Στη δεκαετία του 1980, η ταχεία ανάπτυξη της βιομηχανίας ημιαγωγών έθεσε υψηλότερες απαιτήσεις για την τεχνολογία καθαρισμού των μολυσμένων σωματιδίων στην επιφάνεια των μασκών γκοφρέτας πυριτίου. Το βασικό σημείο είναι να ξεπεραστεί η μεγάλη δύναμη προσρόφησης μεταξύ των μολυσμένων σωματιδίων και του υποστρώματος. Ο παραδοσιακός χημικός καθαρισμός, ο μηχανικός καθαρισμός και οι μέθοδοι καθαρισμού με υπερήχους δεν μπορούν να καλύψουν τις ανάγκες, ενώ ο καθαρισμός με λέιζερ μπορεί να λύσει τέτοια προβλήματα ρύπανσης και σχετική έρευνα και εφαρμογές έχουν αναπτυχθεί γρήγορα. Το 1987, υπήρξε η πρώτη αίτηση διπλώματος ευρεσιτεχνίας για καθαρισμό με λέιζερ.
Μετά την είσοδο στη δεκαετία του 1990, οι Zapka et al. Εφαρμόστηκε με επιτυχία τεχνολογία καθαρισμού με λέιζερ σε διαδικασίες κατασκευής ημιαγωγών, αφαιρώντας τα μικροσωματίδια στην επιφάνεια της μάσκας και επιτυγχάνοντας την έγκαιρη εφαρμογή της τεχνολογίας καθαρισμού με λέιζερ στον βιομηχανικό τομέα. Το 1995, οι ερευνητές πέτυχαν με επιτυχία τον καθαρισμό της βαφής της ατράκτου του αεροσκάφους χρησιμοποιώντας ένα λέιζερ TEA-CO2 2 kW. Μετά την είσοδο στον 21ο αιώνα, με τη ραγδαία ανάπτυξη των Ultrashort παλμικών λέιζερ, η έρευνα και η εφαρμογή της τεχνολογίας καθαρισμού με λέιζερ στο εσωτερικό και στο εξωτερικό αυξήθηκε σταδιακά, εστιάζοντας στον καθαρισμό επιφανειών μεταλλικών υλικών. Τυπικές εφαρμογές στο εξωτερικό περιλαμβάνουν αφαίρεση βαφής αμαξώματος αεροσκάφους, αφαίρεση λεκέδων λαδιού επιφάνειας μούχλας, αφαίρεση εσωτερικής εναπόθεσης άνθρακα στον κινητήρα και καθαρισμό επιφάνειας αρμών πριν από τη συγκόλληση.
Ο χάλυβας χρησιμοποιείται ευρέως στη βιομηχανία, όπως η συγκόλληση αυτοκινήτων, η ναυπηγική, η βαφή και η κατασκευή λεπίδων στροβίλου. Η τεχνολογία καθαρισμού με λέιζερ μπορεί να αφαιρέσει τη σκουριά, το χρώμα και τη βρωμιά από την επιφάνεια των εξαρτημάτων από χάλυβα, διασφαλίζοντας έτσι την ποιότητα συγκόλλησης και το αποτέλεσμα βαφής. Η τεχνολογία καθαρισμού λέιζερ χρησιμοποιήθηκε για τον καθαρισμό της επιφάνειας των πλακών από ανθρακοχάλυβα θαλάσσης πριν από τη συγκόλληση. Τα αποτελέσματα της έρευνας έδειξαν ότι η ταχύτητα εργασίας του καθαρισμού με λέιζερ μπορεί να αυξηθεί στα 1000 mm/min αυξάνοντας τη μέση ισχύ ή αυξάνοντας την πηγή φωτός λέιζερ. Ο μηχανισμός της αφαίρεσης με λέιζερ περιλαμβάνει φυσικές και χημικές επιδράσεις και ελαστικές δονήσεις.
