लेजर सफाई मशीनों के साथ किन सामग्रियों और सतहों को साफ किया जा सकता है? (1)

लेजर सफाई के सिद्धांत

लेजर सफाई पल्स किए गए लेजर विकिरण और सामग्री की सतहों के बीच नियंत्रित अंतःक्रिया पर आधारित है। यह ऑक्साइड, पेंट, ग्रीस और अवशेष जैसी अवांछित परतों को बिना किसी यांत्रिक संपर्क, अपघर्षक या रसायनों के उपयोग के बिना हटा देता है। सफाई प्रक्रिया दो प्राथमिक भौतिक तंत्रों के माध्यम से काम करती है: फोटो-थर्मल और फोटो-यांत्रिक प्रभाव, जिन दोनों पर लेजर के संचालन पैरामीटर का प्रभाव पड़ता है। इन सिद्धांतों की गहन समझ सफाई दक्षता सुनिश्चित करने और आधारभूत सामग्री की अखंडता की रक्षा करने के लिए आवश्यक है।

लेजर सफाई के भौतिक तंत्र

फोटो-थर्मल तंत्र

फोटो-थर्मल प्रभाव चयनित ताप पर आधारित होता है। जब लेजर किरण सतह से टकराती है, तो दूषित परत लेजर ऊर्जा को अवशोषित कर लेती है और तेजी से गर्म हो जाती है। इस ऊष्मा के कारण हो सकता है:

परतों के अलगाव के लिए ऊष्मीय प्रसार।

दूषक का वाष्पीकरण या पाइरोलिसिस।

गलन और पुनः ठोसीकरण सब्सट्रेट से बंधन को ढीला कर देता है।

यह तंत्र सबसे अधिक प्रभावी होता है जब दाग-धब्बे का चुने गए लेजर तरंगदैर्ध्य पर आधारभूत सामग्री की तुलना में प्रकाशिक अवशोषण काफी अधिक हो। उदाहरण के लिए, जंग या पेंट अक्सर नीचे की धातु की तुलना में इंफ्रारेड तरंगदैर्घ्य को बेहतर ढंग से अवशोषित करते हैं।

प्रकाश-यांत्रिक तंत्र

प्रकाश-यांत्रिक प्रक्रिया में, अत्यंत छोटी लेजर पल्स (आमतौर पर पिकोसेकंड या फेम्टोसेकंड) ऊर्जा इतनी तेज़ी से जमा करती हैं कि ऊष्मा चालन नगण्य होता है। गर्म करने के बजाय, तीव्र ऊर्जा के कारण होता है:

दाग-धब्बे की सतह पर त्वरित प्लाज्मा निर्माण या सूक्ष्म विस्फोट।

शॉकवेव उत्पन्न होना जो दाग-धब्बों को भौतिक रूप से दूर फेंक देती है।

भंगुर परतों में तनाव फ्रैक्चर, जैसे कि संक्षारण या कार्बन जमाव।

यह तंत्र नाजुक आधारभूत सामग्री या ऐसे अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है जहाँ ऊष्मा को न्यूनतम रखने की आवश्यकता हो, जैसे विरासत संरक्षण या सूक्ष्म इलेक्ट्रॉनिक्स।

मुख्य लेजर पैरामीटर

लेजर सफाई की प्रभावशीलता और सुरक्षा कई लेजर पैरामीटर के सही कॉन्फ़िगरेशन पर भारी निर्भर करती है:

तरंगदैर्ध्य

लेजर तरंगदैर्घ्य निर्धारित करता है कि कितनी ऊर्जा मिट्टी और सब्सट्रेट द्वारा अवशोषित की जाती है। आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले तरंगदैर्घ्य में शामिल हैं:

1064 एनएम (इन्फ्रारेड): धातुओं और ऑक्साइड्स के लिए उपयुक्त।

532 एनएम (हरा): रंजक और पेंट्स पर अधिक प्रभावी।

355 एनएम या 248 एनएम (यूवी): कार्बनिक और पॉलिमर-आधारित मिट्टी के लिए सर्वोत्तम।

लक्ष्य एक ऐसा तरंगदैर्घ्य चुनना है जो मिट्टी द्वारा मजबूती से अवशोषित किया जाए, लेकिन सब्सट्रेट द्वारा कमजोरी से।

पल्स अवधि

पल्स अवधि ऊर्जा स्थानांतरण की गहराई और गति को प्रभावित करती है:

