Lazerinio valymo mašinos veikimo principas
Lazerinė valymo mašina naudoja didelės energijos ir didelio galios tankio lazerio spindulį, kad apšvitintų ruošinio paviršių. Teršalai, tokie kaip rūdys, alyva, dangos ir oksido sluoksniai ant paviršiaus, greitai įkaista, plečiasi, išgaruoja ir pašalinami, todėl apdirbamo ruošinio paviršius nuvalomas efektyviai ir nepažeidžiant{1}}.
Viso proceso metu nereikia jokių chemikalų, šlifavimo ir kontakto, todėl pagrindinė medžiaga beveik nepažeidžiama. Tai ekologiškas ir tikslus pramoninio valymo būdas
Pagrindiniai fiziniai mechanizmai
Fototerminis efektas (garinimas/tirpimas):Tai yra labiausiai paplitęs metodas. Teršalas (pvz., rūdys, aliejus ar dažai) sugeria lazerio energiją, todėl jo temperatūra per itin trumpą laiką smarkiai pakyla. Jis pasiekia garavimo arba lydymosi tašką ir iš kietos medžiagos akimirksniu išgaruoja į dujas arba skystį. Tarsi rūdys sugeria lazerio energiją ir pačios „išgaruoja“.
Fotomechaninis efektas (nuplėšimas / smūgis):Sugėręs lazerio energiją, teršalas patiria terminį plėtimąsi, sukurdamas įtempį, kuris atskiria jį nuo pagrindo. Kai šis įtempis viršija sukibimo jėgą tarp teršalo ir pagrindo, teršalas „iššoka“. Kai kuriose situacijose, kuriose yra didelis-energijos-tankis, teršalo paviršiuje susidaro greitai besiplečianti plazma, sukurianti galingą smūgio bangą, kuri veikia kaip nematomas „šepetėlis“, „nuvalantis“ teršalus.
Fotocheminis skilimas (tiesioginis lūžimas):Tam tikro lazerio bangos ilgio fotonų energija gali tiesiogiai nutraukti teršalo molekulinius cheminius ryšius. Dėl to didelės molekulės teršalai (pvz., organiniai nešvarumai ar seni dažų sluoksniai) suyra į mažų molekulių dujas, kurios vėliau pašalinamos. Tai ypač svarbu tokiose srityse kaip kultūros relikvijų atkūrimas, leidžiantis išvalyti.
Ar tai nepažeidžia substrato? Raktas yra "selektyvumas"
Priežastis, dėl kurios valymas lazeriu gali išvalyti tik nešvarumus nepažeidžiant pagrindo, yra dvi tiksliai valdomos priemonės:
Diferencinė absorbcija:Pasirinkus tinkamą lazerio bangos ilgį,lazerio teršalų sugerties greitis yra daug didesnis nei pagrindo medžiagos. Pavyzdžiui, valant metalinius paviršius, metalas turi didelį atspindį tam tikriems lazeriams, o rūdžių ar dažų sluoksniai juos stipriai sugeria. Energiją sugeria „taikinys“, natūraliai išlaikant substratą saugų.
Slenksčio valdymas:Valymo procesas turi „valymo slenkstį“ ir „pažeidimo slenkstį“. Inžinieriai tiksliai kontroliuoja lazerio energijos tankį, kad išlaikytų jį tarp šių dviejų slenksčių:
Virš valymo slenksčio:Užtikrina, kad energijos pakaktų teršalams pašalinti.
Žemiau žalos slenksčio:Garantuoja, kad pagrindo medžiaga nepatirs jokios žalos.
Pašalinus teršalus, švarus pagrindo paviršius atspindi didžiąją likusios lazerio energijos dalį, o valymo procesas automatiškai sustabdomas – tai „savaime{0}}ribojama“.
Du pagrindiniai valymo metodai
Atsižvelgiant į lazerio tipą, yra du pagrindiniai valymo režimai, kurių kiekvienas turi savo stipriąsias puses:
| Valymo režimas | Kaip tai veikia | Privalumai | Tipiški taikymo scenarijai |
|---|---|---|---|
| Impulsinis valymas lazeriu | Skleidžia energiją itin trumpais impulsais (nanosekundžių lygis), generuodamas didelę didžiausią galią. | Itin didelis tikslumas, minimalus šilumos efektas, žinomas kaip „šaltasis apdorojimas“. Puikiai apsaugo pagrindą. | Tikslus pelėsių valymas, kultūrinių relikvijų restauravimas, oksidų šalinimas nuo elektroninių komponentų, dažų pašalinimas nuo lėktuvo dangų. |
| Nepertraukiamas bangų valymas lazeriu | Išveda nuolatinį, stabilų lazerio spindulį. | Itin didelis efektyvumas, idealiai tinka dideliu{0}}didelių plotų ir storų dangų pašalinimui. | Rūdžių šalinimas nuo didelių plieninių konstrukcijų, storos dangos nuėmimas prieš laivo ar vamzdyno atnaujinimą, sunkiosios pramonės įrangos priežiūra. |
Valymo lazeriu technologija yra labai populiari ne tik dėl savo efektyvumo ir tikslumo, bet ir dėl to, kad ji yradraugiškas aplinkaivalymo būdas. Viso proceso metu nenaudojamos jokios cheminės medžiagos ir nesukelia antrinės taršos.
