Machine de nettoyage au laser à impulsions VS machine de nettoyage au laser continu

Introduction :

Il existe de nombreux secteurs et domaines d'application pour le nettoyage au laser. Selon la classification des lasers, le nettoyage au laser peut être divisé en nettoyage laser pulsé et continu. Les différentes méthodes de nettoyage au laser ont leurs avantages. Machine de nettoyage laser pulsé VS continu, quelle est la différence ? Cet article vous donnera la réponse.

Nettoyage laser continu

• Principe de fonctionnement

Commençons par comprendre le principe de fonctionnement. La lumière de pompage émise par la source de pompage est couplée au milieu de gain via un miroir. Le milieu de gain étant une fibre dopée aux terres rares, la lumière de pompage est absorbée. Et les ions de terres rares qui absorbent l'énergie des photons peuvent générer une transition de niveau d'énergie et réaliser l'inversion du nombre de particules. Les particules inversées traversent le résonateur, passent de l'état excité à l'état fondamental, libèrent de l'énergie et forment une sortie laser stable. Le plus grand avantage est qu'il peut émettre de la lumière en continu.

• Applications

Dans les applications de nettoyage au laser réelles, les lasers à fibre continue sont rarement utilisés. Mais il existe également un petit nombre d'applications, telles que certaines grandes structures en acier, les pipelines, etc. En raison du grand volume et de la dissipation rapide de la chaleur, les exigences en matière d'endommagement du substrat ne sont pas élevées et les lasers continus peuvent être sélectionnés.

Nettoyage au laser pulsé

• Principe de fonctionnement

La machine de nettoyage au laser à impulsions utilise des faisceaux laser pulsés à haute énergie et haute fréquence pour chauffer et refroidir instantanément la surface de l'objet. Cela peut former un gradient de température instantané et une contrainte thermique. Les polluants et les revêtements en couches minces sont décollés de la surface. Le principe est de générer instantanément une température élevée et une haute pression grâce à une irradiation à court terme et à haute énergie d'impulsions laser, d'évaporer ou d'écraser rapidement les polluants et d'obtenir des effets de nettoyage.

• Applications

Les machines de nettoyage au laser à impulsions sont largement utilisées dans diverses industries, telles que la fabrication automobile, les équipements électroniques, l'aérospatiale, etc. Elles peuvent éliminer divers contaminants tels que la peinture, les oxydes, etc. Le nettoyage au laser à impulsions présente les caractéristiques d'une énergie élevée et d'un temps d'action court. Il convient donc au nettoyage d'objets ayant des exigences de surface élevées.

Machine de nettoyage au laser à impulsions VS machine de nettoyage au laser continu

Le nettoyage laser pulsé et continu sont deux types différents de systèmes de nettoyage laser utilisés pour éliminer les contaminants ou les oxydes de diverses surfaces. Voici une comparaison des deux types :

Machine de nettoyage par laser à impulsions :

• Dans une machine de nettoyage laser à impulsions, le faisceau laser est émis en impulsions courtes avec une puissance de crête élevée. Chaque impulsion dure très peu de temps, généralement de l'ordre de la nanoseconde.
• La puissance de crête élevée de l'impulsion laser permet d'éliminer les contaminants grâce à un processus appelé ablation laser. L'énergie laser vaporise rapidement la couche superficielle du contaminant, provoquant son éjection de la surface.
• Les lasers à impulsions sont efficaces pour éliminer les couches tenaces et épaisses de contaminants, tels que la rouille, la peinture ou l’oxydation, des surfaces.
• Ils peuvent être ajustés pour fournir des durées d'impulsion, des énergies d'impulsion et des taux de répétition variables, permettant un contrôle précis du processus de nettoyage.
• Les lasers à impulsions sont souvent utilisés dans les applications où une explosion d’énergie contrôlée et intense est nécessaire pour nettoyer efficacement la surface.
• Le processus de nettoyage avec des lasers à impulsions peut être plus agressif. L'intensité du laser peut potentiellement endommager les surfaces sensibles ou délicates si elle n'est pas correctement contrôlée.

Machine de nettoyage laser en continu :

• Dans une machine de nettoyage laser continue, le faisceau laser est émis en continu dans un flux constant sans aucune interruption ni pulsation.
• Les lasers continus fonctionnent à un niveau de puissance constant, généralement de l'ordre du watt ou du kilowatt, offrant un effet de nettoyage soutenu.
• Le faisceau laser continu est utilisé pour chauffer et vaporiser les contaminants à la surface, ce qui permet leur élimination.
• Les lasers continus sont efficaces pour les tâches de nettoyage légères à modérées, telles que l’élimination de fines couches de saleté, d’huile ou de revêtements.
• Ils sont souvent utilisés dans des applications où un processus de nettoyage plus doux et plus contrôlé est nécessaire. Cela évite d'endommager ou d'altérer l'intégrité de la surface.
• Les lasers continus peuvent offrir des vitesses de traitement plus élevées que les lasers à impulsions en raison de leur émission continue.

