如何尋找更清潔,且不具損傷性的清洗方式是我們不得不考慮的問題。而激光清洗具有無研磨、非接觸、無熱效應(yīng)和適用于各種材質(zhì)的物體等清洗特點,被認為是最可靠、最有效的解決辦法。同時,激光清洗可以解決采用傳統(tǒng)清洗方式無法解決的問題。
激光清洗的物理原理及優(yōu)勢
激光器發(fā)射的光束被需處理表面上的污染物層所吸收。大能量的吸收形成急劇膨脹的等離子體(高度電離的不穩(wěn)定氣體),產(chǎn)生沖擊波。沖擊波使污染物變成碎片并被剔除。
與機械摩擦清洗、化學(xué)腐蝕清洗、液體固體強力沖擊清洗、高頻超聲清洗等傳統(tǒng)清洗方法相比,激光清洗具有明顯的五個優(yōu)勢:
環(huán)保優(yōu)勢:激光清洗是一種“綠色”的清洗方法,不需使用任何化學(xué)藥劑和清洗液,清洗下來的廢料基本上都是固體粉末,體積小,易于存放,可回收,無光化學(xué)反應(yīng)、不會產(chǎn)生污染??梢暂p易解決化學(xué)清洗帶來的環(huán)境污染問題。往往一臺抽風(fēng)機即可解決清洗產(chǎn)生的廢料問題。
效果優(yōu)勢:傳統(tǒng)的清洗方法往往是接觸式清洗,對清洗物體表面有機械作用力,損傷物體的表面或者清洗的介質(zhì)附著于被清洗物體的表面,無法去除,產(chǎn)生二次污染,激光清洗的無研磨和非接觸性、無熱效應(yīng)不會破壞基底,使這些問題迎刃而解。
便捷優(yōu)勢:激光清洗能夠清除各種材料表面的各種類型的污染物,達到常規(guī)清洗無法達到的清潔度。而且還可以在不損傷材料表面的情況下有選擇性地清洗材料表面的污染物。
成本優(yōu)勢:激光清洗速度快、效率高,節(jié)省時間;購買激光清洗系統(tǒng)雖然前期一次性投入較高,但清洗系統(tǒng)可以長期穩(wěn)定使用,運行成本低,更重要的是可以方便地實現(xiàn)自動化操作。 成本計算:單臺清洗效率8平米每小時每小時運行成本約5度電費,即清洗成本為4毛錢每平米,除開初始成本,后期4毛錢每平米。
控制優(yōu)勢:激光可以通過光纖傳輸,與機器手和機器人相配合,方便地實現(xiàn)遠距離操作,能清洗傳統(tǒng)方法不易達到的部位,這在一些危險的場所使用可以確保人員的安全
激光清洗在各領(lǐng)域中使用的情況介紹
模具的清洗
激光清洗輪胎模具的技術(shù)已經(jīng)大量在歐美的輪胎工業(yè)中被采用,雖然初期投資成本較高,但可在節(jié)省待機時間、避免模具損壞、工作安全及節(jié)省原材料上所獲得的收益迅速得到回收。利用激光清洗方式,由于激光可利用光纖來傳輸,因此在使用上深具彈性;由于激光清洗方式可用光纖連接而將光導(dǎo)至模具的死角或不易清除的部位進行清洗,因此使用方便;由于橡膠并無氣化,因此不會產(chǎn)生有毒害的氣體,影響工作環(huán)境的安全。
武器裝備的清洗
激光清洗技術(shù)在武器維護保養(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,并可以對清除部位進行選擇,實現(xiàn)清洗的自動化。采用激光清洗,不但清潔度高于化學(xué)清洗工藝,而且對于物體表面幾乎無損害。
通過設(shè)定不同參數(shù),還可以在金屬物體表面形成一層致密的氧化物保護膜或金屬熔融層,提高表面強度和耐腐蝕性。激光清除的廢料對環(huán)境基本上不構(gòu)成污染,還可以進行遠距離操作,有效減少了對操作人員的健康損害
飛機舊漆的清洗
在歐洲激光清洗系統(tǒng)早已應(yīng)用在航空工業(yè)中。飛機的表面過一定時間后要重新噴漆,但噴漆之前需要將原來的舊漆完全除去。傳統(tǒng)的機械清除油漆法容易對飛機的金屬表面造成損傷,給安全飛行帶來隱患。如采用多個激光清洗系統(tǒng),可在兩天之內(nèi)將一架A320空中客車表面漆層完全除掉,且不會損傷到金屬表面。
電子工業(yè)中的清洗
電子工業(yè)使用激光去除氧化物:電子工業(yè)需要高精度地去污,特別適合采用激光去氧化物。在電路板焊接前,元件針腳必須徹底去氧化物以保證最佳電接觸,在去污過程中還不能損壞針腳。激光清洗可以滿足使用要求,且效率很高,一個針腳只需照射一次激光
精密儀器工業(yè)中的精確去酯清洗
精密機械工業(yè)常常需對零件上用來潤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。其污染物去除是由沖擊波完成,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,而非機械互作用。材料徹底去酯用于航天工業(yè)機械零件的清理。機械零件加工中的油酯去除同樣可采用激光清洗。