Trong lĩnh vực sản xuất công nghiệp hiện đại và bảo trì chính xác, nhu cầu về làm sạch hiệu quả, thân thiện với môi trường và không phá hủy ngày càng trở nên cấp thiết. Các phương pháp làm sạch truyền thống như dung môi hóa học, phun cát hoặc mài cơ học thường đi kèm với các vấn đề như ô nhiễm môi trường, hư hỏng bề mặt hoặc hiệu quả thấp. Tại thời điểm này, một công nghệ mang tính cách mạng - làm sạch bằng laser, với tính năng độc đáo "tẩy xóa bằng ánh sáng", đang mang đến một sự thay đổi đột phá cho việc làm sạch bề mặt. Nó có thể xóa bỏ những gì? Hãy cùng tìm hiểu.
Công nghệ làm sạch bằng laserlà một kỹ thuật làm sạch tiên tiến sử dụng chùm tia laser năng lượng cao để chiếu xạ bề mặt của các vật thể, khiến các tạp chất, chất gây ô nhiễm hoặc lớp phủ bốc hơi hoặc bong ra nhanh chóng thông qua các hiệu ứng quang học và nhiệt. Khi một chùm tia laser được hướng vào bề mặt của một vật thể, năng lượng laser được hấp thụ và tạo ra hiệu ứng nhiệt lên chất gây ô nhiễm trong một khoảng thời gian rất ngắn, khiến nhiệt độ bề mặt của chất gây ô nhiễm tăng lên, dẫn đến sự bốc hơi, phân hủy hoặc bong tróc.
Sau đây là một số loại làm sạch bằng laser:
1. Làm sạch khô bằng laser
Phôi được làm sạch trực tiếp bằng cách chiếu xạ laser xung, khiến các chất gây ô nhiễm trên bề mặt hoặc bề mặt hấp thụ năng lượng và tăng nhiệt độ, dẫn đến sự giãn nở nhiệt hoặc rung động nhiệt của bề mặt, và do đó tách hai chất này ra. Quá trình này có thể được chia thành hai tình huống: một là các chất gây ô nhiễm bề mặt hấp thụ sự giãn nở của laser; Một loại khác là bề mặt hấp thụ laser để tạo ra rung động nhiệt. Phương pháp này không yêu cầu sử dụng thuốc thử hóa học hoặc môi trường chất lỏng bổ sung, và do đó được gọi là "khô".
2. Làm sạch ướt bằng laser
Trước khi laser xung chiếu xạ phôi cần được rửa, một lớp màng chất lỏng được phủ trước lên bề mặt. Dưới tác động của laser, nhiệt độ của lớp màng chất lỏng tăng lên nhanh chóng và bốc hơi. Tại thời điểm bốc hơi, sóng xung kích được tạo ra, tác động lên các hạt chất gây ô nhiễm và khiến chúng rơi ra khỏi bề mặt. Phương pháp này yêu cầu bề mặt và màng chất lỏng không phản ứng, do đó hạn chế phạm vi vật liệu áp dụng.
3. Làm sạch bằng sóng xung kích plasma laser
Trong quá trình chiếu xạ laser, nó phá vỡ môi trường không khí để tạo ra sóng xung kích plasma hình cầu. Sóng xung kích tác động lên bề mặt của bề mặt cần làm sạch và giải phóng năng lượng để loại bỏ các chất gây ô nhiễm. Vì laser không tác động trực tiếp lên bề mặt nên nó sẽ không gây hư hại cho bề mặt. Công nghệ này có thể làm sạch các chất gây ô nhiễm dạng hạt có đường kính hàng chục nanomet và không bị giới hạn bởi bước sóng của laser.
4. Làm sạch bằng laser + khí trơ
Trong khi laser đang phát xạ, các loại khí trơ (chẳng hạn như argon hoặc nitơ) được thổi về phía bề mặt của bề mặt. Khi bụi bẩn bị bong ra khỏi bề mặt, nó sẽ ngay lập tức bị thổi bay bởi khí để ngăn bề mặt bị tái nhiễm và oxy hóa. Phương pháp này giúp cải thiện hiệu quả làm sạch và đảm bảo chất lượng bề mặt sau khi làm sạch
Laser có thể làm sạch các vật liệu sau:
Oxit và gỉ cứng đầu
Gỉ: Sắt oxit trên bề mặt thép là một trong những mục tiêu hiệu quả nhất để làm sạch bằng laser. Cho dù đó là gỉ trên các tàu lớn, kết cấu thép cầu, máy móc hạng nặng hay vòng bi và khuôn chính xác, laser có thể loại bỏ nó một cách hiệu quả, khôi phục màu sắc ban đầu của kim loại và cung cấp một cơ sở hoàn hảo cho các phương pháp xử lý chống ăn mòn sau này (chẳng hạn như phun và mạ điện).