Machine de nettoyage laser pulsé VS continu, comment choisir ?

Dans les mêmes conditions de puissance, l'efficacité de nettoyage des lasers à impulsions est bien supérieure à celle des lasers continus. En même temps, les lasers à impulsions permettent un meilleur contrôle de l'apport de chaleur, évitant ainsi la surchauffe ou la micro-fusion du substrat.

Les lasers continus présentent un avantage en termes de prix. L'écart d'efficacité avec les lasers pulsés peut être comblé en utilisant des lasers de haute puissance. Cependant, l'apport de chaleur de la lumière de haute puissance est plus important et les dommages au substrat augmentent également.

Il existe donc une différence essentielle entre les deux applications. Pour les applications qui nécessitent une grande précision, un contrôle strict de l'élévation de la température du substrat et des substrats non destructifs, tels que les moules, il convient de choisir des lasers pulsés. Pour certaines grandes structures en acier et pipelines, des lasers continus peuvent être utilisés. Leur grand volume et leur dissipation thermique rapide ne nécessitent pas de dommages importants au matériau de base.

Paramètres d'optimisation et analyse structurelle

1. Comparaison des conditions de nettoyage macroscopiques

a. Les résultats des paramètres optimaux pour le nettoyage de la couche de peinture sur la surface de l'alliage d'aluminium avec une lumière pulsée sont présentés dans la Figure 5a. Les résultats des paramètres optimaux pour le nettoyage de la couche de peinture sur la surface de l'alliage d'aluminium avec une lumière continue sont présentés dans la Figure 5b.

Après le nettoyage à la lumière pulsée, la couche de peinture sur la surface de l'échantillon est complètement éliminée. La surface de l'échantillon apparaît d'un blanc métallique et le substrat de l'échantillon n'est presque pas endommagé. Après le nettoyage à la lumière continue, la couche de peinture sur la surface de l'échantillon a été complètement éliminée. Mais la surface de l'échantillon apparaît gris-noir et le substrat présente également une micro-fusion. Par conséquent, l'utilisation de la lumière continue est plus susceptible d'endommager le substrat que la lumière pulsée.

b. Les résultats des paramètres optimaux pour le nettoyage de la couche de peinture sur la surface en acier au carbone avec une lumière pulsée sont présentés dans la Figure 5c. Les résultats des paramètres optimaux pour le nettoyage de la couche de peinture sur la surface en acier au carbone avec une lumière continue sont présentés dans la Figure 5d.

Après le nettoyage à la lumière pulsée, la couche de peinture à la surface de l'échantillon est complètement éliminée. La surface de l'échantillon apparaît gris-noir et les dommages au substrat de l'échantillon sont faibles. Après le nettoyage à la lumière continue, la couche de peinture à la surface de l'échantillon est également complètement éliminée, mais la surface de l'échantillon est noir foncé. On peut voir intuitivement qu'il y a un grand phénomène de refusion à la surface de l'échantillon. Par conséquent, l'utilisation de la lumière continue est plus susceptible d'endommager le substrat que la lumière pulsée.

2. Comparaison de la morphologie microscopique

La figure 6a montre qu'après avoir nettoyé la couche de peinture sur la surface de l'alliage d'aluminium avec une lumière pulsée, la peinture sur la surface de l'échantillon a été complètement éliminée. Et il y a peu de dommages sur la surface de l'échantillon sans lignes laser. En utilisant une lumière continue pour nettoyer la surface de l'échantillon, la peinture est également complètement éliminée comme le montre la figure 6b. Cependant, une refusion importante et des lignes laser apparaissent sur la surface de l'échantillon.

La figure 6c montre qu'après le nettoyage de la couche de peinture sur la surface de l'acier au carbone avec une lumière pulsée, la peinture sur la surface de l'échantillon a été complètement éliminée et la surface de l'échantillon est relativement lisse après le nettoyage avec peu de dommages. Cependant, la surface de l'échantillon est nettoyée avec une lumière continue comme indiqué sur la figure 6d et la peinture est complètement éliminée. Mais la surface de l'échantillon présente un phénomène de refusion grave et la surface de l'échantillon est inégale.

Conclusion :

Le choix entre une machine de nettoyage laser à impulsion ou continue dépend de plusieurs facteurs. Cela comprend le type et l'épaisseur des contaminants, le matériau à nettoyer, la vitesse de nettoyage souhaitée et la sensibilité de la surface. Il est important de prendre en compte ces facteurs et de consulter des experts pour déterminer le type le plus adapté à une application spécifique.