Lazer tozalash mashinalari bilan qanday materiallar va sirtlarni tozalash mumkin? (1)

Lazer tozalash tamoyillari

Lazer tozalash nurlanishning impulssimon lazer nuri bilan material sirtlari o'rtasidagi boshqariladigan o'zaro ta'siriga asoslangan. U mexanik aloqa, yeyuvchi moddalar yoki kimyoviy moddalarsiz oksidlar, bo'yoqlar, moy, qoldiqlar kabi keraksiz qatlamlarni olib tashlaydi. Tozalash jarayoni foto-issiq va foto-mexanik ta'sirlar deb ataladigan ikkita asosiy fizik mexanizm orqali amalga oshiriladi, ularning har biri lazer ishlov berish parametrlariga bog'liq. Bu tamoyillarni chuqur tushunish materialning asosiy buttsizligini saqlab turish bilan birga tozalash samaradorligini ta'minlash uchun zarur.

Lazer tozalashning fizik mexanizmlari

Fototermik mexanizm

Fototermik effekt tanlangan isishga asoslanadi. Lazer nuri sirtga tushganda, ifloslantiruvchi qatlam lazer energiyasini so'rplaydi va tezda isiydi. Bu issiqlik quyidagilarga olib kelishi mumkin:

Qatlamning ajralib chiqishiga olib keluvchi issiqlik kengaytirilishi.

Ifloslantiruvchining bug'lanishi yoki pirolizi.

Erish va qayta qotish substratga birikishni sekinlatadi.

Bu mexanizm ifloslantiruvchi tanlovli lazer to'lqin uzunligida substratga nisbatan ancha yuqori optik so'rashga ega bo'lganda eng samarali ishlaydi. Masalan, rust yoki bo'yoq ko'pincha yotgan metallga qaraganda infraqizil to'lqinlarni yaxshiroq so'rashi mumkin.

FotomekaniK MExanizm

FotomekaniK jarayonda ultraqisqa lazer impulslari (odatda pikosekund yoki femtosekund) energiyani shunchalik tez yetkazib beradiki, issiqlik o'tkazuvchanlik minimal bo'ladi. Qizish o'rniga, kuchli energiya quyidagilarga sabab bo'ladi:

Ifloslantiruvchi sirtida tezkor plazma hosil bo'lishi yoki mikroportlashlar.

Shockto'lqin hosil bo'lib, ifloslantiruvchilarni jismonan uzoqlashtiradi.

Xavfli qatlamlarda, masalan korroziya yoki uglerod cho'ntaklarida, taranglik teshilishlari.

Bu mexanizm issiqlikni minimal darajada saqlash talab etiladigan nozik substratlar yoki merosni saqlash yoki mikroelektronika kabi sohalarda idealdir.

Lazer parametrlari

Lazer bilan tozalashning samaradorligi va xavfsizligi bir qator lazer parametrlarini to'g'ri sozlashga bevosita bog'liq:

To'lqin uzunligi

Lazer to'lqin uzunligi ifloslantiruvchi modda va asosiy material tomonidan qancha energiya yutilishini belgilaydi. Keng foydalaniladigan to'lqin uzunliklariga quyidagilar kiradi:

1064 nm (Infraqizil): Metallar va oksidlarga mos keladi.

532 nm (Yashil): Pigmentlar va bo'yoqlarni tozalashda yanada samarali.

355 nm yoki 248 nm (Ultrabinafsha): Organik va polimer asosidagi ifloslanishlarni tozalash uchun eng yaxshi.

Maqsad ifloslantiruvchi tomonidan yaxshi yutiladigan, lekin asosiy material tomonidan kam yutiladigan to'lqin uzunligini tanlashdir.

Impuls davomiyligi

Impuls davomiyligi energiyaning chuqurlikka va tezlikka uzatilishini ta'sir qiladi:

Nanosekundali impulslar: O'rtacha issiq ta'sir; umumiy tozalash uchun yaxshi.

