Koks yra lazerinio valymo mašinos principas ir veiksniai, turintys įtakos efektui?

Valymas lazeriu yra efektyvus būdas pašalinti nešvarias daleles ir įvairių medžiagų ir dydžių plėvelės sluoksnius nuo kietų paviršių. Dėl didelio ryškumo ir geros krypties nepertraukiamo arba impulsinio lazerio, optinio fokusavimo ir dėmės formavimo, kad susidarytų specifinė lazerio spindulio taško forma ir energijos pasiskirstymas, apšvitintas iki užterštos medžiagos paviršiaus, kurį reikia išvalyti, pritvirtinta teršalų medžiaga. sugeria lazerio energiją, sukels vibraciją, lydymą, degimą ir net dujofikavimą bei daugybę sudėtingų fizinių ir cheminių procesų. Ir galiausiai padarykite teršalus iš medžiagos paviršiaus, net jei lazeris veikia nuvalytą paviršių, dauguma jų atsispindi, nepažeidžiant pagrindo, kad būtų pasiektas valymo efektas.

Valymas lazeriu gali būti klasifikuojamas pagal skirtingus klasifikavimo standartus. Pavyzdžiui, ar pagrindo paviršius yra padengtas skysta plėvele valymo lazeriu procese, skirstoma į sausą lazerinį valymą ir šlapią valymą lazeriu. Pirmasis yra tiesioginis lazerio apšvitinimas teršalo paviršiuje, o antruoju atveju ant lazeriu valomo paviršiaus reikia uždėti drėgmę arba skystą plėvelę. Šlapio lazerio valymo efektyvumas yra didelis, tačiau šlapiam valymui lazeriu reikia rankiniu būdu padengti skystą plėvelę, todėl skystos plėvelės sudėtis negali pakeisti pačios matricos medžiagos savybių. Todėl, palyginti su sauso lazerinio valymo technologija, šlapio valymo lazeriu taikymo sritis turi tam tikrų apribojimų. Sausas lazerinis valymas yra plačiausiai naudojamas lazerinio valymo metodas, kurio metu lazerio spindulys tiesiogiai apšvitinamas ruošinio paviršiumi, pašalinant daleles ir plėveles.

Pagrindinis lazerinio cheminio valymo principas yra tas, kad lazeriu apšvitinus daleles ir medžiagos substratą, sugerta šviesos energija akimirksniu paverčiama šilumos energija, todėl dalelės arba substratas arba abu yra akimirksniu šiluminis plėtimasis. Tuo pačiu metu tarp dalelių ir pagrindo sukuriamas pagreitis. Pagreičio sukuriama jėga įveikia adsorbcijos jėgą tarp dalelės ir substrato ir priverčia dalelę išbėgti iš substrato paviršiaus.

Pagal skirtingus lazerinio sauso valymo absorbcijos būdus, lazerinis sausas valymas daugiausia gali būti suskirstytas į šias dvi formas:

1. Dulkių dalelėms, kurių lydymosi temperatūra yra didesnė nei pagrindinės medžiagos (arba labai skiriasi lazerio sugerties greitis): dalelių sugerties lazerio švitinimas šiuo metu yra stipresnis nei substrato sugertis (a) arba priešingai (b). dalelių sugerties lazerio šviesos energija paverčiama šilumos energija, sukeldama dalelės šiluminį plėtimąsi, nors šiluminio plėtimosi kiekis yra labai mažas, tačiau šiluminis plėtimasis vyksta per labai trumpą laiką, todėl sukels didžiulį momentinį pagreitį ant pagrindo, o substratas reaguoja į dalelę. Jėga įveikia viena kitą surišančią jėgą ir atskiria daleles nuo pagrindo. Scheminė schema yra tokia:

2. Nešvarumams, kurių virimo temperatūra žema: paviršiaus nešvarumai tiesiogiai sugeria lazerio energiją, akimirksniu užvirinant aukštoje temperatūroje išgaruoja, o tiesioginis išgarinimas pašalina nešvarumus, kaip parodyta toliau pateiktame paveikslėlyje.

