Goi-mailako fabrikazioak eta energia-kontserbazioak eta isurketak murrizteak gero eta premia handiagoa dute prozesu aurreratuenak.Gainazaleko industria-tratamenduari dagokionez, premiazkoa da teknologia eta prozesuen berritze integrala.Garbiketa industrialeko prozesu tradizionalek, hala nola marruskadura garbiketa mekanikoa, korrosio kimikoaren garbiketa, eragin handiko garbiketa, maiztasun handiko ultrasoinuen garbiketa, garbiketa-ziklo luzeak izateaz gain, automatizatzen zailak dira, ingurumenean eragin kaltegarriak dituzte eta ez dute lortzen. nahi duzun garbiketa-efektua.Ezin ditu ondo bete prozesamendu finaren beharrak.
Zehaztasun Laser Garbiketa Makinak: Garbiketa Industrialean Disruptors
Hala ere, ingurumenaren babesaren, eraginkortasun handiko eta doitasun handikoaren arteko kontraesan gero eta nabarmenagoak direnez, garbiketa industrialaren metodo tradizionalak zalantzan jartzen dira.Aldi berean, ingurumena babesteko eta piezetarako egokiak diren hainbat garbiketa teknologia sortu dira ultra akabera arloan, eta laser bidezko garbiketa teknologia horietako bat da.
Laser garbiketa kontzeptua
Laser garbiketa teknologia bat da, fokatutako laser bat erabiltzen duen material baten gainazalean jarduteko, gainazaleko kutsatzaileak azkar lurrundu edo kentzeko, materialaren gainazala garbitzeko.Garbiketa fisiko edo kimikoko metodo tradizionalekin alderatuta, laser bidezko garbiketak ez du kontakturik, kontsumigarririk, kutsadurarik, doitasun handiko, kalterik edo kalte txikirik gabeko ezaugarriak ditu, eta aukera ezin hobea da industria-garbiketa teknologiaren belaunaldi berri baterako.
Laser garbiketa-makinen funtzionamendu-printzipioa
Laser garbiketa makinaren printzipioa konplikatuagoa da, eta prozesu fisikoak eta kimikoak izan ditzake.Kasu askotan, prozesu fisikoak dira prozesu nagusia, erreakzio kimiko batzuekin batera.Prozesu nagusiak hiru kategoriatan sailka daitezke, gasifikazio-prozesua, talka-prozesua eta oszilazio-prozesua barne.
Gasifikazio Prozesua
Energia handiko laserra materialaren gainazalean irradiatzen denean, gainazalak laser energia xurgatzen du eta barne-energia bihurtzen du, horrela gainazaleko tenperatura azkar igo eta materialaren lurruntze-tenperaturatik gora iristen da, kutsatzaileak izan daitezen. materialaren gainazaletik lurrun moduan bereizita.Lurruntze selektiboa gainazaleko kutsatzaileen laser argiaren xurgapen-tasa substratuarena baino nabarmen handiagoa denean gertatzen da normalean.Aplikazio kasu tipiko bat harrizko gainazaleko zikinkeria garbitzea da.Beheko irudian ikusten den bezala, harriaren gainazalean dauden kutsatzaileek laserra xurgatzen dute eta azkar lurruntzen dira.Kutsatzaileak kentzen direnean eta laserra harriaren gainazalean irradiatzen denean, xurgapena ahula da, laser energia gehiago barreiatzen da harriaren gainazalean, harriaren gainazaleko tenperatura aldaketa txikia da eta harriaren gainazala kalteetatik babestuta dago.
Oinarritutako prozesu kimiko tipikoa gertatzen da banda ultramoreko laser bat kutsatzaile organikoak garbitzeko erabiltzen denean, laser ablazioa deritzona.Laser ultramoreek uhin-luzera laburrak eta fotoi-energia handia dute.Esate baterako, KrF exzimer laserrek 248 nm-ko uhin-luzera dute eta 5 eV-ko fotoi-energia, hau da, CO2 laser fotoiaren energia baino 40 aldiz handiagoa (0,12 eV).Hain fotoi-energia altua nahikoa da materia organikoaren lotura molekularrak suntsitzeko, eta, beraz, kutsatzaile organikoetan CC, CH, CO eta abar hausten dira laserren fotoi-energia xurgatu ondoren, pirolisiaren gasifikazioa eta gainazaletik kentzea eraginez.
