1.前言
隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展,激光技術(shù)已越來(lái)越多地應(yīng)用于人們的生產(chǎn)和生活的各個(gè)領(lǐng)域。從超市的條形碼、激光打印機(jī)到激光美容、治療近視,并已為人們所熟悉。激光設(shè)備用于工業(yè)生產(chǎn)的切割、鉆孔以及焊接也為許多人所了解。但激光設(shè)備在清洗行業(yè)的應(yīng)用,人們還不夠熟悉和了解。激光清洗技術(shù)是近10年來(lái)飛速發(fā)展的一種新型清洗技術(shù),它以自身的優(yōu)勢(shì)和不可替代性在許多領(lǐng)域中逐步取代了傳統(tǒng)清洗工藝。下面對(duì)激光設(shè)備為什么能夠進(jìn)行清洗?可用于清洗什么?清洗的效率效果如何?作一簡(jiǎn)單介紹。
2.激光與清洗
傳統(tǒng)清洗工業(yè)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(lái)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(lái)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(wèn)題。而激光清洗具有無(wú)研磨、非接觸、無(wú)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。同時(shí),激光清洗可以解決采用傳統(tǒng)清洗方式無(wú)法解決的問(wèn)題。例如,工件表面粘有亞微米級(jí)的污染顆粒時(shí),這些顆粒往往粘得很緊,常規(guī)的清洗辦法不能夠?qū)⑺コ眉{米激光輻射工件表面進(jìn)行清洗則非常有效。還由于激光對(duì)工件是無(wú)接觸清洗,對(duì)精密工件或其精細(xì)部位清洗十分安全,可以確保其精度。所以激光清洗在清洗行業(yè)中獨(dú)具優(yōu)勢(shì)。
激光為什么能夠用來(lái)清洗?為什么對(duì)被清洗物體不會(huì)造成損害呢?首先了解一下激光的本質(zhì)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),激光和在我們身邊的如影隨形般的光線(可見(jiàn)光和不可見(jiàn)光)沒(méi)有什么不同,只不過(guò)激光是利用諧振腔把光聚集在同一個(gè)方向上,并且有較單純的波長(zhǎng),協(xié)調(diào)性等性能更好,因此理論上所有波長(zhǎng)的光都可以用來(lái)形成激光,但實(shí)際上受限于能夠激發(fā)的介質(zhì)不多,因此能夠產(chǎn)生穩(wěn)定且適合工業(yè)生產(chǎn)的激光光源相當(dāng)有限。被廣泛使用的大概也就是Nd:YAG激光、二氧化碳激光和準(zhǔn)分子激光。由于Nd:YAG激光可以通過(guò)光纖傳輸更適合工業(yè)應(yīng)用,因此在激光清洗中也多被采用。
3.激光表面清洗的優(yōu)點(diǎn)
與機(jī)械摩擦清洗、化學(xué)腐蝕清洗、液體固體強(qiáng)力沖擊清洗、高頻超聲清洗等傳統(tǒng)清洗方法相比,激光清洗具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。
3.1 激光清洗是一種”綠色”的清洗方法,不需使用任何化學(xué)藥劑和清洗液,清洗下來(lái)的廢料基本上都是固體粉末,體積小,易于存放,可回收,可以輕易解決化學(xué)清洗帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題;
3.2 傳統(tǒng)的清洗方法往往是接觸式清洗,對(duì)清洗物體表面有機(jī)械作用力,損傷物體的表面或者清洗的介質(zhì)附著于被清洗物體的表面,無(wú)法去除,產(chǎn)生二次污染,激光清洗的無(wú)研磨和非接觸性使這些問(wèn)題迎刃而解;
3.3 激光可以通過(guò)光纖傳輸,與機(jī)器手和機(jī)器人相配合,方便地實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操作,能清洗傳統(tǒng)方法不易達(dá)到的部位,這在一些危險(xiǎn)的場(chǎng)所使用可以確保人員的安全;
3.4 激光清洗能夠清除各種材料表面的各種類型的污染物,達(dá)到常規(guī)清洗無(wú)法達(dá)到的清潔度。而且還可以在不損傷材料表面的情況下有選擇性地清洗材料表面的污染物;
3.5 激光清洗效率高,節(jié)省時(shí)間;
3.6 購(gòu)買激光清洗系統(tǒng)雖然前期一次性投入較高,但清洗系統(tǒng)可以長(zhǎng)期穩(wěn)定使用,運(yùn)行成本低,以Quantel公司的LASERLASTE為例,每小時(shí)的運(yùn)行費(fèi)用僅為1歐元左右,更重要的是可以方便地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。
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