วัสดุและพื้นผิวชนิดใดที่สามารถทำความสะอาดด้วยเครื่องทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ได้ (4)

วัสดุที่สามารถทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ได้

เทคโนโลยีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์สามารถใช้งานได้กับวัสดุหลากหลายประเภท ตั้งแต่วัสดุโลหะในอุตสาหกรรมที่มีความทนทาน ไปจนถึงวัตถุโบราณที่มีความละเอียดอ่อน ข้อดีของเทคโนโลยีนี้อยู่ที่ความสามารถในการกำจัดสิ่งปนเปื้อน ชั้นเคลือบ ออกไซด์ และคราสิ่งตกค้าง โดยไม่สัมผัสหรือทำลายพื้นผิวฐานอย่างแท้จริง อย่างไรก็ตาม ความเหมาะสมของวัสดุแต่ละชนิดขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางแสง ความร้อน และกลไก โดยเฉพาะการดูดซับพลังงานเลเซอร์ของวัสดุเมื่อเทียบกับชั้นสิ่งปนเปื้อน

โลหะ

การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์มักใช้กับโลหะมากที่สุด เนื่องจากความทนทานและการนำไปใช้ในอุตสาหกรรมอย่างแพร่หลาย โลหะแต่ละประเภทต้องการพารามิเตอร์ของเลเซอร์ที่เฉพาะเจาะจง โดยเฉพาะในเรื่องของความยาวคลื่น ระยะเวลาของพัลส์ และฟลูเอนซ์

โลหะเหล็ก (เหล็กกล้าคาร์บอน เหล็กกล้าผสมต่ำ)

สิ่งเหล่านี้พบได้ทั่วไปในงานผลิต ยานยนต์ และงานโครงสร้าง การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์สามารถกำจัดได้อย่างมีประสิทธิภาพ:

สนิม (Fe2O3, Fe3O4)

เขม่าเหล็ก (Mill scale)

ตกค้างจากการเชื่อมและชั้นเคลือบผิว

หมายเหตุ: ต้องระมัดระวังเพื่อหลีกเลี่ยงการให้ความร้อนเกินไปกับพื้นผิวเหล็กบาง ๆ โดยเฉพาะที่อัตราการทำซ้ำสูง

เหล็กกล้าไร้สนิม

สแตนเลสสตีล (แบบออสเทนนิติก เฟอร์ริติก หรือดูเพล็กซ์) ตอบสนองได้ดีต่อการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์สำหรับ:

การกำจัดออกไซด์ (จากการเชื่อมหรือคราบความร้อน)

การกำจัดสี

การเตรียมพื้นผิวก่อนพาสซิเวชัน

การนำความร้อนต่ำทำให้วัสดุมีความไวต่อความร้อนมากขึ้น จึงจำเป็นต้องใช้ช่วงพัลส์ที่สั้นลงหรือความเร็วในการสแกนที่เร็วขึ้น

อลูมิเนียมและโลหะผสมของอลูมิเนียม

อลูมิเนียมมีคุณสมบัติสะท้อนแสงและนำความร้อนได้ดี ซึ่งอาจลดประสิทธิภาพของเลเซอร์และเพิ่มความเสี่ยงในการหลอมละลาย

การกำจัดออกไซด์ (เช่น ชั้นอะโนไดซ์)

การกำจัดสี

การทำความสะอาดก่อนการเชื่อม

ต้องให้ความสำคัญเป็นพิเศษกับความหนาแน่นพลังงานของเลเซอร์และการทับซ้อนของพัลส์ เพื่อป้องกันความเสียหายต่อวัสดุพื้นฐาน

ทองแดง เหลือง และบรอนซ์

โลหะเหล่านี้มีคุณสมบัติสะท้อนแสงและนำความร้อนได้สูง ทำให้การประมวลผลมีความท้าทายแต่สามารถทำความสะอาดได้

มีประสิทธิภาพในการกำจัดคราบออกไซด์ คราบหมองคล้ำ และคราบฟลักซ์

นิยมใช้ในงานไฟฟ้า งานศิลปะ และงานอนุรักษ์มรดก

พัลส์ที่สั้นมากและการปรับความยาวคลื่นจะช่วยปรับปรุงผลลัพธ์

ไทเทเนียมและนิกเกิลซูเปอร์อัลลอย

ใช้ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ และอุตสาหกรรมการแพทย์ ซึ่งโลหะมีค่าสูงเหล่านี้ได้รับประโยชน์จากการทำความสะอาดที่แม่นยำและไม่ก่อให้เกิดความเสียหาย

การกำจัดออกไซด์และชั้นเคลือบโดยไม่ทำให้ผิววัสดุเกิดความเมื่อยล้า

เหมาะสำหรับชิ้นส่วนที่ต้องการความทนทานและการตรวจสอบย้อนกลับอย่างเข้มงวด

โลหะมีค่า (ทองคำ, เงิน, พลาตินัม)

การขจัดคราสด้วยเลเซอร์มีความสำคัญอย่างยิ่งในการอนุรักษ์งานศิลปะ การฟื้นฟูเครื่องประดับ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

กำจัดคราบออกซิเดชัน คราบดำ และสิ่งสกปรกโดยไม่กระทบเชิงกลหรือกัดกร่อนพื้นผิว

ต้องการการควบคุมที่แม่นยำเป็นพิเศษเนื่องจากความนิ่มและค่าสะท้อนแสงสูงของโลหะเหล่านี้