Drėgnas valymas lazeriu taip pat žinomas kaip lazerinis valymas garais, palyginti su sausu valymu, drėgnas valymas yra ant valymo dalies paviršiaus, turintis ploną kelių mikronų storio skystos plėvelės arba vidutinės plėvelės sluoksnį, skystos plėvelės lazeriu švitinant skystos plėvelės temperatūra pakyla. akimirksniu ir sukelia daug burbuliukų dujinimo reakcijos. Dujinimo sprogimo sukuriama smūgio jėga įveikia adsorbcijos jėgą tarp dalelių ir substrato. Pagal dalelę, skystą plėvelę ir substratą lazerio bangos ilgio sugerties koeficientas skiriasi, šlapias valymas lazeriu gali būti suskirstytas į tris tipus.

1. Substratas stipriai sugeria lazerio energiją

Lazeriu apšvitinus substratą ir skysčio plėvelę, substrato lazerio sugertis yra daug didesnė nei skystos plėvelės, todėl substrato ir skystos plėvelės sąsajoje atsiranda sprogstamasis dujinimo reiškinys, kaip parodyta. žemiau esančiame paveikslėlyje. Teoriškai, kuo siauresnis pulso laikas, tuo lengviau perkaisti sankryžoje, todėl susidaro didesnis sprogstamasis smūgis.

2. Skystos plėvelės sugerties lazerio energija stipriai

Šio valymo principas yra tas, kad skystoji plėvelė sugeria didžiąją dalį lazerio energijos, o skystos plėvelės paviršiuje vyksta sprogstamasis dujojimas, kaip parodyta paveikslėlyje žemiau. Šiuo metu lazerio valymo efektyvumas nėra toks geras, kaip substrato sugėrimas, nes sprogimo smūgio jėga šiuo metu yra skystos plėvelės paviršiuje. Kai substratas sugeria, burbulas ir sprogimas atsiranda substrato ir skystos plėvelės sankirtoje, o sprogimo smūgio jėga lengviau nustumia daleles nuo pagrindo paviršiaus, todėl substrato sugėrimo valymo efektas yra geresnis.

3. Substratas ir skystoji plėvelė sugeria lazerio energiją

Šiuo metu valymo efektyvumas yra labai mažas, po lazerio apšvitinimo į skystą plėvelę dalis lazerio energijos absorbuojama, energija pasklinda visoje skysčio plėvelėje, skysčio plėvelė užverda ir gamina burbuliukus, o likusi dalis lazerio energiją sugeria substratas, praėjęs per skystą plėvelę, kaip parodyta paveikslėlyje. Šis metodas reikalauja daugiau lazerio energijos, kad susidarytų verdantys burbuliukai, kurie gali sukelti sprogimą. Taigi šis metodas yra labai neefektyvus.

Naudojant substrato sugėrimo metodą šlapiam valymui lazeriu, kadangi didžiąją dalį lazerio energijos sugeria substratas, skystos plėvelės ir pagrindo jungtis bus perkaitinta, o sąsajoje susidarys burbuliukai. Palyginti su sausu valymu, šlapio tipo valymui lazeriu valyti naudojama smūgio jėga, kurią sukuria jungties burbulo sprogimas. Tuo pačiu metu į skystą plėvelę galima pridėti tam tikros cheminės medžiagos, kuri chemiškai reaguotų su teršalų dalelėmis, kad sumažėtų adsorbcijos jėga tarp dalelių ir substrato medžiagos, kad būtų sumažinta lazerio valymo slenkstis. Todėl šlapias valymas gali tam tikru mastu pagerinti valymo efektyvumą, tačiau tuo pačiu metu yra tam tikrų sunkumų, skystos plėvelės įvedimas gali sukelti naują taršą, o skystos plėvelės storį sunku kontroliuoti.