فناوری تمیز کردن لیزر، کاربرد موفق فناوری لیزر در زمینه مهندسی است. اصل اساسی آن استفاده از چگالی انرژی بالای لیزر برای تعامل با آلاینده های متصل به پایه قطعه کار برای ایجاد انبساط حرارتی آنی، ذوب، تبخیر گاز و غیره است. آلاینده ها از پایه قطعه کار جدا می شوند. فن آوری تمیز کردن لیزر دارای ویژگی های راندمان بالا، حفاظت از محیط زیست و صرفه جویی در انرژی است و با موفقیت در تمیز کردن قالب تایر، حذف رنگ بدنه هواپیما، بازسازی آثار فرهنگی و سایر زمینه ها استفاده شده است.
فن آوری تمیز کردن سنتی شامل تمیز کردن اصطکاکی مکانیکی (سندبلاست، تمیز کردن با تفنگ آب با فشار بالا و غیره)، تمیز کردن با خوردگی شیمیایی، تمیز کردن اولتراسونیک، تمیز کردن یخ خشک و غیره است. از طریق انتخاب ساینده با سختی های مختلف می توان لکه های گلدوزی فلزی، سوراخ های سطح فلزی، پوشش همسان روی سطح برد مدار و غیره را تمیز کرد. فناوری تمیز کردن خوردگی شیمیایی به طور گسترده در تمیز کردن مقیاس روغن سطح تجهیزات، تمیز کردن مقیاس دیگ بخار، تمیز کردن خط لوله نفت استفاده می شود. و زمینه های دیگر اگرچه این فن آوری های تمیز کردن توسعه یافته و بالغ شده اند، اما هنوز مشکلاتی وجود دارد، از جمله تمیز کردن سندبلاست که به راحتی به سطح تحت درمان آسیب می رساند، تمیز کردن خوردگی شیمیایی باعث آلودگی محیط زیست می شود و درمان نادرست منجر به خوردگی سطح تمیز می شود.
ظهور تکنولوژی تمیز کردن لیزر انقلابی در تکنولوژی تمیز کردن است. فناوری تمیز کردن لیزر از مزایای لیزر مانند چگالی انرژی بالا، دقت بالا و انتقال کارآمد بهره می برد. در مقایسه با تکنولوژی تمیز کردن سنتی، مزایای آشکاری در کارایی تمیز کردن، دقت تمیز کردن، محل تمیز کردن و غیره دارد و می تواند به طور موثر از مشکلات ناشی از فن آوری های تمیز کردن مانند تمیز کردن خوردگی شیمیایی جلوگیری کند. آلودگی محیط زیستی ایجاد می کند و به بستر آسیب نمی رساند.
اصل تمیز کردن لیزر
پس تمیز کردن با لیزر چیست؟ تمیز کردن لیزری فرآیند حذف مواد از سطوح جامد (یا گاهی اوقات مایع) از طریق قرار گرفتن در معرض پرتو لیزر است. در فلوانس کم لیزر، ماده توسط انرژی جذب شده لیزر گرم شده و تبخیر یا تعالی می شود. در شار لیزری بالا، ماده اغلب به پلاسما تبدیل می شود. به طور معمول، تمیز کردن لیزر شامل حذف مواد با لیزر پالسی است، اما اگر شدت لیزر به اندازه کافی بالا باشد، می توان از پرتو لیزر موج پیوسته برای برداشتن مواد استفاده کرد. لیزرهای اکسایمر عمیق فرابنفش عمدتاً برای فوتوابلیشن استفاده می شود. طول موج لیزر مورد استفاده برای photoablation تقریبا 200 نانومتر است. عمق جذب انرژی لیزر و مقدار ماده حذف شده توسط یک پالس لیزر به خواص نوری ماده و همچنین طول موج لیزر و طول پالس بستگی دارد. جرم کل حذف شده از هدف در هر پالس لیزر اغلب به عنوان نرخ فرسایش نامیده می شود. ویژگی های تابش لیزر مانند پرتو لیزر، سرعت اسکن و پوشش خط اسکن می تواند به طور قابل توجهی بر روند فرسایش تأثیر بگذارد.
کاربرد تکنولوژی تمیز کردن لیزر
(1) میدان نیمه هادی
ویفرهای نیمه هادی و بسترهای نوری در فرآیند فرآوری فرآیند مشابهی دارند، یعنی مواد اولیه به شکل برش، آسیاب و غیره به شکل مورد نیاز فرآوری می شود که در این فرآیند آلاینده های ذرات معلق وارد می شود که به سختی حذف می شوند. و تکرار آلودگی یک مشکل جدی است. آلاینده های روی سطح ویفرهای نیمه هادی بر کیفیت چاپ صفحه مدار تأثیر می گذارد و در نتیجه طول عمر تراشه های نیمه هادی را کاهش می دهد. آلاینده‌های سطح زیرلایه نوری بر کیفیت دستگاه نوری و پوشش تأثیر می‌گذارد که ممکن است منجر به انرژی ناهموار و کاهش عمر مفید شود. از آنجایی که خشکشویی با لیزر به راحتی باعث آسیب سطحی زیرلایه می شود، از این روش تمیز کردن به ندرت در تمیز کردن ویفرهای نیمه هادی و بسترهای نوری استفاده می شود و تمیز کردن مرطوب لیزری و تمیز کردن با امواج شوک لیزری- پلاسما کاربردهای موفق تری در این زمینه دارند. برخی از محققان رسوب مینای مخصوص سطح میکرون را بر روی سطح بستر نوری فوق العاده صاف به عنوان یک فیلم دی الکتریک مطالعه کردند و سپس از لیزر پالسی برای تمیز کردن آن استفاده کردند و اثر تمیز کنندگی خوبی داشت. اگرچه ذرات ناخالصی در واحد سطح افزایش یافت، اما اندازه ذرات ناخالصی و سطح پوشش هر دو به طور قابل توجهی کاهش یافتند. این روش می تواند به طور موثر ذرات آلاینده در سطح میکرون را بر روی سطح بستر نوری فوق العاده صاف تمیز کند.
