Développement et principe du nettoyage de laser
Les méthodes de nettoyage industrielles traditionnelles incluent principalement l'eau à haute pression, meulage de réactif, ultrasonique et mécanique chimique, mais ces méthodes de nettoyage ont les problèmes d'endommager le substrat, l'environnement de travail pauvre, la pollution, le nettoyage inachevé à quelques positions et le coût de nettoyage élevé. Avec l'aggravation de la pollution environnementale, les chercheurs partout dans le monde développent activement de nouvelles technologies de nettoyage avec des économies d'énergie, la protection de l'environnement et le rendement élevé. Puisque la technologie de nettoyage de laser a beaucoup d'avantages, tels que de bas dommages des matériaux de matrice, d'exactitude de nettoyage élevée, d'émission nulle et d'aucune pollution, elle est graduellement évaluée et favorisée par le milieu universitaire et l'industrie. Il n'y a aucun doute que l'application de la technologie de nettoyage de laser au nettoyage de saleté de la surface métallique a une perspective très large.
Histoire de développement et situation actuelle de technologie de nettoyage de laser
Pendant les années 1960, le physicien célèbre Schawlow a proposé la première fois le concept du nettoyage de laser, et s'est ensuite appliqué la technologie à la réparation et à l'entretien des livres antiques. La gamme de décontamination du nettoyage étranger de laser est très large, de la couche épaisse de rouille aux fines particules sur la surface d'objet, y compris le nettoyage des reliques et les oeuvres d'art culturelles, le retrait de la saleté en caoutchouc sur la surface du moule de pneu, le retrait des polluants d'huile de silicone sur la surface du film d'or et nettoyage à haute précision d'industrie de la microélectronique. En Chine, la technologie de nettoyage de laser vraiment a commencé en 2004. La Chine a commencé à investir beaucoup de ressources humaines et matérielles pour renforcer la recherche sur la technologie de nettoyage de laser. Pendant des dix années récentes, avec le développement des lasers avancés, des lasers inefficaces et encombrants de dioxyde de carbone aux lasers légers et compacts de fibre ; Du laser continu de sortie au laser de nanoseconde, de picoseconde et d'impulsion courte de femtoseconde ; Du rendement lumineux évident à la lumière d'infrarouge de longue vague et au rendement lumineux ultra-violet d'ondes courtes… Les lasers ont fait un saut dans la sortie d'énergie, la gamme de longueurs d'onde, la qualité de laser et l'efficacité de conversion d'énergie. Le développement du laser favorise naturellement le développement rapide de la technologie de nettoyage de laser. La technologie de nettoyage de laser a réalisé des résultats fructueux dans la théorie et l'application.
Principe de technologie de nettoyage de laser
Le processus du nettoyage de laser pulsé dépend des caractéristiques de l'impulsion optique produite par le laser, et est basé sur la réaction photophysical provoquée par l'interaction entre la poutre à haute intensité, le laser d'impulsion courte et la couche de pollution. Son principe physique peut être récapitulé comme suit :
a) la poutre émise par le laser est absorbée par la couche de pollution sur la surface à traiter ;
b) l'absorption de grandes formes d'énergie augmentant rapidement le plasma (a fortement ionisé le gaz instable) et produit des ondes chocs ;
c) l'onde choc transforme les polluants en fragments et est enlevée ;
d) la largeur de pulsation lumineuse doit être assez courte pour éviter l'accumulation de la chaleur qui détruit la surface traitée ;
e) les expériences prouvent que quand il y a des oxydes sur la surface métallique, le plasma se produit sur la surface métallique.
Le plasma est produit seulement quand la densité d'énergie est plus haute que le seuil, qui dépend de la couche souillée ou couche d'oxyde a enlevée. Cet effet de seuil est très important pour le nettoyage efficace tout en assurant la sécurité du matériel de substrat. Il y a un deuxième seuil pour l'émergence du plasma. Si la densité d'énergie dépasse ce seuil, la matière première sera détruite. Afin de nettoyer effectivement le matériel de substrat sur les lieux d'assurer la sécurité du matériel de substrat, les paramètres de laser doivent être ajustés selon la situation, de sorte que la densité d'énergie de l'impulsion optique soit strictement entre les deux seuils.
Avantages du nettoyage de laser
Comparé aux méthodes de nettoyage traditionnelles telles que le nettoyage mécanique de frottement, le nettoyage chimique de corrosion, le nettoyage fort solide liquide d'impact et le nettoyage ultrasonique à haute fréquence, nettoyage de laser a cinq avantages évidents :
- Avantages de protection de l'environnement : le nettoyage de laser est une méthode de nettoyage « verte ». Il n'a pas besoin de n'employer aucuns agent chimique et solution de nettoyage. Les déchets nettoyés sont poudre fondamentalement solide, petit volume, faciles à stocker, recyclables, aucune réaction photochimique et aucune pollution.
- Avantage d'effet : la méthode de nettoyage traditionnelle est souvent un nettoyage de contact, qui a la force mécanique sur la surface de l'objet nettoyé, des dommages la surface de l'objet ou le milieu de nettoyage est attaché à la surface de l'objet nettoyé, qui ne peut pas être enlevé et ne produit pas la pollution secondaire. L'effet non-de meulage, de non contact et non-thermique du nettoyage de laser n'endommagera pas le substrat, de sorte que ces problèmes puissent être résolus.
