Lazer tozalash mashinalari qanday sanoat ifloslanishini olib tashlay oladi?

Qanday qilib Лазер Тозаловчи Машиналари Ifloslantiruvchilarni olib tashlang: Ablatsiya orqali tozalashning ilmiy asoslari

Lazerli ablyatsiya texnologiyasi sirt ifloslantiruvchilarini qanday maqsadga yo'naltiradi?

Lazer bilan tozalash tizimlari sanoat loyini fototermal ablyatsiya deb ataluvchi hodisa yordamida yo'q qiladi. Asosan, bu mashinalar 10 dan 100 milliarddan bir sekundgacha davom etadigan tez energiya impulslarini o'tkazib yuboradi, natijada yuzaki ifloslanish yuzasi ostidagi narsalarga zarar yetkazmasdan yo'qoladi. Zang va eski bo'yoq kabi materiallar 1060 dan 1070 nanometrgacha bo'lgan to'lqin uzunliklarida lazer nurlarini so'rishadi va ular 8000 dan 10000 daraja Tsiusgacha tez isiydi, so'ngra to'liq plasma yoki oddiy gazga aylanib ketadi. Lazer ablyatsiyasi tadqiqot guruhi 2022-yilda o'tkazgan tadqiqotida turli xomashyolar ushbu davolashga turlicha reaksiya berishini aniqlab, operatorlarning sirtga zarar yetkazmasdan jarayonni eng samarali holatga sozlash imkonini berishini aniqlagan.

Material turi	Ablatsiya porogi (J/sm²)	Bug'lanish tezligi
Zang/oksidlar	0.5–1.2	0.2 m²/soat
Bo'yalar	0.8–1.5	0.15 m²/soat
Moy/neftli filmlar	0.3–0.7	0.3 m²/soat

Lazer impulslari va turli xil material qatlamlari orasidagi o'zaro ta'sir

Bu jarayon ifloslantiruvchi moddalar va substratlar orasidagi yorug'lik so'rishi tezliklaridagi farqlardan foydaladi. Masalan, 1,064 nm lazer energiyasining 60–80% ni metall zanglari so'radi, boshqa tomondan po'lat esa 70% dan ortig'ini aks ettiradi. Bunday mos kelmaslik operatorlarga 10–100 kHz chastotali impulslarni yo'naltirish, 500 μm dan yupka ifloslanish qatlamlarini o'tkazish va har bir o'tishda 0,05–0,3 mm qalinlikdagi ifloslanishlarni qatlama-qatlama olib tashlash imkonini beradi.

Tanlovli so'rish: Nima uchun ifloslanishlar bug'lanib ketadi, lekin substratlar saqlanib qoladi

Lazer bilan tozalash mashinalari substratga xavfsiz olib tashlashni amalga oshiradi to'lqin uzunligiga mos keluvchi so'rish . Shinalar qoldig'ini kabi ifloslanishlar 1,060 nm so'riqchi volokonli lazer energiyasining 90% ni so'radilar, boshqa tomondan metallar esa 65–85% ni aks ettiradi. Bu har xil isitish ifloslanishlarning bug'lanish haroratiga yetishiga olib keladi — u 3500°C dan yuqori karbon qoldiqlari uchun, shu vaqt ichida substrat 150°C dan yuqori isib chiqmasdan saqlanadi, issiqqa nochidir metall qotishmalar saqlanadi.

Metall oksidlar va zang: Po'lat sirtlardan lazer asosida samarali olib tashlash

Po'lat va metall yuzalardan lazer bilan zang olish mexanizmi

Lazer bilan tozalash tizimlari zang va boshqa metall oksidlarni selektiv fotoablatsiya deb ataluvchi jarayon yordamida yo'q qiladi. Asosan, bu mashinalar zaharli moddalarni olib tashlaydigan, lekin uning ostidagi metall yuzasini o'zgartirmaydigan yorug'likning kuchli impulslarini otiladi. Buning orqali ilmiy jihatdan ham qiziq tomoni bor. FeO yoki Fe2O3 kabi temir oksid birikmalarni ko'rib chiqsak, ular 1064 nanometr to'lqin uzunligida lazer energiyasining taxminan 60 dan 80 foizigacha so'rishadi. Oddiy po'lat esa aksariyat energiyani 70% dan ortiq qaytarib yuboradi. Keyingi bosqich esa aqlli. Materiallarning reaksiya berishidagi farq tufayli jarayon zang qatlami o'tgach, o'z-o'zidan to'xtaydi. Ko'pincha 0.1 millimetrga yetgan zang qatlami tozalash jarayonidan keyin to'liq yo'qoladi va ostida qolgan qism avvalgidek qoladi.

