Импульсная и непрерывная лазерная очистная машина

Введение:

Существует множество отраслей и сфер применения лазерной очистки. Согласно классификации лазеров, лазерную очистку можно разделить на импульсную и непрерывную лазерную очистку. Различные методы лазерной очистки имеют свои преимущества. Импульсная или непрерывная лазерная очистная машина, в чем разница? Эта статья даст вам ответ.

Непрерывная лазерная очистка

Принцип работы

Сначала давайте разберемся с принципом работы. Свет накачки, излучаемый источником накачки, через зеркало подается в среду усиления. Поскольку среда усиления представляет собой волокно, легированное редкоземельным элементом, свет накачки поглощается. А ионы редкоземельных элементов, поглощающие энергию фотона, могут генерировать переход энергетического уровня и осуществлять инверсию числа частиц. Инвертированные частицы проходят через резонатор, переходят из возбужденного состояния в основное, высвобождают энергию и формируют стабильный выходной сигнал лазера. Самым большим преимуществом является то, что он может непрерывно излучать свет.

Приложения

В реальных приложениях лазерной очистки непрерывные волоконные лазеры используются редко. Но есть также небольшое количество приложений, таких как некоторые крупные стальные конструкции, трубопроводы и т. д. Из-за большого объема и быстрого рассеивания тепла требования к повреждению подложки не высоки, и можно выбрать непрерывные лазеры.

Импульсная лазерная очистка

Принцип работы

Импульсная лазерная очистная машина использует высокоэнергетические, высокочастотные импульсные лазерные лучи для мгновенного нагрева и охлаждения поверхности объекта. Это может создать мгновенный градиент температуры и тепловой стресс. Загрязнители и тонкослойные покрытия отслаиваются от поверхности. Принцип заключается в мгновенном создании высокой температуры и высокого давления посредством кратковременного, высокоэнергетического облучения лазерными импульсами, быстрого испарения или дробления загрязняющих веществ и достижения эффекта очистки.

Приложения

Импульсные лазерные очистные машины широко используются в различных отраслях промышленности, таких как автомобилестроение, электронное оборудование, аэрокосмическая промышленность и т. д. Они могут удалять различные загрязнения, такие как краска, оксиды и т. д. Импульсная лазерная очистка отличается высокой энергией и коротким временем действия. Поэтому она подходит для очистки объектов с высокими требованиями к поверхности.

Импульсная лазерная очистная машина против непрерывной лазерной очистной машины

Импульсная и непрерывная лазерная очистка — это два разных типа систем лазерной очистки, используемых для удаления загрязнений или окислов с различных поверхностей. Вот сравнение двух типов:

Импульсный лазерный очиститель:

В импульсной лазерной очистной машине лазерный луч испускается короткими импульсами с высокой пиковой мощностью. Каждый импульс длится очень короткое время, обычно в диапазоне наносекунд.
Высокая пиковая мощность лазерного импульса позволяет удалять загрязнения с помощью процесса, называемого лазерной абляцией. Энергия лазера быстро испаряет поверхностный слой загрязнения, заставляя его выталкиваться с поверхности.
Импульсные лазеры эффективны для удаления с поверхностей стойких и толстых слоев загрязнений, таких как ржавчина, краска или окисление.
Их можно настраивать для подачи импульсов различной длительности, энергии и частоты повторения, что позволяет точно контролировать процесс очистки.
Импульсные лазеры часто используются в тех случаях, когда для эффективной очистки поверхности требуется контролируемый и интенсивный выброс энергии.
Процесс очистки с помощью импульсных лазеров может быть более агрессивным. Интенсивность лазера может потенциально повредить чувствительные или деликатные поверхности, если ее не контролировать должным образом.

