مقدمة:
هناك العديد من الصناعات والمجالات لتطبيقات التنظيف بالليزر. وفقًا لتصنيف الليزر، يمكن تقسيم التنظيف بالليزر إلى تنظيف ليزر نبضي ومستمر. طرق التنظيف بالليزر المختلفة لها مزاياها. ما هو الفرق بين آلة التنظيف بالليزر المستمر Pulse VS؟ هذه المقالة سوف تعطيك الجواب.
التنظيف المستمر بالليزر
-
مبدأ العمل
أولا، دعونا نفهم مبدأ العمل. يقترن ضوء المضخة المنبعث من مصدر المضخة بوسط الكسب من خلال مرآة. نظرًا لأن وسط الكسب عبارة عن ألياف مخدرة بعناصر أرضية نادرة، يتم امتصاص ضوء المضخة. ويمكن للأيونات الأرضية النادرة التي تمتص طاقة الفوتون أن تولد انتقالًا في مستوى الطاقة وتحقق عكس عدد الجزيئات. تمر الجسيمات المقلوبة عبر الرنان، وتنتقل من الحالة المثارة إلى الحالة الأرضية، وتطلق الطاقة وتشكل مخرجات ليزر مستقرة. أكبر ميزة هي أنه يمكن أن ينبعث الضوء بشكل مستمر.
-
التطبيقات
في تطبيقات التنظيف بالليزر الفعلية، نادرًا ما يتم استخدام ليزر الألياف المستمر. ولكن هناك أيضًا عدد صغير من التطبيقات، مثل بعض الهياكل الفولاذية الكبيرة وخطوط الأنابيب وما إلى ذلك. نظرًا للحجم الكبير وتبديد الحرارة السريع، فإن متطلبات تلف الركيزة ليست عالية، ويمكن اختيار الليزر المستمر.
تنظيف نبض الليزر
-
مبدأ العمل
تستخدم آلة التنظيف بالليزر النبضي أشعة ليزر نبضية عالية الطاقة وعالية التردد لتسخين وتبريد سطح الجسم على الفور. يمكن أن يشكل هذا تدرجًا فوريًا في درجة الحرارة وإجهادًا حراريًا. يتم تقشير الملوثات والأغطية ذات الطبقة الرقيقة من السطح. المبدأ هو توليد درجة حرارة عالية وضغط مرتفع بشكل فوري من خلال تشعيع نبضات الليزر قصير المدى وعالي الطاقة، وتبخر الملوثات أو سحقها بسرعة، وتحقيق تأثيرات التنظيف.
-
التطبيقات
تستخدم آلات التنظيف بالليزر النبضي على نطاق واسع في مختلف الصناعات، مثل صناعة السيارات، والمعدات الإلكترونية، والفضاء، وما إلى ذلك. يمكنها إزالة الملوثات المختلفة مثل الطلاء، والأكاسيد، وما إلى ذلك. يتميز التنظيف بالليزر النبضي بخصائص الطاقة العالية ووقت العمل القصير . لذلك فهو مناسب لتنظيف الأشياء ذات المتطلبات السطحية العالية.
آلة التنظيف بالليزر النبضي مقابل آلة التنظيف بالليزر المستمر
التنظيف بالليزر النبضي والمستمر هما نوعان مختلفان من أنظمة التنظيف بالليزر المستخدمة لإزالة الملوثات أو الأكاسيد من الأسطح المختلفة. وفيما يلي مقارنة بين النوعين:
آلة التنظيف بالليزر النبضي:
- في آلة التنظيف بالليزر النبضي، ينبعث شعاع الليزر في نبضات قصيرة ذات طاقة ذروة عالية. تستمر كل نبضة لمدة قصيرة جدًا، عادةً في نطاق النانو ثانية.
- تمكن الطاقة القصوى العالية لنبض الليزر من إزالة الملوثات من خلال عملية تسمى الاستئصال بالليزر. تعمل طاقة الليزر على تبخير الطبقة السطحية من المادة الملوثة بسرعة، مما يؤدي إلى إخراجها من السطح.
- تعتبر أشعة الليزر النبضية فعالة في إزالة الطبقات الصلبة والسميكة من الملوثات، مثل الصدأ أو الطلاء أو الأكسدة، من الأسطح.
- ويمكن تعديلها لتوفير فترات نبضية مختلفة، وطاقات نبضية، ومعدلات تكرار، مما يسمح بالتحكم الدقيق في عملية التنظيف.
- غالبًا ما يتم استخدام الليزر النبضي في التطبيقات التي تتطلب تدفقًا مكثفًا ومتحكمًا للطاقة لتنظيف السطح بشكل فعال.
- يمكن أن تكون عملية التنظيف باستخدام الليزر النبضي أكثر عدوانية. يمكن أن تؤدي شدة الليزر إلى إتلاف الأسطح الحساسة أو الحساسة إذا لم يتم التحكم فيها بشكل صحيح.
آلة التنظيف بالليزر المستمر:
- في آلة التنظيف بالليزر المستمر، ينبعث شعاع الليزر بشكل مستمر في تيار ثابت دون أي انقطاع أو نبض.
- تعمل أجهزة الليزر المستمرة بمستوى طاقة ثابت، عادة في نطاق واط أو كيلووات، مما يوفر تأثير تنظيف مستدام.
- يتم استخدام شعاع الليزر المستمر لتسخين وتبخير الملوثات الموجودة على السطح، مما يؤدي إلى إزالتها.
- يعد الليزر المستمر فعالاً في مهام التنظيف الخفيفة إلى المتوسطة، مثل إزالة طبقات رقيقة من الأوساخ أو الزيوت أو الطلاءات.
