Რომელ ინდუსტრიულ დამაბინძურებლებს ამოიწმენს ლაზერული საწმენდი მანქანები?

Კაკჲ Ლაზერული წმენდის მანქანებს Აბრევების ამოღება: აბლაციის მიღმა მდებარე მეცნიერება

Როგორ ამუშავებს ლაზერული აბლაციის ტექნოლოგია ზედაპირულ აბრევებს

Ლაზერული სისხლის გასუფთავების სისტემები ინდუსტრიულ მტვერს ფოტოთერმული აბლაციის საშუალებით აცილებენ. საერთოდ, ასეთი მანქანები უკვე მოკლე ინტენსიური ენერგიის იმპულსებს უშვებენ, რომლის ხანგრძლივობა 10-დან 100 მილიარდედ წამამდე აქვს, რაც ზედაპირულ დაბინძურებას აშლის იმას ქვეშ არსებულის დაზიანების გარეშე. მასალები, როგორიცაა რჟავა და ძველი საღებავი, ლაზერულ სხივებს სპეციფიკურ ტალღის სიგრძეზე შთანთქავს, დაახლოებით 1060-დან 1070 ნანომეტრამდე, რის შედეგადაც ისინი საოცარი სიჩქარით ათბორიან 8000-დან 10000 გრადუს ცელსიუსამდე, სანამ სრულიად გაიარაღდება პლაზმად ან უბრალოდ აირად. ლაზერული აბლაციის კვლევითი ჯგუფის მკვლევარებმა 2022 წელს აჩვენეს, რომ სხვადასხვა ნივთიერებები განსხვავებულად უპასუხებენ ამ მკურნალობას, რამაც შესაძლებელი გახადა პროცესის მაქსიმალურად ეფექტუალურად დაყენება ზედაპირის გადატვირთვის გარეშე.

Მასალის ტიპი	Აბლაციის ზღვარი (ჯ/სმ²)	Აორთქლების სიჩქარე
Რჟავა/ოქსიდები	0.5–1.2	0.2 მ²/სთ
Საღებავი	0.8–1.5	0.15 მ²/სთ
Სანთლის/ზეთის ფირები	0.3–0.7	0.3 მ²/საათში

Ლაზერული იმპულსებისა და სხვადასხვა მასალის ფენების ურთიერთქმედება

Პროცესი იყენებს მალჩევებისა და საშიში მასალების სხვადასხვა სინათლის შთანთქმელ სიჩქარეებს. მაგალითად, ჟანგი შთანთქავს 1,064 ნმ ლაზერული ენერგიის 60–80%, მაშინ როდესაც ფოლადი არეკვლის 70%-ზე მეტს. ეს შეუსაბამობა საშუალებას აძლევს ოპერატორებს მიმართონ იმპულსები 10–100 კჰც სიხშირით, გაჭრას მალჩევის ფენები 500 მიკრონზე თინ და მოაცილოს ნარჩენები ფენა-ფენად 0.05–0.3 მმ თითოეულ გავლაზე.

Არჩევითი შთანთქმა: რატომ აორთქლდება მალჩევები და დარჩება საშიში მასალა უცვლელი

Ლაზერული საწმენდი მანქანები ახერხებენ საშიში მასალის უსაფრთხო მოცილებას ტალღის სიგრძის სპეციფიკური შთანთქმით . მალჩევები, როგორიცაა რეზინის ნარჩენები, შთანთქავს ბოჭკოვანი ლაზერის ენერგიის 90% (1,060 ნმ), მაშინ როდესაც ლითონები არეკვლის 65–85%-ს. ამ განსხვავებულმა გათბობამ გამოიწვია მალჩევების აორთქლებამდე მიღწევა — 3,500°C-ზე მეტი ნახშირის ნარჩენებისთვის — სანამ საშიში მასალა გათბობს 150°C-ზე მეტს, რითაც ინარჩუნებს სითბოს მგრძნობიარე შენადნობებს.