Shock Prozesua
Talk-prozesua laser eta materialaren arteko elkarrekintzan gertatzen diren erreakzio-multzo bat da, eta, ondoren, talka-uhin bat sortzen da materialaren gainazalean.Talk-uhinaren eraginez, gainazaleko kutsatzaileak hautsi egiten dira eta gainazaletik hauts edo hondakinak bihurtzen dira.Talk-uhinak eragiten dituzten mekanismo asko daude, besteak beste, plasma, lurruna eta hedapen eta uzkurtze termiko azkarra.Plasma talka-uhinak adibide gisa erabiliz, labur-labur uler daiteke laser-garbiketako shock-prozesuak gainazaleko kutsatzaileak nola kentzen dituen.Pultsu-zabalera ultralaburra (ns) eta gailur-potentzia ultra-altuko (107-1010 W/cm2) laserrak aplikatuta, gainazaleko tenperatura nabarmen igoko da nahiz eta gainazalak arinki laserra xurgatzen duen, lurruntze-tenperatura berehala iritsiz.Goian, lurruna materialaren gainazalaren gainean eratu zen, hurrengo irudiko (a) atalean ageri den bezala.Lurrunaren tenperatura 104 – 105 K-ra irits daiteke, eta horrek lurruna bera edo inguruko airea ioniza dezake plasma bat sortzeko.Plasmak laserra materialaren gainazalera hel ez dadin blokeatuko du, eta materialaren gainazalaren lurrunketa gelditu egin daiteke, baina plasmak laser energia xurgatzen jarraituko du eta tenperaturak gora egiten jarraituko du, egoera lokalizatu bat osatuz. tenperatura ultra-altuak eta presio handikoak, materialaren gainazalean 1-100 kbar berehala sortzen dituena.Inpaktua materialaren barrualdera eramaten da pixkanaka, beheko (b) eta (c) irudietan ikusten den bezala.Talk-uhinaren eraginez, gainazaleko kutsatzaileak hauts, partikula edo zati txikitan zatitzen dira.Laserra irradiazio-posiziotik urruntzen denean, plasma desagertu egiten da eta presio negatiboa sortzen da lokalean, eta kutsatzaileen partikulak edo hondakinak gainazaletik kentzen dira, beheko (d) irudian ikusten den moduan.
Oszilazio-prozesua
Pultsu laburren eraginez, materiala berotzeko eta hozteko prozesuak oso azkarrak dira.Material ezberdinek hedapen termiko koefiziente desberdinak dituztenez, pultsu laburreko laserraren irradiaziopean, gainazaleko kutsatzaileak eta substratuak maiztasun handiko hedapen termikoa eta gradu ezberdinetako uzkurdura jasango dituzte, oszilazioa eraginez, eta kutsatzaileak gainazala zuritu egingo dira. materiala.Esfoliazio prozesu honetan, baliteke materialaren lurruntzerik ez gertatzea eta plasma ez sortzea.Horren ordez, kutsatzailearen eta substratuaren interfazean oszilazioaren eraginez sortutako ebakidura-indarrak kutsatzailearen eta substratuaren arteko lotura suntsitzen du..Ikerketek erakutsi dute laserren angelua apur bat handitzen denean, laserren eta partikulen kutsaduraren eta substratuaren interfazearen arteko kontaktua handitu daitekeela, laser garbiketaren atalasea murriztu daitekeela, oszilazio efektua nabariagoa dela eta garbiketa eraginkortasuna handiagoa da.Hala ere, intzidentzia-angeluak ez luke handiegia izan behar.Intzidente angelu handiegiak materialaren gainazalean eragiten duen energia-dentsitatea murriztuko du eta laserren garbiketa-gaitasuna ahulduko du.
Laser garbitzaileen industria aplikazioak
Moldeen Industria
Laser garbitzaileak moldearen ukipenik gabeko garbiketaz jabetu daiteke, moldearen gainazalerako oso segurua dena, bere zehaztasuna berma dezake eta garbiketa metodo tradizionalez kendu ezin diren mikromikro azpiko zikinkeria partikulak garbi ditzake, horrela. benetan kutsadurarik gabeko garbiketa, eraginkorra eta kalitate handikoa lortzeko.
Doitasun Tresnen Industria
Doitasun-makineria-industriak maiz kendu behar ditu piezen lubrifikaziorako eta korrosioarekiko erresistentziarako erabiltzen diren esterrak eta olio mineralak, normalean kimikoki, eta garbiketa kimikoak sarritan hondakinak uzten ditu.Laser deesterifikazioak esterrak eta olio mineralak guztiz ken ditzake piezen gainazala kaltetu gabe.Laserrak piezaren gainazaleko oxido geruza mehearen gasifikazio lehergarria sustatzen du talka-uhin bat eratzeko, eta horrek interakzio mekanikoa baino gehiago kutsatzaileak kentzen ditu.
Trenbide industria
Gaur egun, errailen aurretiko soldadura garbiketa guztiek artezteko gurpilak eta uhal urratzaileak artezteko motako garbiketa hartzen dute, substratuari kalte larriak eta hondar estres larriak eragiten dituena, eta urtero artezteko gurpilen kontsumigarri asko kontsumitzen ditu, garestia eta larria eragiten duena. hautsaren kutsadura ingurumena.Laser garbiketak kalitate handiko eta eraginkorra berde garbiketa teknologia eskain dezake nire herrialdeko abiadura handiko trenbide-ibilbideen ekoizpenerako, goiko arazoak konpondu, soldadura-akatsak ezabatu, hala nola trenbide-zulorik gabeko eta puntu grisak, eta nire herrialdeko goi-mailako egonkortasuna eta segurtasuna hobetu. -abiadura trenbidearen ustiapena.
