Које материјале и површине може да чисти ласерска машина за чишћење? (6)

Odabir pravih parametara lasera i procesa

Laserско čišćenje je moćan alat — ali samo kada je tačno podešen. Učinkovitost, efikasnost i sigurnost bilo kojeg procesa laser-skog čišćenja zavise od tačnog izbora i balansiranja više parametara lasera i skeniranja. Ove promenljive direktno kontrolišu koliko energije stiže do površine, na koji način se energija dostavlja i koliko dobro sistem razlikuje zagađivač od podloge.

Da bi se postigli optimalni rezultati — maksimalno uklanjanje zagađivača uz nultu ili minimalnu štetu za podlogu — neophodno je prilagoditi sledeće ključne parametre konkretnom materijalu, tipu zagađivača i stanju površine: talasna dužina, širina impulsa, fluencija, učestalost ponavljanja i brzina skeniranja.

Дужина таласа

Talasna dužina definiše boju (ili preciznije, nivo energije) laserske svetlosti i direktno utiče na to kako materijal apsorbuje energiju.

Инфрацрвена (1064 nm, Nd:YAG или влакнасти ласери): Ефектни за метале и оксиде, где рђа или загађивачи апсорбују више енергије од основног метала.

Зелена (532 nm): Омогућава бољу апсорпцију у одређеним бојама, полимерима и прекоцима штампаних плоча.

УВ (355 nm, ексимер ласери): Најбоља за органска материјала, танке филмове и деликатне површине као што су пластике или електроника.

Кључно начело: Изаберите таласну дужину која се високо апсорбује у загађивачу, а минимално у подлоги, обезбеђујући селективно уклањање.

Ширина импулса (Трајање импулса)

Ширина импулса одређује колико дуго траје сваки ласерски импулс — обично се мери у наносекундама (ns), пикосекундама (ps) или фемтосекундама (fs). Одређује брзину доставе енергије.

Ласери са наносекундним импулсима (ns): Чести у индустријској чишћењу; ефектни за рђу, боје и наслаге, али могу изазвати благе термичке ефекте.

Ласери са пикосекундним импулсима (ps): Достављају енергију брже, са мање преноса топлоте у подлогу — идеални за прецизне примене.

Фемтосекундни ласери (fs): Ултра-кратки импулси који стварају ефекат „хладног аблатива“ — одлични за материјале осетљиве на топлоту или површине у микро размери.

Краће трајање импулса смањује дифузију топлоте, минимизирајући зону под утицајем топлоте (HAZ) и очувавајући целиност супстрата, нарочито на рефлектујућим или нискотопљивим материјалима.

Флуенција (густина енергије)

Флуенција је количина енергије испоручене по јединици површине по импулсу (Џул по cm²). Један је од најважнијих параметара за одређивање ефикасности чишћења.

Ниска флуенција (<1 J/cm²): Може бити недовољна за аблатив загађујућег материјала, или само уклања слабо припојене материјале.

Умерена флуенција (1–5 J/cm²): Ефикасна за већину уобичајених загађујућих материјала као што су рђа, оксиди и боје.

Висока флуенција (>5 J/cm²): Потребна за дебеле или упорне слојеве, али постоји ризик оштећења супстрата ако се не контролише на одговарајући начин.

Оптимална флуенција зависи од јачине везе загађујуће материје и њених термичких својстава. Прекорачење прага аблације обезбеђује чишћење, али не би требало да прекорачи праг оштећења подлоге.

Учестаност понављања (учестаност импулса)

Учестаност понављања односи се на број ласерских импулса који се емитују у секунди, обично се мери у килогерцима (kHz).

Ниска учестаност понављања (<10 kHz): већа енергија по импулсу, али спорији проток; корисно за прецизно и дубоко чишћење.

Висока учестаност понављања (10–200+ kHz): омогућава брже брзине чишћења, али смањује енергију по појединачном импулсу; корисно за благо загађење и покривеност велике површине.

Компромис: виша учестаност побољшава продуктивност, али може повећати кумулативно оптерећење топлотом. Учестаност понављања мора бити уравножена са брзином скенирања и временом хлађења.

Brzina skeniranja

Брзина скенирања је брзина којом се ласерски зрак креће по површини, обично изражена у mm/s или m/min. Има директан утицај на количину енергије која се доставља одређеној области.

Спорије брзине скенирања: више енергије по јединици површине; боље за дебеле или отпорније загађиваче, али са већим ризиком од загревања подлоге.

Брже брзине скенирања: мање времена задржавања; идеално за танке слојеве, вредне површине или компоненте са ниском толеранцијом.

Савет за оптимизацију: брзина скенирања мора бити усклађена са стопом понављања и преклапањем тачака како би се осигурала равномерна покривеност без прекомерног излагања.

Чишћење ласером није само усмеравање ласера и паљба — то је прецизно подешен инжењерски процес. Бирање правилне комбинације ласерских и процесних параметара је од суштинског значаја да би се осигурао висок квалитет чишћења са минималним ризиком.

Таласна дужина контролише апсорпцију специфичну за материјал.

Дужина импулса одређује колико оштро се енергија доставља.

Густина енергије одређује снагу аблатије.

Стопа понављања утиче на брзину обраде и нагомилавање топлоте.

Брзина скенирања равнотежи доставу енергије и покривеност површине.

Сваки параметар утиче на друге. За било коју успешну примену — било да се ради о чишћењу рђи са челика, уклањању боје са алуминијума или уклањању филма са керамике — ове поставке морају бити пажљиво оптимизоване на основу својстава материјала, карактеристика загађивача и потребне прецизности.

Када су правилно подешени, ласерско чишћење постаје веома ефикасан, безконтактни и селективни процес погодан чак и за најзахтевније услове.