Ლითონის ოქსიდები და ჟანგი: ლაზერზე დამყარებული მოცილება ფოლადის ზედაპირებიდან

Ფოთლის მოშლის ლაზერული მექანიზმი ფოლადის და მეტალის ზედაპირებზე

Ლაზერული სისტემები ლპობისა და მეტალის ოქსიდების ამოსაშლელად იყენებენ სელექტიურ ფოტოაბლაციას. ძირითადად, ასეთი მანქანები გამოიყოფენ საშიშარი სინათლის იმპულსებს, რომლებიც ამოაშლიან მტვერსა და ბინძვს, მაგრამ მეტალს თავისი მდგომარეობით ტოვებენ. მისი მეცნიერული საფუძველიც საინტერესოა. როდესაც ვხედავთ რკინის ოქსიდის ნაერთებს, როგორიცაა FeO ან Fe2O3, ისინი ლაზერის ენერგიის დაახლოებით 60-დან 80 პროცენტამდე შთანთქავენ, როდესაც მუშაობს 1064 ნანომეტრზე. ჩვეულებრივი ფოლადი კი უმეტესად არეკვლის ამ ენერგიის მეორედ მეტს. შემდეგ კი ხდება საინტერესო პროცესი. მასალების რეაგირების განსხვავების გამო პროცესი თვითონ იწყებს რეგულირებას, როდესაც ლპობის ფენას გაუტეხავს. ლპობის უმეტესი სახელური 0.1 მილიმეტრი სისქის იქნება სრულიად გაქრობილი მხოლოდ 8 წამში სიზუსტის ერთი კვადრატული მეტრის ფარგლებში, ხოლო რა რჩება ქვემოთ, ზუსტად იმავე მდგომარეობაში იქნება, როგორიც იყო დამუშავების დაწყებამდე.

Შედარებითი ეფექტურობა: ლაზერული და ქვაბლასტინგის რგოლის მოცილებისთვის

Ქვაბლასტინგთან შედარებით, ლაზერული სისტემები ზედაპირის მომზადების დროს 40%-ით ამცირებს და აღმოფხვრის აბრაზიული ნარჩენების განმარტვის ხარჯებს. ქვაბლასტინგი ხშირად იწვევს მსუბუქი ლითონების დაბლანტვას, ხოლო ლაზერული აბლაცია უზრუნველყოფს ზედაპირის ხრჩობის (Ra) მნიშვნელობას 1.6 μm-ზე დაბალს, რაც აუცილებელია საზღვაო გარემოში საფარის დამაგრებისთვის.

Შემთხვევის ანალიზი: ლაზერული საწმენდი მანქანის გამოყენება საზღვაო მაგისტრალების რგოლის დეზინფექციისთვის

Საზღვაო პროექტში 500 ვატიანი იმპულსური ლაზერის გამოყენებით მიიღეს ნახშირბადის ფოლადის კონსტრუქციებიდან რგოლის მოცილების 95%-იანი ეფექტურობა. ოპერატორებმა დაასუფთავეს 12 მ²/სთ-ში კოროზიულ მარილიან გარემოში ქვეშქმედების არანაირი დაზიანებით ან თერმული დისტორსიით, რაც ნაკლებად ზუსტ ზონებში ნაკლებად ეფექტურ ნეედლ ხელსაწყოებზე 300%-ით აღემატებოდა.

Საღებავი, საფარები და პოლიმერები: ზუსტი მოცილება ქვეშქმედების მინიმალური ზემოქმედებით

Მრავალშრიანი საღებავების და პოლიმერული საფარების არანაზღვრული მოცილება

Ლაზერული საწმენდი მანქანები იყენებენ სელექტიურ ენერგიის შთანთქმას საღებავის ფენების აორთქლებისთვის ხსნილებელი ან აბრაზიული საშუალებების გარეშე. პულსური ლაზერები ამოაგდებს მაქსიმუმ ხუთ საფარის ფენას ერთდროულად, ფოლადზე აღწერს 99,2%-იან ამოშლის ეფექტურობას ნულოვანი მიკრონული ბაზის მეტალის დანაკარგით — რაც აღმატება ტრადიციულ აბრაზიულ საწმენდ მეთოდებს.

Პrecision Control in Aerospace Components Using Laser Paint Removal

Აეროკოსმოსში, ლაზერული აბლაცია ამოაგდებს პოლიურეთანის და ეპოქსის საფარს ტურბინის ბორბლებიდან ¥30μm სიზუსტით, რაც შენარჩუნებს აეროდინამიურ მახასიათებლებს. არაკონტაქტური მეთოდი არიდებს მიკროსქელებს ხელით შეღებვისას, რაც ალუმინის ნაწილების უარყოფის მაჩვენებელს 67%-ით ამცირებს საინდუსტრიო სტანდარტების მიხედვით.