- Avantage de contrôle : le laser peut être transmis par la fibre optique et coopérer avec le manipulateur et le robot pour réaliser l'opération à distance commodément. Il peut nettoyer les pièces qui ne sont pas facilement accessibles par les méthodes traditionnelles, qui peuvent assurer la sécurité de personnel dans quelques endroits dangereux.
- Avantage de commodité : le nettoyage de laser peut enlever de divers types de polluants sur la surface de divers matériaux et réaliser la propreté que le nettoyage conventionnel ne peut pas réaliser. Il peut également sélectivement nettoyer les polluants sur la surface du matériau sans endommager la surface du matériau.
- Avantage de coût : le nettoyage de laser est rapide, efficace et épargne le temps ; À ce stade, bien que l'investissement ancien dans l'achat du système de nettoyage de laser soit haut à la partie, le système de nettoyage peut être employé stablement pendant longtemps et a le bas coût d'opération. D'une manière primordiale, il peut facilement réaliser l'opération automatique. Il peut prévoir que le coût du système de nettoyage de laser sera considérablement réduit à l'avenir, afin de réduire plus loin le coût de technologie de nettoyage de laser d'utilisation.
Des méthodes de nettoyage de laser peuvent être divisées en trois catégories suivantes :
1. Nettoyage à sec de laser
Le rayonnement de laser est employé pour la décontamination directe. Après que le laser soit absorbé par des objets ou des particules de saleté, il produira la vibration, afin de séparer la matrice et les polluants. Il y a deux manières principales d'enlever des particules de saleté dans le nettoyage à sec de laser : on est la dilatation thermique instantanée de la surface de substrat, ayant pour résultat la vibration, de sorte que les particules aient adsorbé sur la surface puissent être enlevées. L'autre est que les particules laissent la surface de substrat due à la dilatation thermique des particules elles-mêmes.
2. Nettoyage humide de laser
Le nettoyage humide de laser est de couvrir également une couche de film moyen liquide sur la surface du substrat à nettoyer, et d'enlever alors les taches avec le rayonnement de laser. Selon l'absorption du laser par le film et le substrat diélectriques, le nettoyage humide peut être divisé en absorption forte de substrat, absorption diélectrique forte de film et absorption commune de substrat diélectrique de film. Pendant l'absorption forte de matrice, après que la matrice absorbe le rayonnement laser, la chaleur est transférée au film moyen liquide, la couche liquide à l'interface entre la matrice et le liquide est surchauffée et bouillante, et la couche liquide et les taches sont enlevées ensemble.
3. Laser + épuration des gaz inerte
En même temps du rayonnement de laser, le gaz inerte est soufflé sur la surface d'objet. Quand les polluants sont dépouillés de la surface, ils sont soufflés loin de la surface par le gaz pour éviter la pollution et l'oxydation de la surface propre.
Champs d'application du nettoyage de laser
Avec le développement de la technologie de nettoyage de laser, la technologie de nettoyage de laser a été popularisée à beaucoup d'industries dans l'application industrielle, comme montré ci-dessous :
- Champ microélectronique : composants de semi-conducteur, dispositifs microélectroniques, calibres de mémoire, etc. ;
- Champ de la protection de relique culturelle : découpages, bronzes, verre, peintures à l'huile et peintures murales en pierre ;
- Nettoyage abrasif : moule en caoutchouc, moule composé, moule métallique, etc. ;
- Préparation de surface : traitement hydrophile, rugosité de surface, traitement de soudure avant et après la soudure, etc. ;
- Peinture et dérouillage : avions, bateaux, armes et équipement, ponts, récipients à pression en métal, canalisations en métal, etc. ; Pièces d'avions, pièces électriques de produit, etc. ;
- Autre : Graffiti urbain, rouleau d'impression, mur extérieur de construction, industrie nucléaire, etc.
Le nettoyage de laser deviendra la tendance générale du développement de nettoyage du marché. Bien qu'actuellement, le nettoyage de laser ne puisse pas complètement remplacer la technologie de nettoyage traditionnelle, avec le progrès de la science et technologie et de l'amélioration des conditions de protection de l'environnement, le nettoyage de laser deviendra la tendance générale du développement du marché de nettoyage global. En développant de nouveaux systèmes et équipement de nettoyage de laser et en optimisant le processus de nettoyage, en améliorant l'efficacité de nettoyage, en réduisant le coût de nettoyage, en réduisant les dommages de la surface à nettoyer, et en réalisant le vert, le processus de nettoyage efficace et automatique de la surface métallique doit être la demande du marché d'avenir. Shenzhen Herolaser Equipment Co., Ltd. est une entreprise occupée dans la R&D, la production et les ventes des machines de nettoyage de laser. Actuellement, les machines de nettoyage de laser de l'impulsion 100W-2000W lancées par Herolaser dans le domaine du nettoyage de laser ont été très utilisées dans les domaines de la préparation de surface, le dérouillage de nettoyage de moule, de peinture et et tout autre transit de fabrication, d'automobile et de rail de matériel.