Lớp oxit kim loại màu: Màng oxit trên bề mặt hợp kim nhôm và lớp oxit (vết đen, gỉ xanh) trên vật liệu đồng cũng có thể được loại bỏ chính xác và được sử dụng rộng rãi trong các bộ phận hàng không vũ trụ, tản nhiệt, linh kiện điện tử và các lĩnh vực khác.
Vết dầu, dầu mỡ và cặn hóa học
Tất cả các loại chất gây ô nhiễm hữu cơ như dầu bôi trơn, chất lỏng cắt, dầu chống gỉ và dấu vân tay bị phân hủy và bay hơi nhanh chóng dưới tác động của laser. Điều này rất quan trọng đối với các bề mặt yêu cầu độ sạch tuyệt đối, chẳng hạn như các bộ phận động cơ, bánh răng chính xác và tấm bán dẫn.
Các lớp phủ và lớp mạ khác nhau
Sơn và lớp phủ: Sơn cũ cho vỏ máy bay, sơn tàu, lớp phủ cho các bộ phận ô tô, lớp phủ tường ngoài cho các tòa nhà, v.v. Laser có thể bóc từng lớp hoặc toàn bộ, với hiệu quả vượt xa việc mài truyền thống và không có nguy cơ bụi.
Lớp mạ điện/lớp phủ phun nhiệt: Khi cần sửa chữa cục bộ hoặc loại bỏ các lớp phủ kém (chẳng hạn như crôm, niken, kẽm), laser có thể loại bỏ chính xác và có mục tiêu mà không làm hỏng bề mặt bên dưới.
Lớp phủ polyme: chẳng hạn như vecni cách điện, lớp phủ cao su, v.v.
Cặn gia công kim loại
Cặn hàn: xỉ hàn, bắn tung tóe và màu oxit (lớp oxit màu sau khi hàn TIG/TIG) là những thách thức trong xử lý sau hàn. Làm sạch bằng laser có thể loại bỏ ngay những khuyết điểm này, nâng cao chất lượng và vẻ ngoài thẩm mỹ của các mối hàn và là một lựa chọn lý tưởng để xử lý sau hàn cao cấp, chẳng hạn như bình chịu áp lực và đường ống của cơ sở hạt nhân.
Chất giải phóng/chất giải phóng khuôn: Chất giải phóng khuôn còn lại trên khuôn hoặc phôi sau khi đúc hoặc đúc có thể được loại bỏ hoàn toàn bằng laser, đảm bảo chất lượng của các quy trình tiếp theo (chẳng hạn như liên kết và phun).
Cặn thiêu kết: Trong luyện kim bột hoặc các bộ phận kim loại in 3D, loại bỏ các hạt bột kim loại chưa nóng chảy.
Chất gây ô nhiễm dạng hạt và các phần đính kèm:
Bụi, cặn carbon, các hạt rời và các chất khác bám vào bề mặt kim loại hoặc phi kim loại có thể dễ dàng được thổi sạch bằng laser. Nó thường được sử dụng để làm sạch thấu kính quang học, dụng cụ chính xác và bề mặt của các tác phẩm nghệ thuật.
Phục hồi di tích văn hóa
Để bảo vệ các tòa nhà lịch sử, tác phẩm điêu khắc và tác phẩm nghệ thuật, làm sạch bằng laser có thể loại bỏ chính xác các cặn bề mặt mà không làm hỏng vật liệu nền, khiến nó trở thành một công cụ quan trọng để bảo tồn di tích văn hóa
Làm sạch bằng laser, "tẩy xóa bằng ánh sáng" vô hình này, với các đặc tính chính xác, hiệu quả, thân thiện với môi trường và không phá hủy, đang xác định lại khái niệm "làm sạch" một cách chưa từng có. Từ gỉ công nghiệp dày đến bụi di tích văn hóa tinh xảo, từ sơn vỏ máy bay cứng đầu đến vết dầu trên linh kiện điện tử chính xác, khả năng làm sạch toàn năng của nó đang thay đổi sâu sắc bộ mặt của vô số ngành công nghiệp. Với sự tiến bộ liên tục của công nghệ và việc tối ưu hóa chi phí liên tục, làm sạch bằng laser chắc chắn sẽ trở thành một công nghệ cốt lõi không thể thiếu trong sản xuất cao cấp, bảo trì xanh và bảo vệ di sản văn hóa, biến "sạch như mới" thành hiện thực một cách thông minh hơn và bền vững hơn.