Challenges With Heat-Sensitive Substrates During Laser Ablation Process

Სითბომედგამოწვეული პოლიმერებისთვის, პულსების ხანგრძლივობა ქვემოთ 15ns არიდებს დეფორმაციას. ახალგაზრდა სისტემები უზრუნველყოფს სითბოს რეალურ დროში გაზომვას, რაც აქმნის 40%-ით ნაკლებ პიკურ ტემპერატურას კომპოზიტური მასალების დამუშავებისას წინა მოდელებთან შედარებით.

Ორგანული და არაორგანული ნაშთები: ნავთი, სანაცხვები, წვეთის მორგანზება და მტვრის ამოღება

Ჰიდრონახშირბადზე დამყარებული ნაშთების ორთქლიანობა ლაზერული გასუფთავების ტექნოლოგიით

Ლაზერული გასუფთავების მანქანები ამოიღებენ ნავთს და სანაცხვებს სელექტიური ფოტოთერმული დეკომპოზიციით , სადაც მოკლე იმპულსები (10–100 ნს) აორთქლებს ჰიდრონახშირბადის ჯაჭვებს მეტალის გახურვის გარეშე. ეს მეთოდი უზრუნველყოფს ამოღების სიჩქარეს 2 მ²/სთ-მდე მძიმე სმეარის დაგროვების შემთხვევაში მაღალი დაბინძურების აბსორბციის გამოყენებით.

Ეფექტურობა ნავთისა და სანაცხვების ამოღებაში ძრავის კომპონენტებიდან

Ავტომობილის მომსახურებაში, ლაზერული სისტემები ამოიღებენ 99,7% გახურული ძრავის სანაცხვებისა 150–300 ვტ სიმძლავრით, რაც აღემატება ხსნილებზე დამყარებულ მეთოდებს, რომლებიც საფრთხეს უქმნიან სარკინის დაზიანებას. 2023 წელზე გამოქვეყნებულმა კვლევამ აჩვენა, რომ ლაზერით გასუფთავებული კოლენჩახებისთვის სჭირდებოდა 60%-ით ნაკლები ხელახლა პოლირება , რაც მნიშვნელოვნად ამცირებს საფრთხის შემცველი ნარჩენების რაოდენობას.

Წვეთის მორგანზებისა და განათების ამოღება ნახშირბადის ფორმის დამაგრებისას

Ლაზერული აბლაცია წმენდის შედუღების შემაერთებელ ზოლს სამჯერ მეტ სიჩქარით, ვიდრე ხელით გრინდინგი, ხოლო კოროზიისგან დაცული ზედაპირები ინახება. 1064 ნმ-ზე გატესტვის სისტემები სამიზნე ქვაბის ოქსიდებს და ამოიღებს მინარევებს, ხოლო Ra ხრტილობა 0.8 მიკრონზე ნაკლებს ინახება.

Ნაწილაკების დეზინტოქსიკაცია ბირთვულ და ხელსაწყოთა ინდუსტრიაში

Ბირთვული საშენებელი ადგილები ლაზერული წმენდის გამოყენებით ამოიღებს რადიოაქტიულ მტვარს სითხის ნარჩენების გარეშე , მიიღებს დეზინტოქსიკაციის ფაქტორებს 10´–10µ. ზუსტი ხელსაწყოების დასამუშავებლად, 50 ვტ-იანი ბოჭკოვანი ლაზერები ამოიღებს მიკროსკოპულ ალუმინის ოქსიდის ნაწილაკებს ფრეზების მოწყობილობიდან, რითაც ახდენს საწარმოო სერიებს შორის გადატენილობის თავიდან აცილებას.

Სპეციალიზებული სამრეწველო გამოყენება: ინსტრუმენტების წმენდა და მაღალზუსტი კომპონენტების მოვლა

Ლაზერული აბლაციის პროცესი ინსტრუმენტებისა და პოლიმერების ამოღებისთვის რეზინის წარმოებაში

Ლაზერული აბლაცია არჩევით ამოიღებს ორგანულ დაგროვებას რეზინის ინსტრუმენტებზე დაშვებული ზღვრების შენარჩუნებით. 2023 Ზედაპირის ინჟინერიის ჟურნალი კვლევამ აჩვენა, რომ იმპულსური ლაზერები ერთ წუთზე ნაკლებ დროში ანადგურებს გოგირდზე დამყარებული გამომყოფი საშუალებების 99,8%-ს — გასაღებ ხსნარებთან შედარებით, რომლებიც სუბსტრატების შე swelling-ის რისკს უტაცებენ. 1,064 ნმ ტალღის სიგრძე მიმართულია მუქი პოლიმერული ნაშთების მიმართ, რომელიც ასახავს მეტალის ზედაპირებიდან მოლდინგს.