Taqqoslovchi samaradorlik: Lazerning quruq qum bilan tozalashga nisbatan afzalliklari

Quruq qum bilan tozalashga qaraganda, lazer sistemasining sirtini tayyorlash vaqti 40% ga qisqaradi va yeyuvchi chiqindilarni yo'q qilish xarajatlarini bekor qiladi. Qum bilan tozalash nozik metallga qum donalarini kirgizish xavfini keltirib chiqaradi, boshqaruvchi lazer ablyatsiya esa dengiz muhitida qoplamalarni yopish uchun muhim bo'lgan 1,6 μm dan past Ra (sirt notekisligi) saqlaydi.

Tadqiqot holati: Offshore dengiz inshootlarida lazer tozalash mashinasidan foydalangan holda zangdan tozalash

Offshore loyihada 500Vt impul'sli lazer yordamida uglerodli po'lat konstruksiyalardan 95% zangni o'chirish natijasiga erishildi. Operatorlar tuzli korroziyaga chidamli muhitda soatiga 12 m² yuzani tozalab, metall yuzasida hech qanday pitting yoki termal deformatsiya kuzatilmadi va bu aniq zonada igna qurilmalariga qaraganda 300% samaraliroq natija berdi.

Bo'yoq, qoplamalar va polimerlar: Yengil metall yuzasiga minimal ta'sir qilish bilan aniqlik bilan o'chirish

Ko'p qavatli bo'yoqlar va polimer qoplamalarni yeyuvchi bo'lmagan tarzda o'chirish

Lazer bilan tozalash mashinalari selektiv energiya yutish orqali erituvchi yoki yeyuvchi moddalarni ishlatmasdan bo'yoq qatlamlarini bug'latadi. Impulsli lazerlar bir vaqtda beshta qoplamani olib tashlaydi va po'latda 99,2% gacha o'chirish samaradorligiga erishadi, shu bilan birga metallning asosiy qatlamlarini nol mikron darajada yo'qotadi — bu an'anaviy donli portlashga qaraganda yuqori natija beradi.

Avtomotiv komponentlarida aynan boshqaruvni lazerli bo'yoq olish yordamida amalga oshirish

Avtomotiv sohasida lazer ablatsiyasi turbinali lopatkalardan poliuretan va epoksi qoplamalarni ¥30μm aniqlik bilan olib tashlaydi, aerodinamik ishlash jarayonini saqlab qoladi. Kontakt usuli qo'lda tozalashda hosil bo'ladigan mikro chiziqchalardan saqlaydi va sanoat me'yoriy ko'rsatkichlariga ko'ra, alyuminiy qismlarning bekor qilinish darajasini 67% ga kamaytiradi.

Lazer ablatsiyasi jarayonida issiqlikka noyob bo'lgan asoslarda vujudga kelgan qiyinchiliklar

Issiqlikka noyob bo'lgan polimerlar uchun 15ns dan kam impulslar uzunligi egilishni oldini oladi. Zamonaviy tizimlarda sovuqroq termal sensorlar ham integratsiya qilingan bo'lib, erta modellar bilan solishtirganda kompozitsion materiallarni ishlash jarayonida maksimal haroratni 40% ga kamaytiradi.

Organik va noorganik qoldiqlar: moy, greys, payvandlash shlakasi va changni o'chirish

Gidrokarbon asosidagi qoldiqlarning bug'latish texnologiyasi orqali bug'lanishi

Lazer bilan tozalash mashinalari moy va greysni o'chirib tashlaydi tanlovli fototermik parchalanish , qisqa impulslar (10–100 ns) metall asosini isitmasdan gidrokarbon zanjirlarni bug'latadi. Bu usul yuqori ifloslanishni o'zlashtirish hisobiga sovuq moylash qatlamlari uchun soatiga 2 m² gacha o'chirish tezligiga erishadi.

Dvigatel qismlaridan moy va greysni o'chirish samaradorligi

Avtomobillarni ta'minlashda lazer tizimlari 150–300 Vt quvvatda pechga o'tgan dvigatel greysining 99,7% ni o'chirib tashlaydi, bu esa shtampalarning zararlanish xavfini keltirib chiqaruvchi erituvchi asosli usullarga qaraganda yaxshiroq natija beradi. 2023-yilda o'tkazilgan tadqiqot lazer bilan tozalangan kolonkalar uchun kerak bo'lgan 60% kamroq qayta polirovka , xavfli chiqindilarni sezilarli darajada kamaytirish.

Ssuvli po'latdan foydalanilgan paytda payvandlash shlakasi va rangining o'chirilishi

Lazer ablyatsiya zamonaviy qo'lda ishlashga qaraganda 3 marta tezroq yordamida payvandlangan joylarni tozalaydi va korroziyaga chidamli sirtlarni saqlab qoladi. 1064 nm ga moslashtirish orqali tizim temir oksidlarini va shlakni yo'q qiladi hamda Ra xiraligini 0,8 μm dan past saqlab turadi.

