Соңғы жылдары лазерлік тазалау өнеркәсіптік өндіріс саласындағы зерттеу орталықтарының біріне айналды, зерттеулер процесті, теорияны, жабдықтарды және қолданбаларды қамтиды. Өнеркәсіптік қолданбаларда лазерлік тазалау технологиясы болат, алюминий, титан, шыны және композиттік материалдар сияқты көптеген әртүрлі беттерді сенімді түрде тазалауға мүмкіндік берді, қолданбалы салалар аэроғарыш, авиация, кеме қатынасы, жоғары жылдамдықты теміржол, автомобиль, қалып, ядролық энергетика және теңіз және басқа да салаларды қамтиды.
1960 жылдардан басталған лазерлік тазалау технологиясы жақсы тазалау әсері, кең қолданыс аясы, жоғары дәлдік, жанаспау және қолжетімділік сияқты артықшылықтарға ие. Өнеркәсіптік өндірісте, өндірісте және техникалық қызмет көрсетуде және басқа да салаларда қолданудың кең ауқымды перспективалары бар, дәстүрлі тазалау әдістерін ішінара немесе толығымен алмастырады және 21 ғасырдағы ең перспективалы жасыл тазалау технологиясына айналады деп күтілуде.
Лазерлік тазалау әдісі
Лазерлік тазалау процесі өте күрделі, әртүрлі материалдарды кетіру механизмдерін қамтиды, лазерлік тазалау әдісі үшін тазалау процесі бір уақытта әртүрлі механизмдерді қамтуы мүмкін, бұл негізінен лазер мен материалдың өзара әрекеттесуіне, соның ішінде материал бетінің абляциясына, ыдырауына, иондалуына, ыдырауына, балқуына, жануына, булануына, дірілдеуіне, шашырауына, кеңеюіне, кішіреюіне, жарылуына, қабыршақтануына, төгілуіне және басқа да физикалық және химиялық өзгерістерге байланысты.
Қазіргі уақытта лазерлік тазалаудың үш негізгі әдісі бар: лазерлік абляциямен тазалау, сұйық пленкамен көмекші лазерлік тазалау және лазерлік соққы толқынымен тазалау.
Лазерлік абляцияны тазарту әдісі
Негізгі әдістемелік механизмдер - термиялық кеңею, булану, абляция және фазалық жарылыс. Лазер субстрат бетінен алынатын материалға тікелей әсер етеді және қоршаған орта жағдайлары ауа, сиретілген газ немесе вакуум болуы мүмкін. Жұмыс жағдайлары қарапайым және әртүрлі жабындарды, бояуларды, бөлшектерді немесе кірді кетіру үшін кеңінен қолданылады. Төмендегі диаграммада лазерлік абляцияны тазалау әдісінің технологиялық диаграммасы көрсетілген.
Лазер сәулесі материалдың бетіне түскенде, негіз және тазалау материалдары бірінші термиялық кеңею болып табылады. Тазалау материалымен лазерлік өзара әрекеттесу уақытының артуымен, егер температура тазалау материалының кавитация шегінен төмен болса, тазалау материалы тек физикалық өзгеріс процесінде болады, тазалау материалы мен негіздің термиялық кеңею коэффициенті арасындағы айырмашылық шекарада қысымның пайда болуына, тазалау материалының майысуына, негіз бетінен жыртылуына, жарықшақтануына, механикалық сынуына, діріл ұсақталуына және т.б. әкеледі, тазалау материалы ағынмен алынады немесе негіз бетінен тазартылады.
Егер температура тазалау материалының газдандыру шегінің температурасынан жоғары болса, екі жағдай болады: 1) тазалау материалының абляция шегі негізге қарағанда аз; 2) тазалау материалының абляция шегі негізге қарағанда үлкен.
Тазартқыш материалдардың бұл екі жағдайы балқу, кавитация және абляция және басқа да физика-химиялық өзгерістер болып табылады, тазалау механизмі күрделірек, термиялық әсерлерден басқа, сонымен қатар тазалау материалдары мен субстраттар арасындағы молекулалық байланыстың үзілуі, тазалау материалдарының ыдырауы немесе ыдырауы, фазалық жарылыс, тазалау материалдарының газдануы, лезде иондануы және плазманың пайда болуын қамтуы мүмкін.
(1)Сұйық пленкамен қамтамасыз етілген лазерлік тазалау
Әдіс механизмі негізінен сұйық пленканың қайнау булануы мен дірілдеуін және т.б. қамтиды. Лазерлік абляцияны тазалау процесінде соққы қысымының жетіспеушілігін өтеу үшін тиісті лазерлік толқын ұзындығын таңдау қажеттілігін пайдалану, тазарту нысанын алу қиынырақ кейбір заттарды алып тастау үшін пайдаланылуы мүмкін.