Ზუსტი საწმენდი ინიექციური მოლდები ზედაპირის ცვეთის გარეშე

Მასობრივ წარმოებაში ლაზერული საწმენდი შეინარჩუნებს მიკრონული დონის სიზუსტეს მოლდის მოვლის დროს. ლაზერები ამოიღებს ლეპიან და ნახშიროვან პლასტმასებს 3 მიკრონული მასალის დანაკარგით (ASTM E2921-21-ის მიხედვით), რამაც შეამცირა მოლდის შეცვლის ხარჯები ავტომობილის საწარმოებში 70%-მდე, აბრაზიული მეთოდების გამოყენებით, რომლებიც ინახავს ხელსაწყოებს.

Შესწავლის შემთხვევა: პოლიიმიდის საფარის მოშლა ავიაციის ელექტრონიკაში ლაზერული საწმენდი მანქანის გამოყენებით

Ბოლო აეროკოსმოსური აპლიკაცია მოიცავდა პოლიიმიდის გამტარობის ამოღებას თანამგზავრის კონტაქტებიდან. ტრადიციულმა ქიმიურმა ხსნამ დააზიანა ოქროს დალუჟებული კონტაქტები შემთხვევების 12%-ში (NASA 2022 წლის უარყოფითი ანალიზის ანგარიში). ლაზერით დასუფთავებამ უზრუნველყო სრული საფარის ამოღება 45 წამში და არ მოახდინა საბაზო მასალის დაზიანება, რამაც შესაძლებელი გახადა 18,000 აშშ დოლარიანი ღირებულების RF მოდულების ხელახლა გამოყენება.

Ხელიკრული

Რა არის ფოტოთერმული აბლაცია ლაზერით დასუფთავებაში?

Ფოტოთერმული აბლაცია არის პროცესი, რომელიც ლაზერით დასუფთავების მანქანები იყენებენ დაბინძურების ამოსაშლელად ზედაპირის დაზიანების გარეშე. ის მოიცავს მოკლე, ინტენსიური ენერგიის გასროლას, რაც ათბობს და აპლავებს ზედაპირულ მასალებს პლაზმად ან აირად.

Როგორ ამოწმებს ლაზერით დასუფთავების მანქანები დაბინძურებას?

Ლაზერით დასუფთავების მანქანები იყენებენ ტალღის სიგრძის სპეციფიკურ შთანთქმას დაბინძურების მიმართულებით. სხვადასხვა მასალა სხვადასხვა გზით შთანთქავს ლაზერულ სხივს, რაც საშუალებას იძლევა ლაზერმა აორთქლოს არასასურველი მასალები და დატოვოს დანარჩენი უცვლელი.

Რა არის ლაზერით დასუფთავების უპირატესობა ტრადიციული მეთოდების მიმართ, როგორიცაა ქვაბლასტინგი?

Ლაზერული გასუფთავება საშუალებას იძლევა უფრო სწრაფად მოხდეს მუშაობა და შეამციროს ნარჩენების განმუშავების ხარჯები ტრადიციულ მეთოდებთან შედარებით, როგორიცაა ქვაბლასტინგი. ის ასევე არ უზრუნველყოფს აბრაზიული ნაწილაკების ჩანერგვას უფრო მკვრივ მასალებში და შეინარჩუნებს საჭირო ზედაპირის ხრეშობას საფარის მიმაგრებისთვის.

Შეუძლია თუ არა ლაზერული გასუფთავების მანქანებს საღებავის ან საფარის რამდენიმე ფენის მოცილება?

Დიახ, ლაზერული გასუფთავების მანქანებს შეუძლიათ საღებავის ან საფარის რამდენიმე ფენის ერთდროულად მოცილება, მაღალი წაშლის ეფექტურობის მიღწევა საბაზო მასალის მნიშვნელოვანად დაზიანების გარეშე.

Როგორ მოქმედებს ლაზერული გასუფთავება სითბომედგარ მასალებზე?

Ახალგაზრდა ლაზერული სისტემები იყენებენ მოკლე იმპულსებს და სითბოს სენსორებს რეალურ დროში, რათა თავიდან აიცილონ სითბომედგარი მასალების ზედმეტად გახურება და დაზიანება გასუფთავების პროცესში.