Лазерийн цэвэрлэгээний машинд ямар материал, гадаргууг цэвэрлэх боломжтой вэ? (6)

Зөв лазер болон процессын параметрүүдийг сонгох

Лазерийн цэвэрлэгээ нь хүчтэй хэрэгсэл юм — гэхдээ зөв тохируулсан тохиолдолд л. Ямар ч лазерийн цэвэрлэгээний үр дүнтэй ажиллах, үр ашигтай байдал, аюулгүй байдлыг лазерийн болон сканерийн олон параметрийг зөв сонгож, тэнцвэржүүлэхээс шууд хамаарна. Эдгээр хувьсагчид гадаргуу руу ямар хэмжээний энерги очих, энергийг хэрхэн хүргэх, систем хэрхэн бохирдлыг суурь материалаас ялгаж таних зэргийг шууд удирдана.

Оновчтой үр дүнг хангахын тулд, материал, бохирдлын төрөл болон гадаргуугийн байдлаас хамааран дараахь үндсэн параметрүүдийг тохируулах нь чухал: долгионы урт, импульсын үргэлжлэх хугацаа, энергийн нягт, давталтын хурд болон сканнерийн хурд.

Нягтны дэлгэрэнгүй

Долгионы урт нь лазерын цацрагийн өнгийг (эсвэл илүү техникийн хувьд, энерги) тодорхойлж, материал ямар хэмжээгээр энергийг шингээхийг шууд нөлөөлнө.

Хэт улаан (1064 нм, Nd:YAG эсвэл ширхэгийн лазер): Суурин металл шиг ихэвчлэн илүү цөөн энерги шингээдэг харин зэс, исэл болон бохирдлууд илүү их шингээдэг металл, исэлд үр дүнтэй.

Ногоон (532 нм): Тодорхой будаг, полимер, хэвлэгдсэн хэлхээний давхаргуудад илүү сайн шингээнэ.

Хэт ягаан (355 нм, эксимер лазер): Пластик, электрон бараа шиг органик материалыг, нарийн нимгэн давхаргуудад хамгийн тохиромжтой.

Гол зарчим: Бохирдол ихээр шингээдэг, харин суурин материал хамгийн бага шингээдэг долгионы уртыг сонгоно. Ингэснээр сонгомол ариутгал хангагдана.

Импульсын үргэлжлэх хугацаа

Импульсын өргөн нь лазерын импульс тус бүрийн үргэлжлэх хугацааг тодорхойлдог бөгөөд ихэвчлэн наносекунд (ns), пикосекунд (ps) эсвэл фемтосекунд (fs)-ээр хэмждэг. Энэ нь энерги хэр хурдан дамжуулагдахыг тодорхойлно.

Наносекундын лазер (ns): Үйлдвэрийн цэвэрлэгээнд ердийн хэрэглэгддэг; руст, будга, хэмжээсийг цэвэрлэхэд үр дүнтэй, гэхдээ бага зэрэг дулааны нөлөө үзүүлж болзошгүй.

Пикосекундын лазер (ps): Илүү хурдан энерги дамжуулдаг бөгөөд суурин материалд дулаан дамжихгүй—нарийн нарийвчлал шаардсан ажилд тохиромжтой.

Фемтосекундын лазер (fs): Маш богино импульс бүхий лазер бөгөөд “хүйтэн абляци”-ийн эффект үзүүлдэг—дулааны үйлчлэлд мэдрэг материал эсвэл микро түвшний гадаргууд ашиглахад маш сайн.

Богино импульсын үргэлжлэх хугацаа нь дулааны тархалтыг багасгаж, дулааны нөлөөллийн бүс (HAZ)-ийг хамгийн бага болгох бөгөөд тусгал өгч, хайлах температур багатай материал дээр ялангуяа суурин материал бүтэц задрахаас хамгаална.

Флюенс (Энергийн нягт)

Флюенс нь импульс тус бүрээр нэгж талбайд илгээгдэх энергийн хэмжээ юм (Жоуль/см²). Энэ нь цэвэрлэх үр дүнтэй байдлыг тодорхойлох чухал параметрүүдийн нэг юм.

Бага интенсив (1 Ж/см²-ээс бага): Бохирдлыг устгахад хангалтгүй эсвэл зөвхөн суналттай материалуудыг цэвэрлэх боломжтой.

