傳統(tǒng)清洗工業(yè)設(shè)備有各種各樣的清洗方式，多是利用化學(xué)藥劑和機(jī)械方法進(jìn)行清洗。在我國(guó)環(huán)境保護(hù)法規(guī)要求越來越嚴(yán)格、人們環(huán)保和安全意識(shí)日益增強(qiáng)的今天，工業(yè)生產(chǎn)清洗中可以使用的化學(xué)藥品種類將變得越來越少。如何尋找更清潔，且不具損傷性的清洗方式是我們不得不考慮的問題。而激光清洗具有無研磨、非接觸、低熱效應(yīng)和適用于各種材質(zhì)的物體等清洗特點(diǎn)，被認(rèn)為是最可靠、最有效的解決辦法。

在工件表面污染物中，工件表面附著物與表面之間的結(jié)合主要是由于存在以下各種力：共價(jià)鍵、雙偶極子、毛細(xì)作用、氫鍵、吸附力和靜電力等。其中毛細(xì)力、吸附力和靜電力是最難破壞的，激光清洗技術(shù)就是要克服這幾種力。

這些吸附力要比重力大很多（有幾個(gè)數(shù)量級(jí)），并且與粒子直徑d有關(guān)系，吸附力隨著粒子半徑減小呈現(xiàn)很慢的線性衰減趨勢(shì)，而粒子質(zhì)量m與直徑的三次方成正比，由牛頓定律可知F=ma，當(dāng)粒子尺寸變小時(shí)，吸附力所提供的加速度迅速增大。所以，尺寸越小的粒子，清除起來所需的加速度就越大，這就是常規(guī)的清洗技術(shù)為什么難以清除直徑很小的物體表面附著物。

由于物體表面附著物的成分和結(jié)構(gòu)復(fù)雜，激光與之作用的機(jī)理也各不相同，用于對(duì)此作解釋最常用的理論模型有以下幾種：

1、光氣化/光分解

激光器產(chǎn)生的激光，經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)的聚光可以實(shí)現(xiàn)能量的高度集中，聚焦后的激光束在焦點(diǎn)附近可產(chǎn)生幾千度甚至幾萬度的高溫，使物體表面附著物瞬間氣化或分解。

2、光剝離

通過激光的作用使物體表面附著物受熱膨脹，當(dāng)物體表面附著物的膨脹力大于其與基體之間的吸附力時(shí)，物體表面附著物便會(huì)從物體的表面脫離。

3、光振動(dòng)

利用較高頻率和功率的脈沖激光沖擊物體的表面，在物體表面產(chǎn)生超聲波，超聲波在沖擊中下層硬表面以后返回，與入射聲波發(fā)生干涉，從而產(chǎn)生高能共振波，使污垢發(fā)生微小爆裂、粉碎、脫離基體物質(zhì)表面，當(dāng)物體與表面附著物對(duì)激光束的吸收系數(shù)差別不大，或者表面附著物受熱后會(huì)產(chǎn)生有毒物質(zhì)等情況時(shí)，可以選用這種清洗手段。

目前，激光清洗設(shè)備的結(jié)構(gòu)并沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，需要根據(jù)實(shí)際的清洗方法、基材和污物的種類、清洗要求的效果等因素來決定，但是，它們?cè)谝恍┗镜慕Y(jié)構(gòu)上還是大致相同的，主要包括激光器、移動(dòng)平臺(tái)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、半/自動(dòng)控制操作系統(tǒng)及其他輔助系統(tǒng)等部分。

激光清洗技術(shù)的國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)激光清洗技術(shù)的研究和設(shè)備的開發(fā)起步晚，基本上是跟蹤國(guó)外的發(fā)展，雖然在較短時(shí)間內(nèi)取得了一些成果，但是與國(guó)外相比存在明顯的差距，因此，國(guó)內(nèi)較為成熟的激光清洗設(shè)備并不多，大部分還處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，其清洗效率和穩(wěn)定性有待進(jìn)一步的提高。

激光清洗技術(shù)的國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀

激光清洗技術(shù)研究起步于20世紀(jì)80年代中期，但直到20世紀(jì)90年代初期才真正步入工業(yè)生產(chǎn)中，在許多場(chǎng)合逐步取代傳統(tǒng)清洗方法。

國(guó)外激光清洗的去污范圍非常廣泛，從厚銹層到激光表面微細(xì)顆粒都可以去除，在去污中涉及激光清洗實(shí)驗(yàn)所使用的設(shè)備種類也比較多，所用激光器的波長(zhǎng)范圍廣，但激光清洗技術(shù)的發(fā)展不平衡，有些已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，有的還處于實(shí)驗(yàn)室階段。

激光清洗技術(shù)的前景預(yù)測(cè)：激光清洗技術(shù)的出現(xiàn)，開辟了激光技術(shù)在工業(yè)應(yīng)用的新領(lǐng)域，它在微電子、建筑、核電站、汽車制造，醫(yī)療、文物保護(hù)等領(lǐng)域的開發(fā)方興未艾，應(yīng)用市場(chǎng)前景廣闊，我國(guó)在大型件激光加工技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用已初具規(guī)模，在鋼鐵除銹和模具去污方面的應(yīng)用還是空白，而激光清洗技術(shù)在汽車制造、建筑等領(lǐng)域的市場(chǎng)仍在開發(fā)之中，目前雖然還難以詳細(xì)估計(jì)激光清洗技術(shù)的應(yīng)用市場(chǎng)份額，但上述領(lǐng)域不少屬于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，激光清洗技術(shù)添入其中后，產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益是十分可觀的，利用我國(guó)現(xiàn)有的激光技術(shù)條件，開發(fā)配套的激光清洗設(shè)備，并使其在短時(shí)間內(nèi)實(shí)用化、產(chǎn)業(yè)化、是完全可能的，對(duì)推動(dòng)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展本身亦具有重要意義。（作者：龔傳波，南京帝耐激光科技有限公司總經(jīng)理）