Төмендегі суретте көрсетілгендей, сұйық пленка (су, этанол немесе басқа сұйықтықтар) тазалау нысанының бетіне алдын ала жабылады, содан кейін оны лазермен сәулелендіру үшін қолданылады. Сұйық пленка лазер энергиясын сіңіреді, нәтижесінде сұйық орта қатты жарылып, қайнаған сұйықтық жоғары жылдамдықпен қозғалады, энергия тазартқыш материалдардың бетіне ауысады, жоғары өтпелі жарылыс күші беткі кірді кетіру үшін жеткілікті, бұл тазалау мақсатына жетуге көмектеседі.
Сұйық пленкамен лазерлік тазалау әдісінің екі кемшілігі бар.
Күрделі процесс және оны басқару қиын.
Сұйық пленканы қолданудың арқасында тазалаудан кейін негіз бетінің химиялық құрамын өзгерту және жаңа заттардың пайда болуы оңай.
(1)Лазерлік соққы толқыны түрін тазалау әдісі
Процесс тәсілі мен механизмі алғашқы екеуінен өте ерекшеленеді, механизм негізінен соққы толқынының күшін жою болып табылады, тазалау нысандары негізінен бөлшектер болып табылады, негізінен бөлшектерді жоюға арналған (субмикронды немесе наноөлшемді). Процесс талаптары өте қатаң, ауаны иондау мүмкіндігін қамтамасыз ету үшін ғана емес, сонымен қатар лазер мен негіз арасындағы тиісті қашықтықты сақтау үшін де соққы күшінің бөлшектерге әсер етуі жеткілікті үлкен болуын қамтамасыз ету үшін.
Лазерлік соққы толқынын тазалау процесінің схемалық диаграммасы төменде көрсетілген, лазер субстрат бетінің бағытына параллель бағытталады, ал субстрат жанаспайды. Лазер фокусын лазер шығысына жақын бөлшекке реттеу үшін дайындаманы немесе лазер басын жылжытыңыз, ауа иондану құбылысы фокустық нүктеде пайда болады, нәтижесінде соққы толқындары пайда болады, соққы толқындары сфералық кеңеюдің жылдам кеңеюіне және бөлшектермен жанасуға дейін созылады. Соққы толқынының көлденең компонентінің бөлшекке әсер ету моменті бойлық компоненттің моментінен және бөлшектің адгезия күшінен үлкен болған кезде, бөлшек домалау арқылы жойылады.
Лазерлік тазалау технологиясы
Лазерлік тазалау механизмі негізінен заттың бетіне лазерлік энергияны сіңіргеннен кейін булану және булану немесе бетіндегі бөлшектердің адсорбциясын жеңу үшін лезде термиялық кеңеюге негізделген, осылайша зат бетінен алынып, содан кейін тазарту мақсатына жетеді.
Шамамен былай қорытындыланады: 1. лазерлік бу ыдырауы, 2. лазерлік жолақпен тазалау, 3. кір бөлшектерінің термиялық кеңеюі, 4. субстрат бетінің дірілі және бөлшектердің дірілі төрт аспектісі
Дәстүрлі тазалау процесімен салыстырғанда, лазерлік тазалау технологиясы келесі сипаттамаларға ие.
1. Бұл «құрғақ» тазалау, тазалау ерітіндісі немесе басқа химиялық ерітінділерсіз, және тазалығы химиялық тазалау процесіне қарағанда әлдеқайда жоғары.
2. Кірді кетіру көлемі және қолданылатын негіз ауқымы өте кең, және
3. Лазерлік өңдеу параметрлерін реттеу арқылы ластаушы заттарды тиімді жою негізінде субстраттың бетіне зақым келтіре алмайды, беті жаңадай жақсы.
4. Лазерлік тазалауды оңай автоматтандыруға болады.
5. Лазерлік залалсыздандыру жабдықтарын ұзақ уақыт пайдалануға болады, пайдалану шығындары аз.
6. Лазерлік тазалау технологиясы: жасыл: тазалау процесі, қалдықтарды кетіру қатты ұнтақ, шағын өлшемді, сақтау оңай, негізінен қоршаған ортаны ластамайды.
