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?激光清洗的原理和方法

激光的特点是具有高方向性,单色性,高相干性和高亮度。通过透镜的聚焦和Q开关,可以把能量集中到一个很小的空间范围和时间范围内。在激光清洗处理中,主要利用了激光的以下特性:

1、激光可以实现能量在时间和空间上的高度集中,聚焦的激光束在焦点附近可产生几千度甚至几万度的高温,使污垢瞬间蒸发、气化或分解。

2、激光束的发散角小,方向性好,通过聚光系统可以使激光束聚集成不同直径的光斑。在激光能量相同的条件下,控制不同直径的激光束光斑可以调整激光的能量密度,使污垢受热膨胀。当污垢的膨胀力大于污垢对基体的吸附力时,污垢便会脱离物体的表面。

3、激光光束可以通过在固体表面产生超声波,产生力学共振,使污垢破碎脱落。激光清洗技术正是利用了上述激光的特性从而达到清洗的目的。根据被清洗基体物质与被清除污垢的光学特性,可以将激光清洗机理分为两大类:一类是利用清洗基片(也称为母体)与表面附着物(污物)对某一波长激光能量的吸收系数具有很大的差别。辐射到表面的激光能量大部分被表面附着物所吸收,从而受热或气化蒸发,或瞬间膨胀,并被形成的气流带动,脱离物体表面,达到清洗目的。而基片由于对该波长的激光吸收能量***,不会受到损伤。对此类激光清洗,选择合适的波长和控制好激光能量大小,是实现安全g效清洗的关键。另一类适用于清洁基片与表面附着物的激光能量吸收系数差别不大,或基片对涂层受热形成的酸性蒸气较为敏感,或涂层受热后会产生有毒物质等情况的清洗方法。该类方法通常是利用高功率高重复率的脉冲激光冲击被清洗的表面,使部分光束转换成声波。声波击中下层硬表面后,返回的部分与激光产生的入射声波发生干涉,产生高能波,使涂层发生小范围的b炸,涂层被压成粉末,再被真空泵清除,而底下的基片却不会损伤。

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?高功率YAG脉冲激光清洗设备

清洗在现代工业中具有广泛的应用和需求,如:微电子工业清洗、艺术品的文w保护清洗、模具清洗、超精密光学清洗、飞机表面蒙皮清洗、除锈、除漆。应用领域包括了汽车、航天、航海、精密机械、微电子、文w保护、绿色再制造、军g制造等各个行业。

在过去,传统的清洗方法(如有机r剂清洗、盐浴清洗、喷射清洗、高温清洗、超声波清洗、电化学清洗、酸碱清洗等)虽然满足了粗放式的工业发展需求,但是对环境也产生了不同程度的污染。在我国大力发展绿色环保产业的要求下,人们环保和安全意识的增强,工业生产清洗中对环保的要求越来越高,如何寻找更清洁,且不具损伤性的清洗方式,是世界范围内清洗业必须要面对的一个问题。寻求新的清洗方法已经是迫在眉睫。

近年来,国外学者一直在研究各种有利于环境保护的清洗方法,与传统清洗工艺相比,激光清洗技术具有以下特点:

(1) 它是一种“干式”清洗 ,不需要清洁液或其他化学溶液 ,且清洁度远远高于化学清洗工艺

(2) 清除污物的范围和适用的基材范围十分广泛

(3) 通过调控激光工艺参数 ,可以在不损伤基材表面的基础上 ,y效去除污染物 ,使表面复旧如新

(4) 激光清洗可以方便地实现自动化操作

(5) 激光去污设备可以长期使用 ,运行成本低

(6) 激光清洗技术是一种“绿色”清洗工艺,消除的废料为固体粉末状,体积小,易于收集和存放,对环境无污染。

此外,激光清洗可以解决传统清洗无法解决的问题,例如:可以清除工件表面尤其是光学元件表面亚微米级的污染颗粒,可以清除微电子元件上的微小颗粒。激光清洗无接触的特点,无锡激光清洗机,保证了激光清洗对精密部件或惊喜部位清洗的安全性,可以维持其精度,无锡激光清洗机经销,特别适合文w和艺术品清洗。另外,激光清洗技术在城市涂鸦清除等日常使用中也逐渐得到认可。

凭借以上清洗特点清洗特点,激光清洗被认为是***可k、***Y效的解决办法。

激光清洗技术研究起步于 20 世纪 80 年代中期,但直到20 世纪 90 年代初期才开始步入工业生产中。在工业清洗领域,激光清洗技术发展迅速。激光清洗技术现在已经成熟的应用于微电子工业清洗、艺术品的文w保护清洗、模具清洗、超精密光学清洗等领域,取得了很好的清洗效果。目前国外激光清洗设备的主要供应商是德国的Cleanlaser公司,无锡激光清洗机报价,其产品涵盖了小功率的便携式和大功率的移动式以及为工业生产线定制的工作站,产品广泛应用于机械工业、微电子工业与艺术品保护等领域。

我国激光清洗技术的研究和设备开发起步晚,与国外相比存在明显差距,因此国内成熟的激光清洗设备并不多,大部分还处于实验室研究阶段,其清洗效率和稳定性有待进一步提高。目前***出现了很多激光清洗设备,大部分采用国外光纤激光器作为光源,效率低、易损伤清洗工件,难以满足工业应用的需求。相应的激光清洗工艺也基本是一片空白,与国外的激光清洗在工业领域的应用水平还有较大差距。因此研制出一种高功率、G效率、自主知识产权的激光清洗设备是很有必要的。

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随着中国市场对激光清洗设备需求日趋旺盛,国内外出现了很多激光清洗设备厂家,让人眼花缭乱,无从选择。作为激光清洗行业的业内人士,下面笔者对国内外激光清洗设备进行分类比较,让大家对激光清洗设备有一个清晰的认识。

所有激光加工设备的***都是作为光源的激光器,无锡激光清洗机厂家,激光清洗设备也不例外。我们先从激光清洗设备的采用的激光器入手进行分类比较。根据激光器的调Q方式和泵浦原理,目前主流激光清洗设备采用的激光器大体分为3类:声光调Q式YAG脉冲激光器、硬开关调Q式YAG脉冲激光器、光纤脉冲激光器。

参数

硬开关调Q式YAG脉冲激光器声光调Q式YAG脉冲激光器光纤脉冲激光器

光源类型YAG固体YAG固体光纤激光

波长1.064μm1.064μm1.064μm

泵浦方式二极管侧泵二极管侧泵二极管侧泵

调Q方式硬开关声光调Q声光调Q或种子光放大

脉冲形式单脉冲单脉冲单脉冲

功率50-500W50-500W20-300W

脉宽100-500ns 可调100-200ns  不可调130ns

激光频率5-20kHz10-40kHz20-100kHz

国外几家激光清洗设备厂家的激光清洗设备通常采用声光调Q式YAG脉冲激光器。声光调Q在中高功率开关能力较差,能量浪费严重。目前在国内取得了一些应用,但是质量不稳定,质保期过后售后服务很差,***激光器部分需要寄到国外返厂修理,耗时长,严重影响生产应用。

中高功率光纤脉冲激光器目前全部为国外进口,单台价格可达100万,以其为光源的激光清洗设备价格通常为200-300万之间,基本与国外进口激光清洗设备价格持平。而且脉冲光纤激光器通常用于金属切割、打孔、焊接、打标等领域,脉冲能量小、峰值功率高,极易损伤基材。

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