激光清洗技術(shù)是利用納秒或皮秒級(jí)的脈沖激光輻照待清洗的工件表面,使得工件表面在瞬間吸收聚焦的激光能量,形成急劇膨脹的等離子體(高度電離的不穩(wěn)定氣體),使其表面的油污、銹斑、粉塵渣、涂層、氧化層或膜層等發(fā)生氣化或剝離,從而地清除表面附著物的清潔方式。
適用基材
在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域,激光清洗對(duì)象分為基材和清洗物兩部分,基材主要有各種金屬、半導(dǎo)體晶片、陶瓷、磁性材料、塑料和光學(xué)部件等材料的表面污染層,清洗物主要包括面向工業(yè)領(lǐng)域的除銹、除漆、除油污、除膜層/氧化層及清理樹脂、膠、粉塵渣等廣泛應(yīng)用需求。
激光清洗的優(yōu)勢(shì)
目前在清洗行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用的清洗方法包括機(jī)械清洗法、化學(xué)清洗法和超聲波清洗法,但在環(huán)境保護(hù)約束和高精細(xì)市場(chǎng)的要求下,其應(yīng)用受到很大的限制。而激光清洗機(jī)在各行業(yè)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)明顯。
1)自動(dòng)化流水線:激光清洗機(jī)可通過與數(shù)控機(jī)床或機(jī)器人進(jìn)行集成,實(shí)施遠(yuǎn)程操控清洗,可實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自動(dòng)化,形成產(chǎn)品流水線作業(yè),智能化操作。
2)定位:使用光纖傳輸引導(dǎo)激光使其具備柔性化能力,通過內(nèi)置掃描振鏡控制光斑進(jìn)行高速運(yùn)動(dòng),便于對(duì)異形件、孔、溝槽等傳統(tǒng)清洗方式難以到達(dá)的旮旯部位進(jìn)行非接觸式地激光清洗處理。
3)無損傷:短時(shí)間的沖擊并不會(huì)使金屬表面加溫,對(duì)基材無損傷。
4)穩(wěn)定性好:激光清洗機(jī)采用的脈沖激光器擁有超長的使用壽命,通常使用壽命時(shí)長可達(dá)100000小時(shí),質(zhì)量穩(wěn)定,可靠性好。
5)無環(huán)境污染:無需化學(xué)清洗藥劑不產(chǎn)生清洗廢液,激光清洗過程中產(chǎn)生的污染物微粒和氣體可以簡(jiǎn)單的通過便攜式抽風(fēng)機(jī)進(jìn)行廢料收集和凈化處理,避免造成環(huán)境污染。
6)維護(hù)成本低:激光清洗機(jī)使用過程中無耗材消耗,運(yùn)行成本低,后期只需對(duì)鏡片定期清洗或更換,保養(yǎng)成本低,接近免維護(hù)。
應(yīng)用行業(yè)
激光清洗典型應(yīng)用包括:模具清洗,工業(yè)除銹、除舊漆及膜層,焊前預(yù)處理及焊后處理,精密零件的除酯,電子元件的去污除氧化層,文物清洗等。廣泛應(yīng)用于冶金、模具、汽車、五金工具、交通運(yùn)輸、建筑家電、機(jī)械等行業(yè)。
過去,清洗風(fēng)力渦輪傳動(dòng)裝置、火車頭模塊與車體、輪船與船用發(fā)動(dòng)機(jī)等大型、重型部件時(shí),用戶通常需要使用昂貴的超大型清洗設(shè)備。EcoCSteam為此類應(yīng)用開辟了清洗質(zhì)量好、成本效率高的全新思路。清洗汽缸頭、外殼、沖壓件等機(jī)械部件時(shí),該系統(tǒng)能夠取得良好的效果。此外,該系統(tǒng)同樣適用于清洗儲(chǔ)液罐、合成部件、型材,并能在噴涂或涂層前對(duì)金屬與塑料部件進(jìn)行清洗。與傳統(tǒng)解決方案相比,EcoCSteam清洗質(zhì)量更佳,周期時(shí)間更短,這在汽車行業(yè)內(nèi)外的各類應(yīng)用中得到充分印證。創(chuàng)新型蒸汽生成技術(shù)確保工藝可靠性由DürrEcoclean與該領(lǐng)域多名專家共同開發(fā)的全新蒸汽發(fā)生方法是保證EcoCSteam工藝有效性的關(guān)鍵因素。該技術(shù)采用“穿流”水加熱原理,將加壓水送經(jīng)包含加圈的管道系統(tǒng)。根據(jù)不同的清洗任務(wù),EcoCSteam系統(tǒng)可以將水加熱至135至280℃,將水轉(zhuǎn)化為蒸汽,再通過管道將蒸汽泵送至清洗噴嘴。
與傳統(tǒng)的鍋爐系統(tǒng)不同,穿流蒸汽發(fā)生方法可以確保蒸汽量與質(zhì)量保持恒定,為清洗任務(wù)提供穩(wěn)定的蒸汽特性。通過可編程邏輯控制器(PLC),EcoCSteam系統(tǒng)可以調(diào)節(jié)加熱功率以及水和蒸汽的流量,并且對(duì)這些參數(shù)持續(xù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與控制。
蒸汽與空氣相互作用,確保的清洗效果。得益于飽和蒸汽與高速氣流的相互作用,該系統(tǒng)具有的清洗性能。蒸汽射流一離開噴嘴,就被加速至速度的熱空氣團(tuán)團(tuán)圍住,可以直接集中作用于需要清洗的表面。的空氣流速與蒸汽特性相結(jié)合,可以有效防止這兩種介質(zhì)相混合。
為了達(dá)到清洗效果,該系統(tǒng)可以根據(jù)清洗任務(wù)或具體污染物類型控制蒸汽中的含水量。比如清除油污時(shí),系統(tǒng)將使用濕蒸汽改變油的粘度,先將油霧化為超精細(xì)的油滴,然后再使用氣流將其與顆粒類污染物一起吹除部件表面。此外,高速氣流還具有干燥功能。
激光清洗傳統(tǒng)清洗產(chǎn)業(yè)有各種各樣的清洗方式,多是利用化學(xué)藥劑和機(jī)械方法進(jìn)行清洗。在我國環(huán)境保護(hù)法規(guī)要求越來越嚴(yán)格、人們環(huán)保和意識(shí)日益增強(qiáng)的今天,產(chǎn)業(yè)出產(chǎn)清洗中可以使用的化學(xué)藥品種類將變得越來越少。清洗一直是產(chǎn)業(yè)出產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中的一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和物質(zhì)生活水平的進(jìn)步,傳統(tǒng)的清洗方法包括機(jī)械清洗發(fā),化學(xué)清洗發(fā)和超聲波清洗發(fā)正面對(duì)嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。這是由于傳統(tǒng)的清洗技術(shù)主要通過溶解、化學(xué)反應(yīng)或事假機(jī)械力等手段來清除表面的污染物質(zhì),因此對(duì)于一些清潔度要求高(如清洗次微米級(jí)污粒)的零件來說存在一定難題;另一方面,傳統(tǒng)的清洗技術(shù)輕易導(dǎo)致二次污染,增加了清洗的復(fù)雜程度。
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題目。而激光清洗具有無研磨、非接觸、無熱效應(yīng)和合用于各種材質(zhì)的物體等清洗特點(diǎn),被以為是最可靠、最有效的解決辦法。同時(shí),激光清洗可以解決采用傳統(tǒng)清洗方式無法解決的題目。