1980 жылдары жартылай өткізгіш өнеркәсібінің қарқынды дамуы кремний пластинасы маскасының бетіндегі ластану бөлшектерін тазалау технологиясына жоғары талаптар қойды, негізгі мәселе микробөлшектер мен субстрат арасындағы үлкен адсорбциялық күштердің ластануын жеңу болды, дәстүрлі химиялық тазалау, механикалық тазалау, ультрадыбыстық тазалау әдістері сұранысты қанағаттандыра алмады, ал лазерлік тазалау мұндай ластану мәселелерін шеше алады, байланысты зерттеулер мен қолданбалар тез дамыды.
1987 жылы лазерлік тазалауға арналған патенттік өтінім алғаш рет пайда болды. 1990 жылдары Zapka маска бетінен микробөлшектерді кетіру үшін жартылай өткізгіш өндіріс процесіне лазерлік тазалау технологиясын сәтті қолданып, лазерлік тазалау технологиясын өнеркәсіп саласында ерте қолдануды жүзеге асырды. 1995 жылы зерттеушілер ұшақ фюзеляжының бояуын кетіру үшін 2 кВт TEA-CO2 лазерін қолданды.
ХХІ ғасырға аяқ басқаннан кейін, ультра қысқа импульсті лазерлердің жоғары жылдамдықпен дамуымен, лазерлік тазалау технологиясын зерттеу және қолдану біртіндеп артып, металл материалдардың бетіне назар аударылды, шетелдік қолданыстағы әдеттегі қолданыстар ұшақ фюзеляжының бояуын кетіру, қалып бетін майсыздандыру, қозғалтқыштың ішкі көміртегін кетіру және дәнекерлеу алдында қосылыстардың бетін тазалау болып табылады. АҚШ-тың Эдисон дәнекерлеу институты FG16 әскери ұшағын лазерлік тазалауда 1 кВт лазерлік қуатпен, тазалау көлемі минутына 2,36 см3 болды.
Айта кету керек, озық композиттік бөлшектерді лазерлік бояумен кетіруді зерттеу және қолдану да маңызды мәселе болып табылады. АҚШ Әскери-теңіз күштерінің HG53, HG56 тікұшақтарының бұранда қалақтары және F16 жойғыш ұшағының жалпақ құйрығы мен басқа да композиттік беттері лазерлік бояумен кетіруді қолдануды жүзеге асырды, ал Қытай композиттік материалдарды ұшақтарда қолдануды кешіктірді, сондықтан мұндай зерттеулер негізінен бос орын қалды.
Сонымен қатар, қосылыстың беріктігін арттыру үшін желімдеу алдында қосылыстың CFRP композиттік бетін өңдеу үшін лазерлік тазалау технологиясын қолдану да қазіргі зерттеу бағыттарының бірі болып табылады. Лазерлік компания жеңіл алюминий қорытпасынан жасалған есік жақтауының оксидті пленкасының бетін тазалауға арналған талшықты лазерлік тазалау жабдықтарын ұсыну үшін Audi TT автомобиль өндіріс желісіне бейімделді. Rolls G Royce UK титан аэроқозғалтқыш компоненттерінің бетіндегі оксидті пленканы тазалау үшін лазерлік тазалауды қолданды.
Соңғы екі жылда лазерлік тазалау технологиясы қарқынды дамып келеді, лазерлік тазалау процесінің параметрлері мен тазалау механизмі, тазалау нысандарын зерттеу немесе зерттеулерді қолдану үлкен жетістіктерге жетті. Лазерлік тазалау технологиясы көптеген теориялық зерттеулерден кейін оның зерттеуінің басты назары үнемі зерттеулерді қолдануға және перспективалы нәтижелерді қолдануға бағытталған. Болашақта мәдени жәдігерлер мен өнер туындыларын қорғауда лазерлік тазалау технологиясы кеңінен қолданылатын болады және оның нарығы өте кең. Ғылым мен техниканың дамуымен лазерлік тазалау технологиясын өнеркәсіпте қолдану шындыққа айналуда және қолдану аясы барған сайын кеңейіп келеді.
Maven лазерлік автоматтандыру компаниясы 14 жыл бойы лазерлік индустрияға маманданған, біз лазерлік таңбалауға маманданғанбыз, бізде шкафты лазерлік тазалау машинасы, арба қорабын лазерлік тазалау машинасы, рюкзак лазерлік тазалау машинасы және үшеуі бір лазерлік тазалау машинасы бар, сонымен қатар бізде лазерлік дәнекерлеу машинасы, лазерлік кесу машинасы және лазерлік таңбалау гравюра машинасы бар, егер сіз біздің машинаға қызығушылық танытсаңыз, бізді қадағалап, бізбен хабарласудан тартынбаңыз.
Жарияланған уақыты: 2022 жылғы 14 қараша
