การใช้งานทางอุตสาหกรรมของเทคโนโลยีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์

Mar 31, 2021 ฝากข้อความ

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ความตระหนักรู้ด้านสิ่งแวดล้อมทั่วโลกที่เพิ่มขึ้นได้สร้างแรงกดดันอย่างมากต่อภาคส่วนการทำความสะอาดทางอุตสาหกรรมแบบดั้งเดิม เพื่อตอบสนองต่อความจำเป็นเร่งด่วนสำหรับทางเลือกที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม- เทคโนโลยีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์จึงกลายเป็นโซลูชั่นที่ก้าวล้ำและยั่งยืน

 

Graphic demonstration of laser rust removal principle: focusing a laser beam to ablate and vaporize surface corrosion.

 

การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์เป็นกระบวนการขั้นสูงที่ใช้ลำแสงเลเซอร์ที่เน้นพลังงานสูง-ในการฉายรังสีพื้นผิวของชิ้นงาน การสัมผัสนี้ทำให้สารปนเปื้อนบนพื้นผิว-เช่น สนิม ออกไซด์ สิ่งสกปรก หรือสารเคลือบที่เป็นอันตราย-ระเหย ละลาย หรือระเหยไปในทันที ทำให้พื้นผิวยังคงสภาพเดิม แตกต่างจากการขูดด้วยเครื่องจักรแบบดั้งเดิม การกัดด้วยสารเคมี หรือการทำความสะอาดอัลตราโซนิกของเหลว การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ไม่จำเป็นต้องใช้ตัวทำละลายอินทรีย์ที่มีสาร CFC- ไม่ก่อให้เกิดโอโซน-ผลพลอยได้ที่ทำให้หมดสิ้น และลดเสียงรบกวนทุติยภูมิและของเสียทางเคมีให้เหลือน้อยที่สุด ได้รับการยอมรับในระดับสากลว่าเป็นเทคโนโลยีการเตรียมพื้นผิว "สีเขียว" แบบไม่สัมผัส-ระดับพรีเมียม

 

ข้อได้เปรียบที่สำคัญเหนือวิธีการแบบเดิม

 

เมื่อเปรียบเทียบกับการพ่นทรายหรือการล้างด้วยสารเคมีทั่วไป การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ให้ประโยชน์ด้านเทคนิคและการเงินที่แตกต่างกัน:

 

  • การทำความสะอาดแบบไม่ทำลาย-:แรงเสียดทานทางกลเป็นศูนย์และผลกระทบจากความร้อนน้อยที่สุด ช่วยให้มั่นใจได้ว่าวัสดุฐาน (พื้นผิว) จะไม่เสียหายโดยสิ้นเชิง
  • การดำเนินงานที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม-:กำจัดการกำจัดสารเคมีที่เป็นพิษ อนุภาคที่ถูกกำจัดออกไปสามารถดูดและกรองได้ทันที
  • อัตโนมัติและการควบคุมระยะไกล:ผสานรวมกับแขนหุ่นยนต์และระบบ CNC ได้อย่างง่ายดายเพื่อให้การทำงานที่แม่นยำ ทำซ้ำได้ และแฮนด์ฟรี-
  • ต้นทุน-มีประสิทธิภาพและปลอดภัย:ต้นทุนการดำเนินงานต่ำโดยไม่ต้องใช้วัสดุสิ้นเปลืองอย่างต่อเนื่อง ในขณะเดียวกันก็กำจัดผู้ปฏิบัติงานที่ต้องสัมผัสกับสารเคมีที่รุนแรง

 

หลักการทำงานและกลไกหลัก

 

การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ต้องอาศัยทิศทางสูง ความมีสีเดียว และความหนาแน่นของพลังงานสูงสุด ซึ่งทำได้โดยใช้ออปติกขั้นสูงและเทคโนโลยีสวิตช์ Q- กระบวนการทำงานผ่านกลไกหลักสามประการ:

 

1. การระเหยด้วยความร้อนและการกลายเป็นไอทันที

 

ด้วยการรวมพลังงานมหาศาลไว้ในกรอบเวลาอันสั้นเป็นพิเศษ- ลำแสงเลเซอร์ที่โฟกัสจะเพิ่มอุณหภูมิของสิ่งปนเปื้อนบนพื้นผิวเป็นหลายพันองศาเซลเซียสในทันที สิ่งนี้ทำให้เศษเป้าหมายระเหยหรือระเหิดก่อนที่ความร้อนจะไหลลึกเข้าไปในฐานโลหะ

 

2. การควบคุมจุดและพลังงานที่แม่นยำ

 

ด้วยมุมที่แตกต่างและออปติกโฟกัสที่ได้รับการปรับปรุง ทำให้สามารถปรับเส้นผ่านศูนย์กลางจุดเลเซอร์และความหนาแน่นของพลังงานได้อย่างแม่นยำ การปรับแต่งนี้ช่วยให้แน่ใจว่าพลังงานลำแสงเกินเกณฑ์ความเสียหายของสารปนเปื้อน แต่ยังคงต่ำกว่าเกณฑ์ความเสียหายของวัสดุพิมพ์อย่างปลอดภัย

 

3. การขยายตัวทางความร้อนและการกระแทกแบบอะคูสติก

 

เมื่อพัลส์เลเซอร์กระทบพื้นผิว ชั้นสารปนเปื้อนจะดูดซับรังสีอย่างรวดเร็วและเกิดการขยายตัวเนื่องจากความร้อนอย่างกะทันหัน เมื่อแรงขยายตัวนี้เกินการยึดเกาะที่เกาะสิ่งปนเปื้อนกับพื้นผิว เศษจะหลุดออกและแยกตัวออกจากพื้นผิว

 

working principle of laser cleaning

 

การใช้งานทางอุตสาหกรรมที่สำคัญ

 

ระบบทำความสะอาดด้วยเลเซอร์มอบประสิทธิภาพที่สม่ำเสมอในภาคส่วนที่มีความต้องการที่หลากหลาย:

 

  • การบำรุงรักษาแม่พิมพ์ที่แม่นยำ:การทำความสะอาดแม่พิมพ์ยาง แม่พิมพ์ฉีด และแม่พิมพ์ปั๊มที่ซับซ้อนโดยไม่ต้องเปลี่ยนพิกัดความเผื่อที่สำคัญ
  • การตรวจสอบการเชื่อมก่อน-และหลัง-:คัดเลือกสี ตะกรัน และจาระบีเพื่อให้เม็ดเชื่อมสะอาดและการทดสอบแบบไม่ทำลาย (NDT) ไร้ที่ติ
  • การฟื้นฟูออกไซด์และสนิม:ขจัดชั้นออกไซด์ที่แข็งกระด้างและเกล็ดโรงสีสนิมหนาออกจากเหล็กโครงสร้างและชิ้นส่วนกลึง
  • การฟื้นฟูสินทรัพย์ในอดีต:ค่อยๆ อนุรักษ์งานหิน ประวัติศาสตร์อิฐ และอนุสาวรีย์ โดยขจัดเขม่าและมลภาวะที่สะสมมานานหลายทศวรรษ โดยไม่ทำลายพื้นผิวโบราณที่ซ่อนอยู่

 

Industrial applications of laser cleaning: pre-weld treatment, selective paint removal, and metal oxide stripping