În anii 1980, dezvoltarea rapidă a industriei semiconductoarelor a impus cerințe mai ridicate pentru tehnologia de curățare a particulelor contaminate de pe suprafața măștilor napolitane de siliciu. Punctul cheie este de a depăși forța mare de adsorbție dintre particulele contaminate și substrat. Metodele tradiționale de curățare chimică, de curățare mecanică și de curățare cu ultrasunete nu pot satisface nevoile, în timp ce curățarea cu laser poate rezolva astfel de probleme de poluare, iar cercetările și aplicațiile aferente au fost dezvoltate rapid. În 1987, a existat prima cerere de brevet pentru curățarea cu laser.
După intrarea în anii 1990, Zapka et al. a aplicat cu succes tehnologia de curățare cu laser la procesele de fabricație a semiconductorilor, eliminând microparticulele de pe suprafața măștii și realizând aplicarea timpurie a tehnologiei de curățare cu laser în domeniul industrial. În 1995, cercetătorii au realizat cu succes curățarea vopselei fuselajului aeronavei folosind un laser TEA-CO2 de 2 kW. După intrarea în secolul 21, odată cu dezvoltarea rapidă a laserelor cu impuls ultrascurt, cercetarea și aplicarea tehnologiei de curățare cu laser în țară și în străinătate a crescut treptat, concentrându-se pe curățarea suprafețelor materialelor metalice. Aplicațiile tipice în străinătate includ îndepărtarea vopselei caroseriei aeronavei, îndepărtarea petelor de ulei de pe suprafața mucegaiului, îndepărtarea depunerilor de carbon din interiorul motorului și curățarea suprafeței îmbinărilor înainte de sudare.
Oțelul este cel mai utilizat în industrie, cum ar fi sudarea automobilelor, construcțiile navale, vopsirea și fabricarea palelor de turbine. Tehnologia de curățare cu laser poate îndepărta rugina, vopseaua și murdăria de pe suprafața componentelor din oțel, asigurând astfel calitatea sudurii și efectul de vopsire. Tehnologia de curățare cu laser a fost folosită pentru a curăța suprafața plăcilor marine din oțel carbon înainte de sudare. Rezultatele cercetării au arătat că viteza de lucru a curățării cu laser poate fi mărită la 1000 mm/min prin creșterea puterii medii sau creșterea sursei de lumină laser. Mecanismul de ablație cu laser include efecte fizice și chimice și efecte de vibrație elastică.
Cu o densitate diferită a energiei laser, cele două efecte au grade diferite de influență asupra mecanismului de curățare. A fost găsită legea de propagare a oscilației de amortizare a undei de șoc din plasmă indusă de laser în materiale și a fost stabilit un sistem de monitorizare online pentru procesul de curățare cu laser. S-a stabilit relația dintre gradul de îndepărtare a oxidului, intensitatea luminoasă a plasmei și durata undei sonore. Pe lângă îndepărtarea completă a ruginii de suprafață, laserul poate forma și un strat de întărire foarte subțire pe suprafața substratului. Stratul de întărire poate îmbunătăți în mod eficient duritatea suprafeței din oțel carbon, poate juca un rol de întărire a suprafeței și poate proteja într-o oarecare măsură oțelul carbon.
Tehnologia de curățare cu laser poate fi aplicată nu numai la curățarea suprafeței aliajului de aluminiu înainte de sudare, ci și la tratamentul suprafeței înainte de lipirea aliajului de aluminiu. Studii similare au comparat efectele tratamentului cu plasmă la presiune joasă și curățării cu laser asupra rezistenței la forfecare a îmbinărilor adezive. Rezultatele arată că rezistența medie la forfecare a probelor de curățare cu laser este de 19,35 MPa, ceea ce este cu aproximativ 5 MPa mai mare decât cea a tratamentului cu plasmă.
Când curățați cu laser, este necesar să selectați parametrii corespunzători, cum ar fi lungimea de undă laser, lățimea impulsului și frecvența impulsului, pe baza diferitelor obiecte de curățare. Marea majoritate a cercetărilor interne și străine privind curățarea cu laser a acoperirilor și a particulelor mici a ales lasere cu fibre de puls de nanosecundă cu o lungime de undă de 1064 nm. Cu toate acestea, există o diferență semnificativă în frecvența pulsului laser între cele două. Primul are o frecvență a pulsului de câteva mii până la câteva zeci de kiloherți, iar rugozitatea suprafeței după curățare poate ajunge la 1 μ Cel din urmă este concentrat în intervalul de la câțiva herți până la câteva zeci de herți, cu o rată de îndepărtare de peste 90 la sută. .
Savanții autohtoni au efectuat cercetări în domeniul curățării cu laser relativ târziu, împreună cu costul ridicat al laserelor cu impulsuri scurte în sine, care necesită o eficiență mai mare de curățare pentru a obține o valoare ridicată în aplicațiile practice. Prin urmare, în prezent există foarte puține aplicații conexe. În ultimii ani, unele universități, institute de cercetare și întreprinderi din China au efectuat succesiv cercetări privind aplicarea tehnologiei de curățare cu laser în domeniul industrial și au fabricat, de asemenea, echipamente de curățare cu laser.
Academia Chineză de Inginerie Fizică a efectuat cercetări privind îndepărtarea agenților de dezmorțuire pentru matrițele de anvelope, îndepărtarea vopselei aripilor și radomurilor aeronavelor (materiale compozite) și a blindajului tancurilor și îndepărtarea ruginii pieselor marine. Universitatea Suzhou a efectuat cercetări privind îndepărtarea ruginii volutelor auto, întreținerea șenilelor și îndepărtarea murdăriei și îndepărtarea depunerilor de sticle de porțelan izolatoare.
Cele de mai sus rezumă starea actuală de cercetare a curățării cu laser în țară și în străinătate. În ceea ce privește teoria și tehnologia, deși au fost efectuate un număr mare de experimente în cercetarea procesului de curățare cu laser atât pe plan intern, cât și internațional, cercetarea teoriei și mecanismelor de curățare cu laser este încă incompletă. Deși au fost stabilite modele fizice relevante, aceste modele au încă limitări semnificative. În ceea ce privește aplicarea practică, există un decalaj semnificativ între China și țările străine.
Despre HGTECH
HGTECH este pionierul și liderul aplicațiilor industriale cu laser în China și furnizorul autorizat de soluții globale de procesare laser. Am amenajat în mod cuprinzător construcția de echipamente inteligente cu laser, linii de producție de măsurare și automatizare și fabrici inteligente pentru a oferi o soluție generală pentru producția inteligentă.
Înțelegem profund tendința de dezvoltare a industriei prelucrătoare, îmbogățim constant produse și soluții, aderăm la explorarea integrării industriei de automatizare, informatizare, inteligență și producție și oferim diverselor industrii sisteme de tăiere cu laser, sisteme de sudare cu laser, serii de marcare cu laser, texturare cu laser. echipamente complete, sisteme de tratament termic cu laser, mașini de găurit cu laser, lasere și diverse dispozitive de sprijin Planul general pentru construcția de echipamente speciale de procesare cu laser și echipamente de tăiere cu plasmă, precum și linii de producție automate și fabrici inteligente.
