Máquina de limpieza láser de impulsos VS Máquina de limpieza láser continua

Introducción:

Existen muchas industrias y campos para las aplicaciones de limpieza láser. Según la clasificación de los láseres, la limpieza láser puede dividirse en limpieza láser por pulsos y continua. Los diferentes métodos de limpieza láser tienen sus ventajas. Máquina de limpieza láser de pulso VS continua, ¿cuál es la diferencia? Este artículo le dará la respuesta.

Limpieza láser continua

  • Principio de funcionamiento

En primer lugar, entendamos el principio de funcionamiento. La luz de bombeo emitida por la fuente de bombeo se acopla al medio de ganancia a través de un espejo. Como el medio de ganancia es una fibra dopada con elementos de tierras raras, la luz de bombeo es absorbida. Y los iones de tierras raras que absorben la energía del fotón pueden generar una transición de nivel de energía y realizar la inversión del número de partículas. Las partículas invertidas atraviesan el resonador, pasan del estado excitado al estado de reposo, liberan energía y forman una salida láser estable. La mayor ventaja es que puede emitir luz de forma continua.

  • Aplicaciones

En las aplicaciones reales de limpieza por láser, rara vez se utilizan láseres de fibra continua. Pero también hay un pequeño número de aplicaciones, como algunas grandes estructuras de acero, tuberías, etc. Debido al gran volumen y a la rápida disipación del calor, los requisitos para dañar el sustrato no son elevados, por lo que pueden seleccionarse láseres continuos.

Limpieza por láser de impulsos

  • Principio de funcionamiento

La máquina de limpieza por láser pulsado utiliza rayos láser pulsados de alta energía y alta frecuencia para calentar y enfriar instantáneamente la superficie del objeto. Esto puede formar un gradiente de temperatura instantáneo y estrés térmico. Los contaminantes y los revestimientos de capa fina se desprenden de la superficie. El principio es generar alta temperatura y alta presión de forma instantánea mediante la irradiación a corto plazo y de alta energía de pulsos láser, evaporar o aplastar rápidamente los contaminantes y conseguir efectos de limpieza.

  • Aplicaciones

Las máquinas de limpieza por láser de pulso son ampliamente utilizadas en varias industrias, como la fabricación de automóviles, equipos electrónicos, aeroespacial, etc. Puede eliminar diversos contaminantes como pintura, óxidos, etc. La limpieza por láser de pulso tiene las características de alta energía y corto tiempo de acción. Por lo tanto, es adecuada para limpiar objetos con grandes requisitos de superficie.

Máquina de limpieza láser de impulsos VS Máquina de limpieza láser continua

La limpieza por láser pulsado y continuo son dos tipos diferentes de sistemas de limpieza por láser utilizados para eliminar contaminantes u óxidos de diversas superficies. He aquí una comparación de los dos tipos:

Máquina de limpieza por láser de impulsos:

  • En una máquina de limpieza por láser pulsado, el haz láser se emite en pulsos cortos con una elevada potencia de pico. Cada pulso dura muy poco, normalmente un nanosegundo.
  • La elevada potencia de pico del pulso láser permite eliminar los contaminantes mediante un proceso denominado ablación láser. La energía láser vaporiza rápidamente la capa superficial del contaminante, provocando su expulsión de la superficie.
  • Los láseres de impulsos son eficaces para eliminar capas resistentes y gruesas de contaminantes, como óxido, pintura u oxidación, de las superficies.
  • Pueden ajustarse para suministrar distintas duraciones de pulso, energías de pulso y frecuencias de repetición, lo que permite un control preciso del proceso de limpieza.
  • Los láseres de impulsos se utilizan a menudo en aplicaciones en las que se requiere una ráfaga controlada e intensa de energía para limpiar la superficie con eficacia.
  • El proceso de limpieza con láser de impulsos puede ser más agresivo. La intensidad del láser puede dañar superficies sensibles o delicadas si no se controla adecuadamente.

Máquina de limpieza láser continua:

  • En una máquina de limpieza láser continua, el haz láser se emite de forma continua en un flujo constante sin interrupciones ni pulsaciones.
  • Los láseres continuos funcionan a un nivel de potencia constante, normalmente en la gama de vatios o kilovatios, proporcionando un efecto de limpieza sostenido.
  • El rayo láser continuo se utiliza para calentar y vaporizar los contaminantes de la superficie, lo que provoca su eliminación.
  • Los láseres continuos son eficaces para tareas de limpieza de ligeras a moderadas, como la eliminación de capas finas de suciedad, aceite o revestimientos.
  • Suelen utilizarse en aplicaciones en las que se requiere un proceso de limpieza más suave y controlado. Así se evita dañar o alterar la integridad de la superficie.
  • Los láseres continuos pueden ofrecer mayores velocidades de procesamiento en comparación con los láseres de impulsos debido a su emisión continua.

Pulso VS Máquina de limpieza láser continua, ¿cómo elegir?

En las mismas condiciones de potencia, la eficacia de limpieza de los láseres de impulsos es muy superior a la de los láseres continuos. Al mismo tiempo, los láseres de impulsos permiten controlar mejor la entrada de calor, evitando el sobrecalentamiento o la microfusión del sustrato.

Los láseres continuos tienen una ventaja de precio. La diferencia de eficacia con los láseres pulsados puede compensarse utilizando láseres de alta potencia. Aun así, la entrada de calor de la luz de alta potencia es mayor, y el daño al sustrato también aumentará.