- غالبًا ما يتم استخدامها في التطبيقات التي تتطلب عملية تنظيف أكثر لطفًا وأكثر تحكمًا. هذا يتجنب إتلاف أو تغيير سلامة السطح.
- يمكن أن يوفر الليزر المستمر سرعات معالجة أعلى مقارنة بالليزر النبضي بسبب انبعاثه المستمر.
آلة التنظيف بالليزر المستمر Pulse VS، كيف تختار؟
في ظل نفس ظروف الطاقة، تكون كفاءة التنظيف لليزر النبضي أعلى بكثير من كفاءة الليزر المستمر. وفي الوقت نفسه، يسمح الليزر النبضي بتحكم أفضل في مدخلات الحرارة، مما يمنع ارتفاع درجة الحرارة أو الذوبان الجزئي للركيزة.
الليزر المستمر له ميزة سعرية. يمكن سد الفجوة في الكفاءة مع الليزر النبضي باستخدام أشعة الليزر عالية الطاقة. ومع ذلك، فإن المدخلات الحرارية للضوء عالي الطاقة تكون أكبر، وسيزداد الضرر الذي يلحق بالركيزة أيضًا.
ولذلك، هناك فرق جوهري بين الاثنين في التطبيقات. بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب دقة عالية، يجب اختيار رقابة صارمة على ارتفاع درجة حرارة الركيزة، والركائز غير المدمرة، مثل القوالب، والليزر النبضي. بالنسبة لبعض الهياكل الفولاذية الكبيرة، وخطوط الأنابيب، يمكن استخدام الليزر المستمر. حجمها الكبير وتبديد الحرارة السريع، ومتطلبات الضرر الذي يلحق بالمادة الأساسية ليست عالية.
معلمات التحسين والتحليل الهيكلي
1. مقارنة ظروف التنظيف العيانية
أ. تظهر نتائج المعلمات المثلى لتنظيف طبقة الطلاء على سطح سبائك الألومنيوم مع الضوء النبضي في الشكل 5أ. تظهر نتائج المعلمات المثلى لتنظيف طبقة الطلاء على سطح سبائك الألومنيوم مع الضوء المستمر في الشكل 5ب.
بعد التنظيف بالضوء النبضي، تتم إزالة طبقة الطلاء الموجودة على سطح العينة بالكامل. يظهر سطح العينة باللون الأبيض المعدني، ولا يوجد أي ضرر تقريبًا على الركيزة للعينة. وبعد التنظيف بالضوء المستمر، تمت إزالة طبقة الطلاء الموجودة على سطح العينة بالكامل. لكن سطح العينة ظهر باللون الرمادي والأسود، وأظهرت الركيزة أيضًا ذوبانًا دقيقًا. لذلك، فإن استخدام الضوء المستمر من المرجح أن يسبب ضررًا للركيزة أكثر من الضوء النبضي.
ب. تظهر نتائج المعلمات المثلى لتنظيف طبقة الطلاء على سطح الفولاذ الكربوني مع الضوء النبضي في الشكل 5ج. تظهر نتائج المعلمات المثلى لتنظيف طبقة الطلاء على سطح الفولاذ الكربوني مع الضوء المستمر في الشكل 5 د.
بعد التنظيف بالضوء النبضي، تتم إزالة طبقة الطلاء الموجودة على سطح العينة بالكامل. يظهر سطح العينة باللون الرمادي والأسود، ويكون الضرر الذي يلحق بركيزة العينة صغيرًا. وبعد التنظيف بالضوء المستمر، تتم أيضًا إزالة طبقة الطلاء الموجودة على سطح العينة تمامًا، ولكن يصبح سطح العينة أسود داكنًا. يمكن أن نرى بشكل حدسي أن هناك ظاهرة إعادة ذوبان كبيرة على سطح العينة. لذلك، فإن استخدام الضوء المستمر من المرجح أن يسبب ضررًا للركيزة أكثر من الضوء النبضي.
2. المقارنة المورفولوجية المجهرية
من الشكل 6أ، يمكن ملاحظة أنه بعد تنظيف طبقة الطلاء على سطح سبائك الألومنيوم بالضوء النبضي، تمت إزالة الطلاء الموجود على سطح العينة بالكامل. ويكون هناك ضرر بسيط على سطح العينة بدون خطوط الليزر. أثناء استخدام الضوء المستمر لتنظيف سطح العينة، تتم أيضًا إزالة الطلاء بالكامل كما هو موضح في الشكل 6ب. ولكن تظهر خطوط خطيرة من إعادة الصهر والليزر على سطح العينة.
من الشكل 6ج، يمكن ملاحظة أنه بعد تنظيف طبقة الطلاء على سطح الفولاذ الكربوني بالضوء النبضي. تمت إزالة الطلاء الموجود على سطح العينة بالكامل، وأصبح سطح العينة ناعمًا نسبيًا بعد التنظيف مع القليل من الضرر. ومع ذلك، يتم تنظيف سطح العينة بالضوء المستمر كما هو موضح في الشكل 6د، ويتم إزالة الطلاء بالكامل. ولكن سطح العينة لديه ظاهرة إعادة ذوبان خطيرة، وسطح العينة غير مستوي.
خاتمة:
يعتمد الاختيار بين آلة التنظيف بالليزر النبضي والمستمر على عدة عوامل. يتضمن ذلك نوع الملوثات وسمكها، والمواد التي يتم تنظيفها، وسرعة التنظيف المطلوبة، وحساسية السطح. من المهم أخذ هذه العوامل بعين الاعتبار والتشاور مع الخبراء لتحديد النوع الأنسب لتطبيق معين.