नैनोसेकंड पल्स: मध्यम तापीय प्रभाव; सामान्य सफाई के लिए अच्छा।

पिकोसेकंड/फेम्टोसेकंड पल्स: अत्यधिक सटीक, न्यूनतम तापीय विसरण; संवेदनशील सतहों के लिए आदर्श।

छोटे पल्स ऊष्मा-प्रभावित क्षेत्रों को कम करते हैं और सफाई चयनात्मकता में सुधार करते हैं।

पल्स ऊर्जा और दोहराव दर

पल्स ऊर्जा (मिलीजूल या जूल में मापी जाती है): यह प्रति पल्स दी गई ऊर्जा की मात्रा को परिभाषित करती है। उच्च ऊर्जा मोटी या कठोर परतों को हटा सकती है, लेकिन इससे सब्सट्रेट के क्षतिग्रस्त होने का जोखिम भी बढ़ जाता है।

दोहराव दर (हर्ट्ज या किलोहर्ट्ज में मापी जाती है): यह यह नियंत्रित करती है कि पल्स कितनी बार दिए जाते हैं। उच्च दोहराव दर तेज़ सफाई की अनुमति देती है, लेकिन यदि सावधानीपूर्वक प्रबंधित नहीं किया गया तो यह ऊष्मा संचय का कारण बन सकती है।

स्पॉट आकार और ओवरलैप

स्पॉट आकार संकल्प और तीव्रता को प्रभावित करता है। छोटे स्पॉट सटीक कार्य की अनुमति देते हैं, जबकि बड़े स्पॉट व्यापक क्षेत्रों को तेज़ी से साफ़ करते हैं।

ओवरलैप का अर्थ है कि प्रत्येक पल्स पिछले पल्स के साथ कितना ओवरलैप करता है। समान सफाई सुनिश्चित करने के लिए आमतौर पर ओवरलैप 50–90% के बीच होता है। बहुत कम ओवरलैप धारियाँ छोड़ सकता है; बहुत अधिक ओवरलैप सतह को अत्यधिक गर्म कर सकता है।

अशुद्धियों और सब्सट्रेट के साथ अंतःक्रिया

लेजर सफाई में एक मुख्य सिद्धांत चयनात्मक अपरदन है—अंतर्निहित सामग्री को नुकसान पहुँचाए बिना अशुद्धियों को हटाने की क्षमता। यह निर्भर करता है:

अवशोषण विपरीतता: आधारभूत सतह की तुलना में दूषक लेजर ऊर्जा को अधिक प्रभावी ढंग से अवशोषित करना चाहिए।

तापीय चालकता: उच्च-चालकता वाली सब्सट्रेट (जैसे, तांबा, एल्युमीनियम) ऊष्मा को तेजी से फैला देती हैं, जिससे क्षति के जोखिम में कमी आती है।

आसंजन शक्ति: ढीले बंधे परतों को फोटो-यांत्रिक प्रभावों के माध्यम से हटाना आसान होता है, जबकि मजबूती से जुड़ी कोटिंग्स को उच्च फ्लुएंस या कई बार उपचार की आवश्यकता हो सकती है।

लेजर सफाई को प्रत्येक अनुप्रयोग के लिए सावधानीपूर्वक कैलिब्रेट किया जाना चाहिए, जिसमें दूषक की मोटाई, संरचना और बंधन शक्ति के साथ-साथ आधारभूत सतह की संवेदनशीलता को ध्यान में रखा जाना चाहिए।

लेजर सफाई लेजर-सामग्री अंतःक्रिया के भौतिकी पर आधारित एक अत्यधिक नियंत्रित प्रक्रिया है। चाहे दूषित पदार्थों को वाष्पित करने के लिए ऊष्मीय ऊर्जा पर निर्भर हो या उन्हें हटाने के लिए यांत्रिक आघात तरंगों का उपयोग करे, यह तकनीक अभूतपूर्व सटीकता प्रदान करती है। इसकी सफलता प्रत्येक विशिष्ट सामग्री संयोजन के लिए लेजर मापदंडों को ढालने पर निर्भर करती है, जिससे सतह की अखंडता को बनाए रखते हुए दूषित पदार्थों को अधिकतम हद तक हटाया जा सके। प्रकाश-ऊष्मीय और प्रकाश-यांत्रिक तंत्रों पर अधिकार प्राप्त करने और तरंगदैर्घ्य, पल्स ऊर्जा और धब्बे के आकार जैसे मापदंडों को समायोजित करने से लेजर सफाई को औद्योगिक और विशिष्ट अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला में सुरक्षित और प्रभावी ढंग से लागू किया जा सकता है।