Με διαφορετική πυκνότητα ενέργειας λέιζερ, τα δύο φαινόμενα έχουν διαφορετικούς βαθμούς επιρροής στον μηχανισμό καθαρισμού. Βρέθηκε ο νόμος διάδοσης της ταλάντωσης απόσβεσης του κρουστικού κύματος πλάσματος που προκαλείται από λέιζερ σε υλικά και δημιουργήθηκε ένα διαδικτυακό σύστημα παρακολούθησης για τη διαδικασία καθαρισμού με λέιζερ. Καθιερώθηκε η σχέση μεταξύ του βαθμού απομάκρυνσης οξειδίου, της φωτεινής έντασης του πλάσματος και της διάρκειας του ηχητικού κύματος. Εκτός από την πλήρη αφαίρεση της σκουριάς της επιφάνειας, το λέιζερ μπορεί επίσης να σχηματίσει ένα πολύ λεπτό στρώμα σκλήρυνσης στην επιφάνεια του υποστρώματος. Το στρώμα σκλήρυνσης μπορεί να βελτιώσει αποτελεσματικά τη σκληρότητα της επιφάνειας του ανθρακούχου χάλυβα, να παίξει ρόλο ενίσχυσης της επιφάνειας και σε κάποιο βαθμό να προστατεύσει τον ανθρακούχο χάλυβα.
Η τεχνολογία καθαρισμού λέιζερ δεν μπορεί να εφαρμοστεί μόνο στον καθαρισμό επιφάνειας του κράματος αλουμινίου πριν από τη συγκόλληση, αλλά και στην επιφανειακή επεξεργασία πριν από τη συγκόλληση κράματος αλουμινίου. Παρόμοιες μελέτες έχουν συγκρίνει τα αποτελέσματα της επεξεργασίας πλάσματος χαμηλής πίεσης και του καθαρισμού με λέιζερ στη διατμητική αντοχή των συγκολλητικών αρμών. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η μέση διατμητική αντοχή των δειγμάτων καθαρισμού με λέιζερ είναι 19,35 MPa, που είναι περίπου 5 MPa υψηλότερη από αυτή της επεξεργασίας πλάσματος.
Κατά τον καθαρισμό με λέιζερ, είναι απαραίτητο να επιλέξετε κατάλληλες παραμέτρους όπως το μήκος κύματος λέιζερ, το πλάτος παλμού και τη συχνότητα παλμού με βάση διαφορετικά αντικείμενα καθαρισμού. Η συντριπτική πλειοψηφία της εγχώριας και ξένης έρευνας σχετικά με τον καθαρισμό με λέιζερ επιστρώσεων και μικρών σωματιδίων έχει επιλέξει λέιζερ παλμικών ινών νανοδευτερόλεπτου με μήκος κύματος 1064 nm. Ωστόσο, υπάρχει μια σημαντική διαφορά στη συχνότητα παλμού λέιζερ μεταξύ των δύο. Το πρώτο έχει συχνότητα παλμών από πολλές χιλιάδες έως αρκετές δεκάδες kilohertz και η τραχύτητα της επιφάνειας μετά τον καθαρισμό μπορεί να φτάσει το 1 μ. Το δεύτερο συγκεντρώνεται στην περιοχή από μερικά hertz έως αρκετές δεκάδες hertz, με ρυθμό αφαίρεσης άνω του 90 τοις εκατό .
