مقدمة لمبادئ التنظيف بالليزر ومزاياه وتطبيقاته

هناك طرق تنظيف مختلفة في صناعة التنظيف التقليدية، يستخدم معظمها عوامل كيميائية وطرق ميكانيكية للتنظيف.اليوم، نظرًا لأن لوائح حماية البيئة في بلدي أصبحت أكثر صرامة وتزايد وعي الناس بحماية البيئة وسلامتها، فإن أنواع المواد الكيميائية التي يمكن استخدامها في تنظيف الإنتاج الصناعي سوف تصبح أقل وأقل.

إن كيفية العثور على طريقة تنظيف أنظف وغير ضارة هو سؤال يجب أن نأخذه بعين الاعتبار.يتميز التنظيف بالليزر بخصائص عدم الكشط وعدم التلامس وعدم وجود تأثير حراري ومناسب للأشياء من مواد مختلفة.ويعتبر الحل الأكثر موثوقية وفعالية.وفي الوقت نفسه، يمكن لآلات التنظيف بالليزر حل المشكلات التي لا يمكن حلها بطرق التنظيف التقليدية.

 مخطط التنظيف بالليزر

لماذا يمكن استخدام الليزر للتنظيف؟لماذا لا يسبب ضررا للأشياء التي يتم تنظيفها؟أولا، دعونا نفهم طبيعة الليزر.بكل بساطة، لا يختلف الليزر عن الضوء (الضوء المرئي والضوء غير المرئي) الذي يتبعنا من حولنا، باستثناء أن الليزر يستخدم تجاويف رنانة لتركيز الضوء في نفس الاتجاه، وله أطوال موجية وتنسيق أبسط، وما إلى ذلك. هو الأفضل، لذلك من الناحية النظرية، يمكن استخدام الضوء بجميع أطواله الموجية لتكوين أشعة الليزر.ومع ذلك، في الواقع، لا يوجد الكثير من الوسائط التي يمكن تحفيزها، وبالتالي فإن القدرة على إنتاج مصادر ضوء ليزر مستقرة مناسبة للإنتاج الصناعي محدودة للغاية.الأكثر استخدامًا على نطاق واسع هو ليزر Nd: YAG، وليزر ثاني أكسيد الكربون، وليزر الإكسيمر.ولأن ليزر Nd: YAG يمكن أن ينتقل عبر الألياف الضوئية وهو أكثر ملاءمة للتطبيقات الصناعية، فإنه غالبًا ما يستخدم أيضًا في التنظيف بالليزر.

 مزايا:

بالمقارنة مع طرق التنظيف التقليدية مثل التنظيف بالاحتكاك الميكانيكي، والتنظيف بالتآكل الكيميائي، والتنظيف القوي للصدمات السائلة والصلبة، والتنظيف بالموجات فوق الصوتية عالية التردد، فإن التنظيف بالليزر له مزايا واضحة.

1. التنظيف بالليزر هو طريقة تنظيف "خضراء"، دون استخدام أي مواد كيميائية أو محاليل تنظيف، تنظيف النفايات هو في الأساس مسحوق صلب، صغير الحجم، سهل التخزين، قابل لإعادة التدوير، يمكن أن يحل بسهولة مشكلة التلوث البيئي الناتج. عن طريق التنظيف الكيميائي.

2. طرق التنظيف التقليدية غالبًا ما تكون تنظيفًا بالتلامس، وتنظيف سطح الجسم له قوة ميكانيكية، أو تلف سطح الجسم أو وسيلة التنظيف المرتبطة بسطح الكائن المراد تنظيفه، ولا يمكن إزالتها، مما يؤدي إلى حدوث أضرار ثانوية التلوث، والتنظيف بالليزر للمواد غير الكاشطة وعدم التلامس بحيث يتم حل هذه المشاكل؛

3. يمكن أن ينتقل الليزر من خلال الألياف الضوئية، مع الروبوتات والروبوتات، وهو مناسب لتحقيق التشغيل لمسافات طويلة، ويمكن تنظيف الطرق التقليدية ليس من السهل الوصول إلى الأجزاء، والتي يمكن أن تضمن سلامة الموظفين في بعض الأماكن الخطرة للاستخدام؛

4. التنظيف بالليزر فعال ويوفر الوقت.