Машина для непрерывной лазерной очистки:

В машине непрерывной лазерной очистки лазерный луч излучается непрерывно, равномерным потоком, без каких-либо прерываний или пульсаций.
Непрерывные лазеры работают на постоянном уровне мощности, обычно в диапазоне ватт или киловатт, обеспечивая устойчивый эффект очистки.
Непрерывный лазерный луч используется для нагрева и испарения загрязнений на поверхности, что приводит к их удалению.
Непрерывные лазеры эффективны для легких и средних задач по очистке, таких как удаление тонких слоев грязи, масла или покрытий.
Они часто используются в приложениях, где требуется более щадящий и контролируемый процесс очистки. Это позволяет избежать повреждения или изменения целостности поверхности.
Непрерывные лазеры могут обеспечить более высокую скорость обработки по сравнению с импульсными лазерами благодаря своему непрерывному излучению.

Импульсный или непрерывный лазерный очиститель. Как выбрать?

При одинаковых условиях мощности эффективность очистки импульсных лазеров намного выше, чем у непрерывных лазеров. В то же время импульсные лазеры позволяют лучше контролировать подачу тепла, предотвращая перегрев или микроплавление подложки.

Непрерывные лазеры имеют ценовое преимущество. Разрыв в эффективности с импульсными лазерами может быть компенсирован за счет использования мощных лазеров. Тем не менее, тепловложение мощного света больше, и повреждение подложки также увеличится.

Поэтому между ними есть существенная разница в применении. Для применений, требующих высокой точности, строгого контроля за повышением температуры подложки и неразрушающих подложек, таких как пресс-формы, следует выбирать импульсные лазеры. Для некоторых крупных стальных конструкций и трубопроводов можно использовать и непрерывные лазеры. Их большой объем и быстрое рассеивание тепла, требования к повреждению основного материала не высоки.

Параметры оптимизации и структурный анализ

1. Сравнение макроскопических условий очистки

а. Результаты оптимальных параметров очистки слоя краски на поверхности алюминиевого сплава импульсным светом показаны на рисунке 5а. Результаты оптимальных параметров очистки слоя краски на поверхности алюминиевого сплава непрерывным светом показаны на рисунке 5б.

После очистки импульсным светом слой краски на поверхности образца полностью удален. Поверхность образца выглядит металлически-белой, и на подложке образца практически нет повреждений. После очистки непрерывным светом слой краски на поверхности образца полностью удален. Но поверхность образца выглядит серо-черной, а на подложке также наблюдается микроплавление. Поэтому использование непрерывного света с большей вероятностью приведет к повреждению подложки, чем импульсного света.

б. Результаты оптимальных параметров очистки слоя краски на поверхности углеродистой стали импульсным светом показаны на рисунке 5в. Результаты оптимальных параметров очистки слоя краски на поверхности углеродистой стали непрерывным светом показаны на рисунке 5г.

После очистки импульсным светом слой краски на поверхности образца полностью удаляется. Поверхность образца выглядит серо-черной, а повреждение подложки образца небольшое. После очистки непрерывным светом слой краски на поверхности образца также полностью удаляется, но поверхность образца темно-черная. Интуитивно можно увидеть, что на поверхности образца наблюдается большое явление переплавки. Поэтому использование непрерывного света с большей вероятностью приведет к повреждению подложки, чем импульсного света.

2. Сравнение микроскопической морфологии

Из рисунка 6а видно, что после очистки слоя краски на поверхности алюминиевого сплава импульсным светом краска на поверхности образца была полностью удалена. И на поверхности образца без лазерных линий есть небольшие повреждения. При использовании непрерывного света для очистки поверхности образца краска также полностью удаляется, как показано на рисунке 6б. Но на поверхности образца появляются серьезные переплавки и лазерные линии.

Из рисунка 6c видно, что после очистки слоя краски на поверхности углеродистой стали импульсным светом краска на поверхности образца полностью удалена, и поверхность образца относительно гладкая после очистки с небольшими повреждениями. Однако поверхность образца очищается непрерывным светом, как показано на рисунке 6d, и краска полностью удаляется. Но поверхность образца имеет серьезное явление переплавки, и поверхность образца неровная.

Заключение:

Выбор между импульсной и непрерывной лазерной очистной машиной зависит от нескольких факторов. К ним относятся тип и толщина загрязнений, очищаемый материал, желаемая скорость очистки и чувствительность поверхности. Важно учитывать эти факторы и консультироваться со специалистами, чтобы определить наиболее подходящий тип для конкретного применения.