Οι εγχώριοι μελετητές έχουν διεξαγάγει έρευνα στον τομέα του καθαρισμού με λέιζερ σχετικά αργά, σε συνδυασμό με το υψηλό κόστος των ίδιων των λέιζερ βραχέων παλμών, τα οποία απαιτούν υψηλότερη απόδοση καθαρισμού για να επιτύχουν υψηλή αξία σε πρακτικές εφαρμογές. Επομένως, αυτή τη στιγμή υπάρχουν πολύ λίγες σχετικές εφαρμογές. Τα τελευταία χρόνια, ορισμένα πανεπιστήμια, ερευνητικά ινστιτούτα και επιχειρήσεις στην Κίνα έχουν πραγματοποιήσει διαδοχικά έρευνα σχετικά με την εφαρμογή της τεχνολογίας καθαρισμού με λέιζερ στον βιομηχανικό τομέα και έχουν επίσης κατασκευάσει εξοπλισμό καθαρισμού με λέιζερ.
Η Ακαδημία Μηχανικής Φυσικής της Κίνας διεξήγαγε έρευνα για την αφαίρεση παραγόντων απελευθέρωσης μούχλας για καλούπια ελαστικών, αφαίρεση βαφής πτερυγίων αεροσκαφών και radomes (σύνθετα υλικά) και θωράκιση δεξαμενής και αφαίρεση σκουριάς θαλάσσιων εξαρτημάτων. Το Πανεπιστήμιο Suzhou διεξήγαγε έρευνα για την αφαίρεση σκουριάς των σωληνώσεων του αυτοκινήτου, τη συντήρηση τροχιάς και την αφαίρεση βρωμιάς και την αφαίρεση αλάτων από μονωτικά μπουκάλια πορσελάνης.
Τα παραπάνω συνοψίζουν την τρέχουσα ερευνητική κατάσταση του καθαρισμού με λέιζερ στο εσωτερικό και στο εξωτερικό. Όσον αφορά τη θεωρία και την τεχνολογία, αν και έχει διεξαχθεί μεγάλος αριθμός πειραμάτων στη διεργασία της έρευνας καθαρισμού με λέιζερ τόσο εγχώρια όσο και διεθνώς, η έρευνα θεωρίας και μηχανισμού του καθαρισμού με λέιζερ εξακολουθεί να είναι ελλιπής. Αν και έχουν καθιερωθεί σχετικά φυσικά μοντέλα, αυτά τα μοντέλα εξακολουθούν να έχουν σημαντικούς περιορισμούς. Όσον αφορά την πρακτική εφαρμογή, υπάρχει σημαντικό χάσμα μεταξύ της Κίνας και των ξένων χωρών.
Σχετικά με την HGTECH
Η HGTECH είναι η πρωτοπόρος και ηγέτης της βιομηχανικής εφαρμογής λέιζερ στην Κίνα και ο έγκυρος πάροχος παγκόσμιων λύσεων επεξεργασίας λέιζερ. Σχεδιάζουμε ολοκληρωμένα την κατασκευή ευφυούς εξοπλισμού λέιζερ, γραμμών παραγωγής μέτρησης και αυτοματισμού και έξυπνων εργοστασίων για να παρέχουμε μια συνολική λύση για έξυπνη κατασκευή.
Αντιλαμβανόμαστε βαθιά την αναπτυξιακή τάση της μεταποιητικής βιομηχανίας, εμπλουτίζουμε συνεχώς προϊόντα και λύσεις, εμμένουμε στην εξερεύνηση της ενοποίησης της αυτοματοποίησης, της πληροφορικής, της νοημοσύνης και της βιομηχανίας κατασκευής και παρέχουμε σε διάφορες βιομηχανίες συστήματα κοπής με λέιζερ, συστήματα συγκόλλησης με λέιζερ, σειρές σήμανσης με λέιζερ, υφή με λέιζερ πλήρης εξοπλισμός, συστήματα θερμικής επεξεργασίας λέιζερ, μηχανήματα διάτρησης λέιζερ, λέιζερ και διάφορες υποστηρικτικές συσκευές Το συνολικό σχέδιο για την κατασκευή ειδικού εξοπλισμού επεξεργασίας λέιζερ και εξοπλισμού κοπής πλάσματος, καθώς και αυτόματων γραμμών παραγωγής και έξυπνων εργοστασίων.