مبادئ:

تعتمد عملية التنظيف بليزر الألياف النبضي على خصائص نبضات الضوء الناتجة عن الليزر وتعتمد على التفاعل الفيزيائي الضوئي الناتج عن التفاعل بين الشعاع عالي الكثافة والليزر قصير النبض والطبقة الملوثة.ويمكن تلخيص المبدأ الفيزيائي على النحو التالي:

   مخطط التنظيف بالليزر

أ) يتم امتصاص الشعاع المنبعث من الليزر بواسطة الطبقة الملوثة الموجودة على السطح المراد معالجته.

ب) يشكل امتصاص الطاقة الكبيرة بلازما سريعة التوسع (غاز غير مستقر عالي التأين)، مما يولد موجة صدمية.

ج) تتسبب موجة الصدمة في تفتيت الملوثات ورفضها.

د) يجب أن يكون عرض نبضة الضوء قصيرًا بدرجة كافية لتجنب تراكم الحرارة المدمر على السطح المعالج.

هـ) أثبتت التجارب أن البلازما تتولد على الأسطح المعدنية عندما يكون هناك أكسيد على السطح.

التطبيقات العملية:

لا يمكن استخدام التنظيف بالليزر لتنظيف الملوثات العضوية فحسب، بل أيضًا المواد غير العضوية، بما في ذلك صدأ المعادن والجزيئات المعدنية والغبار وما إلى ذلك.وفيما يلي وصف لبعض التطبيقات العملية، وهذه التقنيات ناضجة للغاية وتم استخدامها على نطاق واسع.

 مخطط تنظيف الإطارات بالليزر

1. تنظيف القوالب

مع تصنيع مئات الملايين من الإطارات كل عام بواسطة الشركات المصنعة للإطارات حول العالم، يجب أن يكون تنظيف قوالب الإطارات أثناء الإنتاج سريعًا وموثوقًا لتوفير وقت التوقف عن العمل.

تم استخدام تقنية قوالب تنظيف الإطارات بالليزر في عدد كبير من صناعة الإطارات في أوروبا والولايات المتحدة، على الرغم من أن تكاليف الاستثمار الأولية مرتفعة، إلا أنها يمكن أن توفر وقت الانتظار، وتجنب تلف القالب، وسلامة العمل، وتوفير المواد الخام على المكاسب التي حققها التعافي السريع.

2. تنظيف الأسلحة والمعدات

تستخدم تقنية التنظيف بالليزر على نطاق واسع في صيانة الأسلحة.إن استخدام نظام التنظيف بالليزر يمكنه إزالة التآكل والملوثات بكفاءة وسرعة، ويمكن تحديد موقع الإزالة لتحقيق أتمتة التنظيف.مع التنظيف بالليزر، لا تكون النظافة أعلى من عمليات التنظيف الكيميائي فحسب، بل لا يوجد أي ضرر تقريبًا على سطح الجسم.

3. إزالة طلاء الطائرات القديم

في أوروبا، تُستخدم أنظمة التنظيف بالليزر منذ فترة طويلة في صناعة الطيران.يجب إعادة طلاء سطح الطائرة بعد فترة زمنية معينة، ولكن يجب إزالة الطلاء القديم بالكامل قبل الطلاء.

إن الطرق الميكانيكية التقليدية لإزالة الطلاء عرضة للضرر على السطح المعدني للطائرة، مما يشكل خطرًا محتملاً على الطيران الآمن.في حالة استخدام أنظمة تنظيف متعددة بالليزر، يمكن إزالة طبقة الطلاء الموجودة على سطح طائرة إيرباص A320 بالكامل خلال ثلاثة أيام دون الإضرار بالسطح المعدني.

4. التنظيف في صناعة الإلكترونيات

إزالة أكسيد الليزر لصناعة الإلكترونيات: تتطلب صناعة الإلكترونيات إزالة التلوث بدقة عالية وهي مناسبة بشكل خاص لإزالة أكسيد الليزر.قبل لحام لوحة الدائرة، يجب إزالة أكسدة دبابيس المكونات تمامًا لضمان الاتصال الكهربائي الأمثل، ويجب ألا تتلف المسامير أثناء عملية إزالة التلوث.يلبي التنظيف بالليزر متطلبات الاستخدام وهو فعال للغاية بحيث لا يلزم سوى تعريض ليزر واحد لدبوس واحد.