Por lo tanto, existe una diferencia esencial entre ambos en las aplicaciones. Para aplicaciones que requieren alta precisión, un control estricto del aumento de temperatura del sustrato y sustratos no destructivos, como moldes, deben seleccionarse láseres pulsados. Para algunas estructuras de acero de gran tamaño, y tuberías, pueden utilizarse láseres continuos. Su gran volumen y rápida disipación del calor, los requisitos para dañar el material de base no son altos.

Parámetros de optimización y análisis estructural

1. Comparación de las condiciones de limpieza macroscópica

a. Los resultados de los parámetros óptimos para la limpieza de la capa de pintura sobre la superficie de aleación de aluminio con luz pulsada se muestran en la Figura 5a. Los resultados de los parámetros óptimos para la limpieza de la capa de pintura sobre la superficie de aleación de aluminio con luz continua se muestran en la Figura 5b.

Tras la limpieza con luz pulsada, se elimina por completo la capa de pintura de la superficie de la muestra. La superficie de la muestra aparece de color blanco metálico, y el sustrato de la muestra casi no presenta daños. Tras la limpieza con luz continua, la capa de pintura de la superficie de la muestra se eliminó por completo. Pero la superficie de la muestra apareció gris-negra, y el sustrato también mostró microfundición. Por lo tanto, es más probable que el uso de luz continua cause daños al sustrato que la luz pulsada.

b. Los resultados de los parámetros óptimos para la limpieza de la capa de pintura sobre la superficie de acero al carbono con luz pulsada se muestran en la Figura 5c. Los resultados de los parámetros óptimos para la limpieza de la capa de pintura sobre la superficie de acero al carbono con luz continua se muestran en la Figura 5d.

Tras la limpieza con luz pulsada, se elimina por completo la capa de pintura de la superficie de la muestra. La superficie de la muestra aparece gris-negra, y el daño al sustrato de la muestra es pequeño. Tras la limpieza con luz continua, la capa de pintura de la superficie de la muestra también se elimina por completo, pero la superficie de la muestra es de color negro oscuro. Se puede ver intuitivamente que hay un gran fenómeno de refundición en la superficie de la muestra. Por lo tanto, es más probable que el uso de luz continua cause daños al sustrato que la luz pulsada.

2. Comparación de la morfología microscópica

De la Figura 6a se desprende que, tras limpiar la capa de pintura de la superficie de aleación de aluminio con luz pulsada, la pintura de la superficie de la muestra se ha eliminado por completo. Y hay poco daño en la superficie de la muestra sin líneas láser. Al utilizar luz continua para limpiar la superficie de la muestra, la pintura también se elimina por completo, como se muestra en la Figura 6b. Pero en la superficie de la muestra aparecen graves refundiciones y líneas láser.

De la Figura 6c se desprende que después de limpiar la capa de pintura de la superficie de acero al carbono con luz pulsada. La pintura en la superficie de la muestra se ha eliminado por completo, y la superficie de la muestra es relativamente lisa después de la limpieza con poco daño. Sin embargo, la superficie de la muestra se limpia con luz continua, como se muestra en la figura 6d, y la pintura se elimina por completo. Pero la superficie de la muestra presenta un grave fenómeno de refundición, y la superficie de la muestra es irregular.

Conclusión:

La elección entre la máquina de limpieza por láser pulsado o continuo depende de varios factores. Entre ellos, el tipo y el grosor de los contaminantes, el material que se va a limpiar, la velocidad de limpieza deseada y la sensibilidad de la superficie. Es importante tener en cuenta estos factores y consultar con expertos para determinar el tipo más adecuado para una aplicación específica.

آلة التنظيف بالليزر النبضي مقابل آلة التنظيف بالليزر المستمر

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 Pulso 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 وسيط 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 قليل 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 الليزر النبضي

  • 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. ويمكنها 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.
    - يعتبر الليزر النبضي فعالاً في إزالة الطبقات الصلبة والسميكة من الملوثات، مثل الصدأ أو الطلاء أو الأكسدة، من الأسطح.
    - يمكن تعديلها لتوفير فترات نبضية مختلفة، وطاقات نبضية، ومعدلات تكرار، مما يسمح بالتحكم الدقيق في عملية التنظيف.
    - غالبًا ما يستخدم الليزر النبضي في التطبيقات التي تتطلب تدفقًا مكثفًا ومتحكمًا للطاقة لتنظيف السطح بشكل فعال.
    - يمكن أن تكون عملية التنظيف بالليزر 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 مستمر دون أي انقطاع أو نبض.
- تعمل أجهزة الليزر المستمرة بمستوى طاقة ثابت، عادة في نطاق واط أو كيلووات، مما يوفر تأثير تنظيف مستدام.
- يستخدم شعاع الليزر المستمر لتسخين وتبخير الملوثات الموجودة على السطح مما يؤدي إلى إزالتها.
- يعتبر الليزر المستمر فعالاً في مهام التنظيف الخفيفة إلى المتوسطة، مثل إزالة طبقات رقيقة من الأوساخ أو الزيوت أو الطلاءات.
- يتم استخدامها غالبًا في التطبيقات التي تتطلب عملية تنظيف أكثر لطفًا وأكثر تحكمًا. هذا يتجنب إتلاف أو تغيير سلامة السطح.
- يمكن لليزر المستمر أن يوفر 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 الدقيق 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 ضر 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 5د.

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.