(2) زمینه مواد فلزی
در مقایسه با تمیز کردن ویفرهای نیمه هادی و بسترهای نوری، تمیز کردن آلاینده های روی سطح مواد فلزی در دسته ماکرو قرار می گیرد. آلاینده های موجود در سطح مواد فلزی عمدتاً لایه اکسیدی (لایه زنگ)، لایه رنگ، پوشش، سایر ملحقات و ... می باشد که با توجه به نوع آلاینده ها می توان آنها را به آلاینده های آلی (مانند لایه رنگ، پوشش) و ... تقسیم کرد. آلاینده های غیر آلی (مانند لایه زنگ). تمیز کردن آلاینده ها بر روی سطح مواد فلزی عمدتاً برای برآوردن نیازهای پردازش یا استفاده بعدی است. به عنوان مثال، لایه اکسیدی با ضخامت حدود 10 میکرومتر روی سطح قطعات آلیاژ تیتانیوم باید قبل از جوشکاری برداشته شود و پوشش اصلی رنگ روی سطح پوست باید در طول تعمیرات اساسی هواپیما از بین برود تا سمپاشی مجدد تسهیل شود. قالب تایر لاستیکی باید به طور مرتب تمیز شود تا از تمیزی سطح اطمینان حاصل شود و از کیفیت تولید و عمر قالب اطمینان حاصل شود. آستانه آسیب مواد فلزی بالاتر از آستانه پاکسازی لیزری آلاینده های سطح آن است و با انتخاب لیزر قدرتمند مناسب که در برخی زمینه ها بالغ شده است، می توان به اثر پاک کنندگی بهتری دست یافت.
(3) زمینه آثار فرهنگی
آثار فرهنگی فلزی و آثار فرهنگی سنگی به دلیل قدمت طولانی خود دارای آلودگی هایی مانند گرد و غبار و لکه جوهر بر روی سطوح خود خواهند بود. این آلودگی ها برای احیای آثار فرهنگی باید پاکسازی شوند. وقتی کاغذهایی مانند خوشنویسی و نقاشی به درستی نگهداری نشود، کپک روی سطح رشد می کند و پلاک ایجاد می کند. این پلاک‌ها ظاهر اصلی کاغذ را به‌ویژه برای کاغذهایی که ارزش فرهنگی یا تاریخی بالایی دارند، به‌طور جدی تحت تأثیر قرار می‌دهند که بر قدردانی و حفاظت از آن تأثیر می‌گذارد. برخی از محققان امکان تمیز کردن پلاک‌های قالب بر روی کاغذ برنج را با لیزر UV مورد مطالعه قرار دادند. نتایج آزمایش نشان داد که با استفاده از لیزر با چگالی انرژی 3.2 J/mm2 برای اسکن پلاک های نازک می توان پلاک های نازک را یک بار و دو بار برای از بین بردن پلاک ها اسکن کرد. تمیز است، اما اگر انرژی لیزر استفاده شده خیلی زیاد باشد، ضمن از بین بردن پلاک، به کاغذ برنج آسیب می رساند.
سوراخ شدن
فناوری تمیز کردن لیزر یک فناوری نسبتاً پیشرفته است که چشم‌انداز تحقیقات و کاربرد گسترده‌ای در هوافضا، تجهیزات نظامی، الکترونیک و سایر زمینه‌های پیشرفته دارد. در حال حاضر، فناوری تمیز کردن لیزر در برخی زمینه ها بالغ شده است، به لطف راندمان بالا، سازگار با محیط زیست، اثر تمیز کنندگی خوب و سایر ویژگی ها، زمینه کاربرد آن نیز به تدریج در حال گسترش است. توسعه فناوری تمیز کردن لیزر نه تنها در زمینه حذف رنگ، زدودن زنگ و سایر کاربردها به بلوغ رسیده است، بلکه گزارش‌هایی مبنی بر استفاده از لیزر برای تمیز کردن لایه اکسید روی سطح سیم در سال‌های اخیر وجود دارد. گسترش و کاربرد زمینه های موجود و زمینه های جدید، مبنای توسعه فناوری پاکسازی لیزری است. تحقیق و توسعه تجهیزات جدید تمیز کردن لیزر و توسعه تجهیزات تمیز کردن لیزر جدید متمایز خواهد شد و عملکردهای مختلفی را توسعه می دهد. در آینده با همکاری ربات های صنعتی می توان به پاکسازی لیزری تمام اتوماتیک نیز دست یافت.
لیزر گوشنگ، به عنوان تولید کننده مبدل فرکانس، متعهد به ارائه راه حل های تمیزکننده با کیفیت، استاندارد و با راندمان بالا، همراه با خدمات جامع به مشتریان است. اگر علاقه مند به کسب اطلاعات بیشتر در مورد مبدل فرکانس و کاربردهای آن هستید، لطفاً با ما در bob@gshenglaser.com تماس بگیرید.