레이저 클리닝의 개발 및 원리
기존의 산업용 세척 방법에는 주로 고압수, 화학 시약, 초음파 및 기계적 연마가 포함되지만 이러한 세척 방법은 기판 손상, 열악한 작업 환경, 오염, 일부 위치의 불완전한 세척 및 높은 세척 비용의 문제가 있습니다.환경 오염이 심화됨에 따라 전 세계의 학자들은 에너지 절약, 환경 보호 및 고효율을 갖춘 새로운 청소 기술을 적극적으로 개발하고 있습니다.레이저 세척 기술은 매트릭스 재료의 손상이 적고 세척 정확도가 높으며 방출이 없고 오염이 없는 등 많은 장점이 있기 때문에 점차 학계와 산업계에서 높이 평가되고 선호됩니다.금속 표면의 먼지 청소에 레이저 청소 기술을 적용하는 것은 매우 광범위한 전망을 가지고 있다는 것은 의심의 여지가 없습니다.
레이저 클리닝 기술의 개발 이력과 현황
1960년대에 유명한 물리학자 Schawlow가 처음으로 레이저 청소의 개념을 제안한 후 이 기술을 고서의 수리 및 유지 보수에 적용했습니다.외국 레이저 세척의 오염 제거 범위는 문화 유물 및 예술 작품 세척, 타이어 몰드 표면의 고무 먼지 제거, 실리콘 제거를 포함하여 두꺼운 녹 층에서 대상 표면의 미세 입자까지 매우 넓습니다. 금막 표면의 기름 오염 물질 및 마이크로 전자 산업의 고정밀 세척.중국에서 레이저 클리닝 기술은 2004년에 본격적으로 시작되었습니다. 중국은 레이저 클리닝 기술에 대한 연구를 강화하기 위해 많은 인적, 물적 자원을 투자하기 시작했습니다.최근 10년 동안, 비효율적이고 부피가 큰 이산화탄소 레이저에서 가볍고 컴팩트한 파이버 레이저에 이르기까지 고급 레이저의 개발과 함께;연속 출력 레이저에서 나노초, 피코초 및 펨토초 단펄스 레이저까지;가시광선 출력에서 장파장 적외선 및 단파장 자외선 출력까지... 레이저는 에너지 출력, 파장 범위, 레이저 품질 및 에너지 변환 효율에서 비약적인 발전을 이루었습니다.레이저의 발전은 자연스럽게 레이저 세정 기술의 급속한 발전을 촉진합니다.레이저 세척 기술은 이론과 응용에서 유익한 결과를 얻었습니다.
레이저 클리닝 기술의 원리
펄스 레이저 클리닝 공정은 레이저에서 발생하는 광 펄스의 특성에 따라 달라지며, 고강도 빔, 단펄스 레이저 및 오염층 간의 상호 작용으로 인한 광물리적 반응을 기반으로 합니다.물리적 원리는 다음과 같이 요약할 수 있습니다.
a) 레이저에서 방출된 빔은 처리할 표면의 오염층에 흡수됩니다.
b) 큰 에너지의 흡수는 빠르게 팽창하는 플라즈마(고이온화된 불안정한 기체)를 형성하고 충격파를 생성합니다.
c) 충격파는 오염물질을 파편으로 만들고 제거합니다.
d) 광 펄스 폭은 처리된 표면을 파괴하는 열 축적을 피하기 위해 충분히 짧아야 합니다.
e) 실험에 따르면 금속 표면에 산화물이 있을 때 금속 표면에서 플라즈마가 발생합니다.
플라즈마는 에너지 밀도가 임계값보다 높을 때만 생성되며, 이는 오염된 층이나 제거된 산화물 층에 따라 다릅니다.이 임계값 효과는 기판 재료의 안전을 보장하면서 효과적인 청소에 매우 중요합니다.플라즈마의 출현에 대한 두 번째 임계값이 있습니다.에너지 밀도가 이 임계값을 초과하면 기본 재료가 파괴됩니다.기판 재료의 안전성을 전제로 기판 재료를 효과적으로 청소하려면 상황에 따라 레이저 매개변수를 조정하여 광 펄스의 에너지 밀도가 엄격하게 두 임계값 사이에 있도록 해야 합니다.
레이저 클리닝의 장점
기계적 마찰 세척, 화학적 부식 세척, 액체 고체 강한 충격 세척 및 고주파 초음파 세척과 같은 기존 세척 방법과 비교할 때 레이저 세척에는 5가지 분명한 장점이 있습니다.
- 환경 보호 이점: 레이저 클리닝은 "친환경" 클리닝 방법입니다.화학 약품 및 세척액을 사용할 필요가 없습니다.청소 된 폐기물은 기본적으로 고체 분말, 소량, 저장이 쉽고 재활용 가능하며 광화학 반응이없고 오염이 없습니다.
- 효과 이점: 기존의 세척 방법은 종종 접촉 세척으로 세척 대상 표면에 기계적 힘이 작용하여 대상 표면을 손상시키거나 세척 매체가 세척 대상 표면에 부착되어 제거할 수 없고 2차 오염이 발생합니다. .레이저 클리닝의 비연삭, 비접촉, 비열 효과는 기판을 손상시키지 않으므로 이러한 문제를 해결할 수 있습니다.
