与传统的清洗方式(如机械摩擦、化学腐蚀和高频超声波等)相比,激光清洗可以实现全自动化操作。具有工作效率高、成本低、对环境无污染、对基材无损伤、材料适用范围广等优点。完全符合绿色环保的加工理念,是目前最可靠、最有效的清洗方式。虽然目前激光清洗还没有完全替代传统的清洗方式,但随着制造业节能减排等国家环保意识的增强,激光清洗将以其独特的优势逐步走进人们的生活。 激光清洗的应用 激光清洗作为工业生产中的第一道加工工序,不仅可以有效去除锈蚀和污染物,还能在基材表面引起化学反应,形成保护层,防止基材再次生锈,提高其耐腐蚀性能。 .目前,激光清洗技术已应用于军工、工业生产、微电子、文物保护和医疗等各个领域。 在工业生产领域,机械设备长期服役,零部件表面积累了大量油污、废漆层、锈蚀和积碳。大大提高了清除积碳的效果和焊接过程的质量。可高效清除不同基材表面积碳,减少焊接缺陷,提高材料的可焊性;同时也可以节省企业的生产成本。提高企业的生产效率。 在微电子加工领域,聚酰亚胺是一种用于电子元件封装薄膜内部连接结构的介电材料。使用波长为 248 和 193 nm 的准分子激光器可以有效地剥离有机聚合物,防止 Pd 和 TiCrW 对聚酰胺的影响。亚胺污染。在电路板清洗中,KrF激光器应用广泛,脉冲能量为300mJ,脉冲宽度为20ns,频率为1Hz,可以清洗电路板表面的钝化膜。 精密机械行业经常需要去除零件中用于润滑和耐腐蚀的酯类和矿物油,通常采用化学方法,而化学清洗往往会留下残留物。激光脱酯可以完全去除酯类和矿物油,而不会损坏零件表面。污染物的去除是通过冲击波完成的,冲击波是由零件表面的薄氧化层爆炸气化形成的,导致污染物去除而不是机械相互作用。该材料经过彻底脱酯处理,可用于清洁航空航天工业中的机械部件。激光清洗也可用于机械零件加工中的油和酯的去除。 在医疗方面,激光清洗已被用于清洗纹身和眉毛的领域。以往使用化学清洗或一次性纹身覆盖,不仅不能彻底去除色素,还会留下疤痕,甚至危害健康;将激光应用于患处,利用激光传递的能量快速粉碎色素颗粒并穿过皮肤。脱皮、吞噬等代谢方法去除纹身色素,激光清洗效果好,不伤害患者皮肤。 文物、工艺品和建筑物的激光清洗已得到广泛应用。在欧洲,人们清理了各种建筑物,例如波兰的烈士陵墓和伦敦的西行政宫。使用KrF准分子激光,可以用波长为1.06nm的激光有效清洁石雕和其他工艺品(如石灰石、大理石和骨头)的污垢,对文物本身没有损害。虽然激光清洗技术的应用效果很可靠,但并不是所有的文物都可以用激光清洗,比如五颜六色的工艺品,因为不同的颜色对激光的吸收光谱不同,导致吸收能量不同,所以能量高的部分吸收会受损。 有学者将激光清洗技术与食品工业相结合,利用YAG纳秒脉冲激光对不同加工条件下304不锈钢板上的食品加工残渣进行清洗。激光清洗餐具的过程可以减少清洗时间,减少有毒废物的使用,降低操作人员在此过程中的职业风险。 激光清洗技术被广泛应用于武器维护。激光清洗系统可以高效、快速地去除铁锈和污染物,并且可以选择去除部位,实现清洗的自动化。采用激光清洗,不仅清洁度高于化学清洗工艺,而且对物体表面几乎没有损伤。通过设定不同的参数,还可以在金属物体表面形成中空氧化保护膜或金属熔化层,以提高表面强度和耐腐蚀性。激光清除的废物基本不污染环境,还可以远程操作,有效减少对操作人员的健康伤害。 激光清洗技术的现状与未来发展 目前,我国制造业大而不强,缺乏核心技术,特别是在表面处理技术领域。现代智能制造的发展,需要以表面处理技术为基石,采用先进的工艺方法来实现填充和替代。这是我国制造业在由大转强过程中面临的重要挑战。 激光清洗技术作为现代绿色清洗技术,是新时代工业发展的产物。具有省时、省力、不损坏基材、不污染环境等优点。
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