Yadroviy va asbobsozlik sanoatlarida zarraviy dekontaminatsiya

Nuklear obyektlarda radioaktiv loydan qutulish uchun lazerli tozalashdan foydalaniladi suvli chiqindilarsiz , 10´–10µ dekontaminatsiya omillarini amalga oshirish. Aniq asbobsozlikda 50 Vt tolali lazerlar mikroskopik alyuminiy oksid zarralarini frezalash uskunalari tozalash orqali navbatlararo chiqindilarni oldini oladi.

Maxsus sanoat dasturlari: Shablonlarni tozalash va yuqori aniqlikdagi komponentlarni ta'mirlash

Rezina ishlab chiqarishda shablonlar va polimerlarni olib tashlash uchun lazerli ablyatsiya jarayoni

Lazer ablyatsiya rezina shablonlarida organik qavatni tanlab olib tashlaydi va o'lchovlarni saqlab qoladi. 2023 Surface Engineering Journal pulsli lazerlar 1 daqiqadan kam vaqtda sulfatli ajratuvchi vositalarning 99,8% ni yo'q qilishini, shuningdek, substratlarni kengaytirish xavfini keltirib chiqaruvchi kimyoviy erituvchilardan yaxshiroq ishlashini ko'rsatdi. 1064 nm to'lqin uzunligi qoraygan polimer qoldiqlarini nishonlab, metall shablon sirtlaridan aks ettiradi.

Shablon sirtlarini yeyishsiz aniq tozalash

Yuqori hajmli ishlab chiqarishda lazerli tozalash shablon texnik xizmat ko'rsatish davomida mikron darajadagi aniqlikni saqlab turadi. Lazerlar karbonlangan plastmassalar va yelimlarni ¥3 μm material yo'qotish bilan (ASTM E2921-21 bo'yicha) olib tashlab, avtomobillar korxonalarida shablonlarni almashtirish xarajatlarini 70% gacha kamaytiradi, yeyuvchi usullarga qaramay, ular vosita sifatini yomonlashtiradi.

Tadqiqot holati: Kosmik elektronikada lazerli tozalash mashinasidan foydalanib poliamid qoplamani olib tashlash

So'nggi aviatsiya so'rovlaridan biri yo'ldosh ulagichlaridan poliamid izolyatsiyasini olishni o'z ichiga olgan. An'anaviy kimyoviy eritish 12% hollarda oltin bilan qoplangan kontaktlarni shikastlagan (NASA 2022 Yil notg'ri ishlash tahlili hisoboti). Lazur tozalash usuli 45 soniya ichida 100% qoplamani olib tashlash imkonini berdi va RF modullarning qayta foydalanishini ta'minladi (bir birligi 18 000 AQSH dollari turadi).

Ko'p so'raladigan savollar

Lazerli tozalashda fototermal ablyatsiya nima?

Fototermal ablyatsiya — lazerli tozalash mashinalari yordamida asosiy sirtga shikast yetkazmasdan ifloslantiruvchi moddalarni olib tashlash uchun qo'llaniladigan jarayon. U yuqori intensivlikdagi energiya impulslarini uzatishni o'z ichiga oladi, bu esa sirt materiallarini plazmaga yoki gazga aylantirish uchun qizitadi va ularni parchalaydi.

Lazerli tozalash mashinalari ifloslantiruvchi moddalarni qanday maqsadli ravishda zarba beradi?

Lazerli tozalash mashinalari ifloslantiruvchi moddalarni maqsadli ravishda zarba berish uchun to'lqin uzunligiga xos yutishdan foydalanadi. Turli xil materiallar lazer nuri yorug'ini turlicha yutadi, bu esa lazer orqali keraksiz materiallarni bug'latish imkonini beradi va boshqalarni shikastlamaydi.

Lazerli tozalashning qumdon bilan tozalash kabi an'anaviy usullarga qanday afzalliklari bor?

Lazer bilan tozalash qumli yoki boshqa an'anaviy usullarga qaraganda tezroq va chiqindilarni yo'q qilish xarajatlarini kamaytiradi. Shuningdek, u yumshoq materiallarga yeyuvchi zarralarni singdirishni oldini oladi va qoplamani yopishtirish uchun zarur bo'lgan sirtning notekisligini saqlab turadi.

Lazerli tozalash mashinalari bo'yoq yoki qoplamalarning bir nechta qatlamlarini ham o'z ichiga oladimi?

Ha, lazerli tozalash mashinalari bir vaqtning o'zida bo'yoq yoki qoplamalarning bir nechta qatlamlarini olib tashlashi mumkin, poydevorning jiddiy shikastlanishsiz yuqori o'chirish samaradorligiga erishish.

Lazerli tozalash issiqlikka noyob poydevorlarga qanday ta'sir qiladi?

Zamonaviy lazer tizimlari tozalash jarayonida poydevorning ortiqcha isishini va shikastlanishini oldini olish uchun qisqa impulslar va haqiqiy vaqtda ishlov beruvchi issiqlik sensorlaridan foydalanadi.