Abiazio-industria
Hegazkinaren gainazala berriro margotu behar da denbora-tarte jakin baten ondoren, baina jatorrizko pintura zaharra guztiz kendu behar da margotu aurretik.Beratze/garbiketa kimikoa da pintura kentzeko metodo nagusia abiazio arloan.Metodo honek hondakin kimiko laguntzaile kopuru handia sortzen du, eta ezinezkoa da tokiko mantentze-lanak eta pintura kentzea.Prozesu hau lan karga handia da eta osasunarentzat kaltegarria da.Laser bidezko garbiketak kalitate handiko pintura kentzea ahalbidetzen du hegazkinen azaleko gainazaletan eta erraz automatizatzen da ekoizpenerako.Gaur egun, laser garbiketa teknologia goi mailako modelo batzuen mantentze-lanetan aplikatu da.
Ontzien Industria
Gaur egun, ontzien aurre-ekoizpenaren garbiketak harea leherketa metodoa hartzen du batez ere.Hondar-leherketa metodoak hautsaren kutsadura larria eragin du inguruko ingurunean eta pixkanaka debekatu egin da, eta ondorioz ontzi-fabrikatzaileek ekoizpena murriztea edo are etetea da.Laser garbiketa teknologiak ontzien gainazaletan korrosioaren aurkako ihinztadurarako garbiketa irtenbide berdea eta kutsadurarik gabekoa eskainiko du.
Armagintza
Laser garbiketa teknologia oso erabilia izan da armen mantentze lanetan.Laser garbiketa sistemak herdoila eta kutsatzaileak modu eraginkorrean eta azkar ken ditzake, eta garbiketa zatia hauta dezake garbiketaren automatizazioaz jabetzeko.Laser garbiketa erabiliz, garbitasuna garbiketa-prozesu kimikoa baino handiagoa izateaz gain, objektuaren gainazalean ia ez du kalterik izan.Parametro desberdinak ezarriz, laser garbiketa-makinak oxidozko babes-film trinko bat edo metal urtze-geruza bat ere sor dezake metalezko objektuen gainazalean, gainazaleko indarra eta korrosioarekiko erresistentzia hobetzeko.Laserrak kentzen dituen hondakinek, funtsean, ez dute ingurumena kutsatzen, eta distantzia luzera ere ustia daiteke, eta horrek eraginkortasunez murrizten du operadorearen osasunerako kalteak.
Eraikinaren kanpoaldea
Gero eta etxe orratz gehiago eraikitzen ari dira, eta kanpoko hormak eraikitzearen garbiketa arazoa gero eta nabarmenagoa da.Laser garbiketa sistemak eraikinen kanpoko hormak ondo garbitzen ditu zuntz optikoen bidez.Gehienez 70 metroko luzera duen soluzioak hainbat kutsatzaile garbi ditzake modu eraginkorrean hainbat harri, metal eta beira, eta bere eraginkortasuna ohiko garbiketarena baino askoz handiagoa da.Eraikinetako hainbat harritako orban beltzak eta orbanak ere kendu ditzake.Eraikinetan eta harrizko monumentuetan laser garbiketa sistemaren garbiketa probak erakusten du laser bidezko garbiketak eragin ona duela antzinako eraikinen itxura babesteko.
Elektronika Industria
Elektronika industriak laserrak erabiltzen ditu oxidoak kentzeko: elektronika industriak zehaztasun handiko deskontaminazioa behar du, eta laser desoxidazioa bereziki egokia da.Osagaien pinak ondo desoxidatu behar dira taula soldatu aurretik, kontaktu elektriko ezin hobea bermatzeko eta pinak ez dira kaltetu behar deskontaminazio prozesuan.Laser garbiketak erabilera-eskakizunak bete ditzake, eta eraginkortasuna oso handia da, eta orratz bakoitzeko laser irradiazio bakarra behar da.
Zentral Nuklearra
Laser garbiketa sistemak zentral nuklearretan erreaktoreen hodiak garbitzeko ere erabiltzen dira.Zuntz optiko bat erabiltzen du erreaktorean potentzia handiko laser izpi bat sartzeko hauts erradioaktiboa zuzenean kentzeko, eta garbitutako materiala erraz garbitzen da.Eta urrutitik funtzionatzen denez, langileen segurtasuna bermatu daiteke.
Laburpen
Gaur egungo manufaktura-industria aurreratua nazioarteko lehiaren gailur nagusi bihurtu da.Laser fabrikazioan sistema aurreratu gisa, laser garbiketa-makinak garapen industrialean aplikazio-balio handia du.Laser garbiketa teknologia indartsu garatzeak garrantzi estrategiko oso garrantzitsua du garapen ekonomiko eta sozialerako.