หินและวัสดุก่อสร้างจากหิน

การขจัดคราสด้วยเลเซอร์ได้กลายเป็นเครื่องมือสำคัญในการอนุรักษ์และฟื้นฟูสถาปัตยกรรม

มีประสิทธิภาพกับหินปูน หินอ่อน หินแกรนิต หินทราย และคอนกรีต

ขจัดคราบสิ่งปนเปื้อน, การเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิต, ภาพกราฟฟิตี้ และคราบคาร์บอน

ต้องปรับค่าเลเซอร์ให้เหมาะสมเพื่อหลีกเลี่ยงการกัดเซาะหรือการเปลี่ยนสีผิว พัลส์เลเซอร์ในช่วงนาโนวินาทีหรือพิโควินาทีมักใช้สำหรับพื้นผิวที่ละเอียดอ่อน

เซรามิกและแก้ว

วัสดุเหล่านี้ต้องได้รับการจัดการอย่างระมัดระวังเนื่องจากเปราะบางและไวต่อการแตกจากความร้อนที่เปลี่ยนแปลงอย่างฉับพลัน

การประยุกต์ใช้รวมถึงการทำความสะอาดฉนวน กระเบื้อง ชิ้นส่วนออปติคอล และประติมากรรมแก้ว

สามารถขจัดฟิล์มคาร์บอน ออกไซด์ หรือคราบกาวที่เหลือตกค้างได้โดยไม่ต้องขัดถูทางกายภาพ

จำเป็นต้องใช้เลเซอร์พัลส์สั้นและควบคุมฟลูเอนซ์อย่างแม่นยำเพื่อป้องกันการแตกร้าวหรือรอยร้าวขนาดเล็ก

พอลิเมอร์และคอมโพสิต

พอลิเมอร์โดยทั่วไปมีเกณฑ์ความร้อนต่ำและอาจไหม้หรือละลายได้ง่ายหากได้รับพลังงานเลเซอร์มากเกินไป อย่างไรก็ตาม การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์สามารถทำได้ในบางการประยุกต์ใช้:

การทำความสะอาดแม่พิมพ์ในการผลิตยาง พลาสติก และวัสดุคอมโพสิต

การเคลือบหรือการกำจัดฉลากจากพื้นผิวพลาสติก (โดยเฉพาะด้วยเลเซอร์ UV หรือเลเซอร์สีเขียว)

การเตรียมชิ้นส่วนคอมโพสิตสำหรับการยึดติดหรือซ่อมแซมในภาคอุตสาหกรรมการบินและยานยนต์

ต้องปรับแต่งค่าการตั้งค่าเลเซอร์อย่างแม่นยำ มักใช้ความหนาแน่นพลังงานต่ำและระยะเวลาพัลส์สั้น

ไม้และสารอินทรีย์อื่นๆ

การขจัดสิ่งสกปรกด้วยเลเซอร์บนวัสดุอินทรีย์นิยมใช้เป็นหลักในงานอนุรักษ์ งานฟื้นฟูศิลปะ และงานโบราณคดี

มีประสิทธิภาพในการกำจัดคราบสกปรก คราบควัน หรือการเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิต โดยไม่ต้องขัดถูอย่างรุนแรง

เหมาะสำหรับแผ่นไม้ ต้นฉบับเอกสาร หนัง และหนังสัตว์แห้ง

วัสดุอินทรีย์มีความไวต่อความร้อนสูงมาก จึงจำเป็นต้องใช้เลเซอร์พัลส์สั้นพิเศษและอัตราการทำซ้ำต่ำ เพื่อป้องกันการไหม้หรือเปลี่ยนสี

เทคโนโลยีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์นำเสนอวิธีการที่ยืดหยุ่นและแม่นยำสูงสำหรับการฟื้นฟูพื้นผิวในวัสดุหลากหลายชนิด:

โลหะ—ตั้งแต่เหล็กกล้าคาร์บอนไปจนถึงโลหะมีค่า—เป็นหมวดหมู่ที่ทนทานที่สุดและได้รับการบำบัดบ่อยที่สุด

หินและเซรามิกได้รับประโยชน์จากการทำความสะอาดแบบไม่สัมผัสและไม่มีสารตกค้างในสภาพแวดล้อมที่มีความสำคัญทางมรดกหรือโครงสร้างที่ต้องการความระมัดระวัง

โพลิเมอร์ คอมโพสิต และวัสดุอินทรีย์สามารถถูกทำให้สะอาดได้อย่างคัดเลือก โดยควบคุมพารามิเตอร์อย่างระมัดระวัง

ความสามารถในการทำความสะอาดพื้นผิวใดๆ ขึ้นอยู่กับการจับคู่ค่าการตั้งค่าเลเซอร์ให้เหมาะสมกับคุณสมบัติทางความร้อนและแสงของวัสดุ ประเภทของสิ่งปนเปื้อน และค่าทนต่อการเปลี่ยนแปลงพื้นผิวที่ยอมรับได้สำหรับการใช้งานนั้นๆ ด้วยการตั้งค่าที่เหมาะสม การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์สามารถนำไปใช้ได้อย่างปลอดภัยกับทุกสิ่งตั้งแต่อุปกรณ์อุตสาหกรรมที่ผุกร่อนไปจนถึงประติมากรรมโบราณ