljive laserske generatorje, sisteme za ekstrakcijo dima, ogrodja gibanja in nadzorne vmesnike za zagotavljanje avtomatiziranih zmogljivosti čiščenja industrijskih površin in opreme na kraju samem. Brezkontaktna laserska tehnologija čisti brez abrazivov, kemikalij ali sekundarnih odpadkov. Z ustreznimi tehnikami, ki se ujemajo s kontaminanti in površinami, je lahko lasersko čiščenje zelo učinkovita rešitev vzdrževanja v industriji, infrastrukturi, kulturni dediščini in drugih sektorjih, kjer je treba obnoviti učinkovitost materiala, videz in dolgo življenjsko dobo.
Xi'an Guosheng Laser Technology Co., Ltd. je visokotehnološko podjetje, specializirano za raziskave in razvoj, proizvodnjo in prodajo opreme za avtomatsko lasersko oblaganje, opreme za lasersko oblaganje visoke hitrosti, opreme za lasersko kaljenje, opreme za lasersko varjenje in opreme za 3D tiskanje. . Naš mobilni laserski čistilni stroj je stroškovno učinkovit in se prodaja doma in v tujini. Če vas naši izdelki zanimajo, nas kontaktirajte nabob@gshenglaser.com.
Reference:
Pripravljen, JF (1997). Industrijska uporaba laserjev. Akademski tisk.
Cooper, M., Stafford, R. in Bergeson, S. (2010). Lasersko čiščenje kontaminiranih umetniških del: pregled. Heritage Science, 1(1), 1-7. https://doi.org/10.1186/2050-7445-1-34
Pangovski, K., Sparkes, M., & Cairns, DR (2012). Lasersko čiščenje industrijskih umazanij iz biomase. Journal of Laser Applications, 24(4), 042001. https://doi.org/10.2351/1.4712658
Kautek, W., Kruger, J., Lenzner, M., Sartania, S., Krause, V., & Lukac, N. (1999). Laserska ablacija organskih onesnaževal v vodi z nanosekundnim UV excimer laserskim sevanjem. Applied Surface Science, 138, 106-109. https://doi.org/10.1016/S0169-4332(98)00352-5