激光清洗：4種激光清洗方法及應(yīng)用領(lǐng)域
日期：2024/10/11 18:20:34 作者：華馳激光 閱讀數(shù)：516作為世界公認(rèn)的制造大國(guó)，中國(guó)在工業(yè)化道路上大步前進(jìn)、取得巨大成就的同時(shí)，也導(dǎo)致了嚴(yán)重的環(huán)境惡化和工業(yè)污染。近年來(lái)，我國(guó)環(huán)境保護(hù)法規(guī)要求越來(lái)越嚴(yán)格，導(dǎo)致一些企業(yè)被關(guān)停整改。一刀切的環(huán)保風(fēng)暴對(duì)經(jīng)濟(jì)帶來(lái)一些影響，改變傳統(tǒng)的污染生產(chǎn)模式才是關(guān)鍵。隨著技術(shù)的進(jìn)步，人們逐漸探索出各種有利于環(huán)境保護(hù)的技術(shù)，激光清洗技術(shù)就是其中之一。激光清洗技術(shù)是近十年來(lái)新興應(yīng)用的一種工件表面清洗技術(shù)，它以自身的優(yōu)勢(shì)和不可替代性在許多領(lǐng)域中正逐步取代傳統(tǒng)清洗工藝。
傳統(tǒng)的清洗方法包括機(jī)械清洗法、化學(xué)清洗法和超聲波清洗法，機(jī)械清洗法即采用刮、擦、刷、噴砂等機(jī)械手段去除表面污物;濕法化學(xué)清洗法是利用有機(jī)清洗劑，通過(guò)噴、淋、浸泡或高頻振動(dòng)等措施去除表面附著物;超聲波清洗法是將被處理零件放入清洗劑中，利用超聲波產(chǎn)生的振動(dòng)效應(yīng)除去污垢。目前這三種清洗方法在我國(guó)清洗市場(chǎng)中仍占主導(dǎo)地位，但均會(huì)不同程度產(chǎn)生污染物，在環(huán)境保護(hù)和高精度要求下其應(yīng)用受到很大的限制。
激光清洗技術(shù)是指利用高能高頻激光束照射工件表面，使表面的污物、銹斑或涂層發(fā)生瞬間蒸發(fā)或剝離，高速有效地清除清潔對(duì)象表面附著物或表面涂層，從而達(dá)到潔凈的激光工藝過(guò)程。激光的特點(diǎn)是具有高方向性，單色性，高相干性和高亮度。通過(guò)透鏡的聚焦和Q開關(guān)，可以把能量集中到一個(gè)很小的空間范圍和時(shí)間范圍內(nèi)。從方法上再細(xì)分，激光清洗方法有4種：
1.激光干洗法，即采用脈沖激光直接輻射去污;
2.激光+液膜方法，即首先沉積一層液膜于基體表面，然后用激光輻射去污;當(dāng)激光照射于液膜上時(shí)，液膜急劇受熱，產(chǎn)生爆炸性汽化，爆炸性沖擊波使基體表面的污物松散。并隨沖擊波飛離加工物體表面，達(dá)到去污的目的。 3.激光+惰性氣體的方法，即在激光輻射的同時(shí)，用惰性氣體吹向基體表面，當(dāng)污物從表面剝離后會(huì)立即被氣體吹離表面，以避免表面再次污染和氧化;
4.運(yùn)用激光使污垢松散后，再用非腐蝕性化學(xué)方法清洗。 目前，由于我國(guó)高端制造業(yè)的發(fā)展及環(huán)保要求的不斷提高，傳統(tǒng)清洗技術(shù)(化學(xué)法、機(jī)械打磨法)已遠(yuǎn)不能滿足我國(guó)工業(yè)化生產(chǎn)的需求，清洗技術(shù)的落后限制我國(guó)部分重要行業(yè)正常生產(chǎn)運(yùn)行。因此，激光清洗技術(shù)作為綠色、高效制造的代表，在我國(guó)高端制造業(yè)快速發(fā)展的情況下具有廣闊的市場(chǎng)規(guī)模。
與傳統(tǒng)的清洗方法相比，激光清洗是一種“綠色”的清洗方式，具有無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)：無(wú)需使用任何化學(xué)藥劑和清洗液，清洗下來(lái)的廢料基本上都是固體粉末，體積小，易于存放，可吸附回收，無(wú)光化學(xué)反應(yīng)、不會(huì)產(chǎn)生噪音和環(huán)境污染，同時(shí)又不損害操作人員的健康，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離遙控清洗。
激光清洗在各領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用 ：
模具清洗。激光可實(shí)現(xiàn)模具無(wú)接觸清洗，對(duì)模具表面十分安全，可以確保其精度，并且可以清洗傳統(tǒng)清洗方法無(wú)法清除的亞微米級(jí)污物顆粒，實(shí)現(xiàn)真正的無(wú)污染、高效、高質(zhì)清洗。 精密儀器工業(yè)中的精確去酯清洗。
精密機(jī)械工業(yè)常常需對(duì)零件上用來(lái)潤(rùn)滑和抗腐蝕的酯類及礦物油加以清除，通常是用化學(xué)方法，而化學(xué)清洗往往仍有殘留物。激光去酯可以將酯類及礦物油完全去除，不損傷零件表面。激光促使零件表面氧化物薄層爆炸性氣化形成了沖擊波，導(dǎo)致污物去除，而非機(jī)械互作用。
鋼軌清洗。目前，鋼軌焊前清洗全部采用砂輪、砂帶打磨式清洗，基材損傷嚴(yán)重，殘余應(yīng)力嚴(yán)重，并且每年消耗大量砂輪耗材，成本高，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重粉塵污染。激光清洗可為我國(guó)高速鐵路鋪軌生產(chǎn)提供高質(zhì)、高效的綠色清洗技術(shù)，解決以上問(wèn)題，消除無(wú)縫鐵軌孔洞、灰斑等焊接缺陷，提高我國(guó)高速鐵路運(yùn)行的穩(wěn)定性及安全性。
航空領(lǐng)域。飛機(jī)的表面過(guò)一定時(shí)間后要重新噴漆，但是噴漆之前需要將原來(lái)的舊漆完全除去?；瘜W(xué)浸泡/擦拭是航空領(lǐng)域的主要脫漆方法，該方法造成了大量化學(xué)附屬?gòu)U物，也無(wú)法實(shí)現(xiàn)局部檢修脫漆，該工序工作量繁重、危害健康。激光清洗可實(shí)現(xiàn)飛機(jī)蒙皮表面涂漆的高質(zhì)量去除，且易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。目前，該技術(shù)在國(guó)外已開始應(yīng)用于部分高端機(jī)型的維護(hù)。
船舶領(lǐng)域。目前船舶產(chǎn)前清洗主要采用噴砂方法，噴砂方法對(duì)周圍環(huán)境造成了嚴(yán)重的粉塵污染，已逐漸被禁用，從而導(dǎo)致船舶生產(chǎn)企業(yè)的減產(chǎn)，甚至停產(chǎn)。激光清洗技術(shù)將為船舶表面防腐噴涂提供綠色無(wú)污染清洗方案。
軍工領(lǐng)域。激光清洗技術(shù)在武器維護(hù)保養(yǎng)上廣泛應(yīng)用。采用激光清洗系統(tǒng)，可以高效、快捷地清除銹蝕、污染物，并可以對(duì)清除部位進(jìn)行選擇，實(shí)現(xiàn)清洗的自動(dòng)化。采用激光清洗，不但清潔度高于化學(xué)清洗工藝，而且對(duì)于物體表面幾乎無(wú)損害。
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