Дунд зэргийн интенсив (1–5 Ж/см²): Хамгийн түгээмэл бохирдлууд, жишээ нь дэвс, исэл, будаг зэрэгт үр дүнтэй.

Өндөр интенсив (5 Ж/см²-ээс дээш): Зузаан эсвэл тэсвэртэй давхаргуудад шаардлагатай боловч зохицуулалт муу байвал суурь материалд гэмтэл учруулах эрсдэлтэй.

Интенсивын оновчтой түвшин нь бохирдлын холбоосын хүч, дулааны шинж чанараас хамаарна. Устгах порогийг давах нь цэвэрлэлтийг баталгаажуулдаг ч суурь материалийн гэмтлийн порогийг давж болохгүй.

Давталтын хурд (Цохилтын давтамж)

Давталтын хурд гэдэг нь секунд тутамд хэдэн лазерын цохилт гарч байгааг хэлдэг бөгөөд ихэвчлэн килогерц (кГц)-ээр хэмждэг.

Бага давталтын хурд (10 кГц-ээс бага): Цохилтон тус бүрт илүү их энергитэй боловч удаан ажилладаг; нарийн, гүн цэвэрлэлтэнд тохиромжтой.

Өндөр давталтын хурд (10–200+ кГц): Илүү хурдан цэвэрлэх боломжийг олгоно, гэхдээ цохилт тус бүрийн энергийг бууруулдаг; хөнгөн бохирдол, том талбайг цэвэрлэхэд тохиромжтой.

Хэлэлцээр: Давталт ихсэх нь бүтээмжийг сайжруулдаг, гэхдээ нийлмэл дулааны ачааллыг нэмэгдүүлэх боломжтой. Давталтын хурд, сканерын хурд болон хөргөх цагийг тэнцвэртэй байлгах шаардлагатай.

Сканнерийн хурд

Сканерийн хурд гэдэг нь лазерын цацраг гадаргуугийн дагуу хөдлөх хурдыг хэлэх бөгөөд ихэвчлэн мм/с эсвэл м/мин-аар илэрхийлэгддэг. Энэ нь тухайн талбайд ямар хэмжээний энерги оруулагдахыг шууд нөлөөлнө.

Удаан сканерийн хурд: Нэгж талбарт илүү их энерги; зузаан эсвэл тэсвэртэй бохирдлыг цэвэрлэхэд илүү тохиромжтой ч, суурин материал халах эрсдэл өндөр байдаг.

Хурдан сканерийн хурд: Байршлын хугацаа бага; нарийн давхаргууд, өндөр үнэтэй гадаргуу эсвэл бага зөрүүтэй деталуудад тохиромжтой.

Үр дүнтэй ашиглах зөвлөгөө: Сканерийн хурд, давталтын хурд болон цэгийн давхардлыг тэнцвэртэй сонгох замаар илүүтэй нэрвэгдэлгүйгээр жигд хамралттай байх ёстой.

Лазераар цэвэрлэх нь зүгээр л лазерыг чиглүүлж, стрелка шиг ажиллуулах зүйл биш, харин нарийвчилсан инженерийн процесс юм. Өндөр үр дүнтэй цэвэрлэлтийг хамгийн бага эрсдэлтэйгээр хангахын тулд лазер болон технологийн параметрүүдийг зөв сонгох нь маш чухал.

Долгионы урт нь материал тус бүрийн шингээлтийг удирддаг.

Импульсын өргөн нь энерги хэр хурц хүргэгдэхийг тодорхойлно.

Нягтрал нь устгах чадлыг тодорхойлно.

Давталтын хурд нь боловсруулалтын хурд болон дулааны цугласад нөлөөлнө.

Сканерийн хурд нь энергийн хүргэлт болон гадаргуугийн хамрыг тэнцвэржүүлнэ.

Параметр бүр нөгөөг нь нөлөөлдөг. Зэвийг гангаас цэвэрлэх, хөнгөн цагаанаас будгийг авчих, керамикаас нимгэн хальсаа арилгах зэрэг амжилттай хэрэглээний хувьд эдгээр тохиргоог материал, бохирдлын шинж чанар, шаардлагатай нарийвчлалын үндсэн дээр сайтар тохируулах шаардлагатай.

Зөв тохируулсан тохиолдолд лазерын цэвэрлэгээ нь маш үр дүнтэй, хүрэлцэхгүй, сонгомол процесс болж хамгийн хүнд орчинд ч тохиромжтой болно.