- 제어 이점: 레이저는 광섬유를 통해 전송될 수 있으며 매니퓰레이터 및 로봇과 협력하여 원격 조작을 편리하게 구현합니다.전통적인 방법으로 접근하기 쉽지 않은 부품을 청소할 수 있으므로 위험한 장소에서 인명 안전을 보장할 수 있습니다.
- 편리한 이점:레이저 클리닝은 다양한 소재의 표면에 존재하는 각종 오염물질을 제거하고 기존의 클리닝으로는 얻을 수 없는 청정도를 얻을 수 있습니다.또한 재료 표면을 손상시키지 않고 재료 표면의 오염 물질을 선택적으로 청소할 수 있습니다.
- 비용 이점:레이저 청소는 빠르고 효율적이며 시간을 절약합니다.이 단계에서는 초기에 레이저 클리닝 시스템의 구입에 대한 1회성 투자가 높지만 클리닝 시스템을 장기간 안정적으로 사용할 수 있고 운영 비용이 저렴합니다.더 중요한 것은 자동 작동을 쉽게 실현할 수 있다는 것입니다.레이저 클리닝 시스템의 비용은 미래에 크게 줄어들어 레이저 클리닝 기술을 사용하는 비용을 더욱 절감할 것으로 예측할 수 있습니다.
레이저 청소 방법은 다음 세 가지 범주로 나눌 수 있습니다.
1. 레이저 드라이 클리닝
레이저 방사선은 직접 오염 제거에 사용됩니다.레이저가 물체나 먼지 입자에 흡수된 후 진동을 일으켜 매트릭스와 오염 물질을 분리합니다.레이저 드라이 클리닝에서 먼지 입자를 제거하는 두 가지 주요 방법이 있습니다. 하나는 기판 표면의 즉각적인 열팽창으로 인해 진동을 일으켜 표면에 흡착된 입자를 제거하는 것입니다.다른 하나는 입자 자체의 열팽창으로 인해 입자가 기판 표면을 떠나는 것입니다.
2. 레이저 웻클리닝
레이저 습식 세척은 세척할 기판 표면의 액체 매체 필름 층을 균일하게 덮은 다음 레이저 조사로 얼룩을 제거하는 것입니다.유전체 필름과 기판에 의한 레이저의 흡수에 따라 습식 세정은 강한 기판 흡수, 강한 유전체 필름 흡수 및 유전체 필름 기판의 공통 흡수로 나눌 수 있습니다.강한 매트릭스 흡수 동안 매트릭스가 레이저 에너지를 흡수한 후 열이 액체 매질 필름으로 전달되고 매트릭스와 액체 사이의 계면에 있는 액체층이 과열되어 끓어 액체층과 얼룩이 함께 제거됩니다.
3. 레이저 + 불활성 가스 세정
레이저 방사와 동시에 불활성 가스가 공작물 표면에 분사됩니다.오염 물질이 표면에서 제거되면 깨끗한 표면의 오염 및 산화를 피하기 위해 가스에 의해 표면에서 멀리 날아갑니다.
레이저 클리닝의 응용 분야
레이저 클리닝 기술의 발전으로 레이저 클리닝 기술은 다음과 같이 산업 응용 분야의 많은 산업 분야에서 대중화되었습니다.
- 마이크로 전자 분야: 반도체 부품, 마이크로 전자 장치, 메모리 템플릿 등;
- 문화재 보호 분야: 돌 조각, 청동, 유리, 유화 및 벽화;
- 연마 세척: 고무 몰드, 복합 몰드, 금형 등;
- 표면 처리: 친수성 처리, 표면 거칠기, 용접 전후 용접 처리 등;
- 페인트 및 녹 제거: 항공기, 선박, 무기 및 장비, 교량, 금속 압력 용기, 금속 파이프라인 등항공기 부품, 전기 제품 부품 등
- 기타 : 도시낙서, 인쇄롤러, 건물외벽, 원자력산업 등
레이저 청소는 청소 시장 발전의 일반적인 추세가 될 것입니다.현재 레이저 청소는 전통적인 청소 기술을 완전히 대체할 수 없지만 과학 기술의 발전과 환경 보호 요구 사항의 개선으로 레이저 청소는 세계 청소 시장 발전의 일반적인 추세가 될 것입니다.새로운 레이저 세척 시스템 및 장비를 개발하고 세척 공정을 최적화하여 세척 효율을 개선하고 세척 비용을 절감하고 세척할 표면의 손상을 줄이며 금속 표면의 친환경적이고 효율적이며 자동 세척 프로세스를 실현해야 합니다. 미래 시장의 수요.Shenzhen Herolaser Equipment Co., Ltd.는 레이저 청소 기계의 연구 개발, 생산 및 판매에 종사하는 기업입니다.현재 Herolaser가 레이저 청소 분야에서 출시 한 100W-2000W 펄스 레이저 청소 기계는 표면 처리, 금형 청소, 페인트 및 녹 제거 및 기타 하드웨어 제조, 자동차 및 철도 운송 분야에서 널리 사용되었습니다.