Pikosekund/Femtosekund impulslari: Giperaniqli, issiqlik tarqalishi minimal; nozik sirtlarni tozalash uchun ideal.

Qisqaroq impulslar issiqlik ta'sir qiladigan zonalarni kamaytiradi va tozalash tanqisini yaxshilaydi.

Impuls energiyasi va takrorlanish chastotasi

Impuls energiyasi (millijoul yoki joulda o'lchanadi): Har bir impuls bilan yetkaziladigan energiya miqdorini belgilaydi. Yuqori energiya qalinroq yoki mustahkamroq qavatlarni olib tashlash imkonini beradi, lekin asosga zarar etkazish xavfini ham oshiradi.

Takrorlanish chastotasi (Hz yoki kHz da o'lchanadi): Impulslar qanday chastota bilan yetkazilishini boshqaradi. Yuqori takrorlanish chastotalari tezroq tozalash imkonini beradi, lekin diqqat bilan boshqarilmaganda issiqlik to'planishiga olib kelishi mumkin.

Dog' hajmi va ustma-ust tushish

Dog' hajmi aniqlik va intensivlikni ta'sir qiladi. Kichikroq dog'lar aniq ishlash imkonini beradi, kattaroqlari esa keng maydonlarni tezroq tozalaydi.

Ustma-ust tushish har bir impul'sning oldingi bilan qanday darajada kesishishini anglatadi. To'liq tekis tozalash uchun odatda 50–90% oralig'ida bo'ladi. Kamroq ustma-ust tushish polosalar hosil qiladi; juda ko'pi sirtning ortiqcha isishiga olib keladi.

Ifloslanishlar bilan o'zaro ta'sir VS. Asoslar

Lazer bilan tozalashning markaziy tamoyili - kontaminantlarni asosiy materialga zarar yetkazmasdan olib tashlash qobiliyatiga ega bo'lgan tanlovli ablyatsiyadir. Bu quyidagilarga bog'liq:

Yutish farqi: ifloslantiruvchi modda substratdan ko'ra laser energiyasini samaraliroq yutishi kerak.

Issiqlik o'tkazuvchanlik: Yuqori o'tkazuvchanlikka ega bo'lgan substratlar (masalan, mis, aluminiy) issiqlikni tez tarqatadi va shu tufayli shikastlanish xavfini kamaytiradi.

Birikish mustahkamligi: Yengil birikkan qatlamlarni foto-mexanik ta'sirlar orqali olib tashlash osonroq, qattiq birikkan qoplamalarni olib tashlash uchun esa yuqori fluens yoki bir nechta o'tish talab etilishi mumkin.

Lazer bilan tozalash har bir alohida holat uchun ehtimollik bilan sozlanishi kerak, bu erda ifloslantiruvchining qalinligi, tarkibi va bog'lanish kuchi hamda substratning nozikligi hisobga olinadi.

Lazer bilan tozalash — lazer-material o'zaro ta'siri fizikasiga asoslangan juda nazorat qilinadigan jarayon hisoblanadi. Bu usul ifloslantiruvchilarni bug'latish uchun issiqlik energiyasiga tayanmasin yoki ularni ajratib tashlash uchun mexanik zarba to'lqinlaridan foydalansin, aniqroq aniqlikni ta'minlaydi. Uning muvaffaqiyati har bir maxsus material kombinatsiyasiga moslashtirilgan lazer parametrlariga bog'liq bo'lib, sirt buttsiligini saqlab qolish bilan birga ifloslantiruvchilarni olib tashlash samarasini maksimal darajada oshiradi. Foton-issiq va foton-mexanik mexanizmlarni mukammal boshqarish hamda to'lqin uzunligi, impul's energiyasi va nuqta hajmi kabi parametrlarni sozlash orqali lazer bilan tozalash turli xil sanoat hamda ixtisoslashtirilgan sohalarda xavfsiz va samarali qo'llanilishi mumkin.