Princípio da limpeza a laser!

Em meados da década de 1980, cientistas como Beklemyshev e Allrn combinaram a tecnologia laser com a tecnologia de limpeza de acordo com as necessidades reais do trabalho e realizaram pesquisas relevantes. Desde então, nasceu o conceito técnico de limpeza a laser. É bem sabido que a força de ligação entre poluentes e substratos é dividida em ligações covalentes, dipolos duplos, ação capilar e forças de van der Waals. Se essas forças puderem ser superadas ou destruídas, o efeito de descontaminação será alcançado.

A limpeza a laser usa as características dos feixes de laser, como alta densidade de energia, direção controlável e forte capacidade de convergência para destruir a força de ligação entre poluentes e substratos ou vaporizar poluentes diretamente para remover poluentes, reduzir a força de ligação entre poluentes e substratos e, assim, obter o efeito de limpeza da superfície da peça de trabalho. O diagrama principal da limpeza a laser é mostrado na Figura 1. Quando os poluentes na superfície da peça absorvem a energia do laser, eles rapidamente vaporizam ou se expandem instantaneamente devido ao calor para superar a força entre os poluentes e a superfície do substrato. Devido ao aumento da energia térmica, as partículas poluentes vibram e caem da superfície do substrato.

Todo o processo de limpeza a laser é dividido em quatro etapas, ou seja, decomposição da gaseificação a laser, decapagem a laser, expansão térmica de partículas poluentes, vibração da superfície do substrato e desprendimento de poluentes. Obviamente, ao aplicar a tecnologia de limpeza a laser, deve-se prestar atenção ao limite de limpeza a laser do objeto a ser limpo, e o comprimento de onda do laser apropriado deve ser selecionado para obter o melhor efeito de limpeza. A limpeza a laser pode alterar a estrutura do grão e a orientação da superfície do substrato sem danificar a superfície do substrato e também pode controlar a rugosidade da superfície do substrato, melhorando assim o desempenho abrangente da superfície do substrato. O efeito de limpeza é afetado principalmente por fatores como características do feixe, parâmetros físicos do substrato e materiais poluentes e a capacidade do poluente de absorver a energia do feixe. Atualmente, a tecnologia de limpeza a laser inclui três métodos de limpeza: tecnologia de limpeza a laser a seco, tecnologia de limpeza a laser úmido e tecnologia de ondas de choque de plasma a laser.

1. A limpeza a laser a seco é irradiar diretamente a peça de trabalho com laser pulsado para fazer com que o substrato ou poluentes de superfície absorvam energia e aumentem a temperatura, resultando em expansão térmica ou vibração térmica do substrato, separando assim os dois. Este método é dividido em dois casos: um é que os poluentes da superfície absorvem a expansão do laser; a outra é que o substrato absorve o laser para gerar vibração térmica.

2. A limpeza a laser úmido é pré-revestir a superfície da peça de trabalho antes que o laser de pulso irradie a peça a ser limpa. Sob a ação do laser, a temperatura do filme líquido sobe rapidamente e vaporiza. No momento da vaporização, é gerada uma onda de choque, que atua sobre as partículas poluentes e faz com que elas caiam do substrato. Este método requer que o substrato e o filme líquido não possam reagir, portanto, a gama de materiais de aplicação é limitada.

3. A onda de choque de plasma a laser é uma onda de choque de plasma esférica gerada pela ruptura do meio de ar durante a irradiação a laser. A onda de choque atua na superfície do substrato a ser limpo e libera energia para remover poluentes; O laser não atua no substrato, portanto não danifica o substrato. A tecnologia de limpeza por ondas de choque de plasma a laser agora pode limpar partículas poluentes com um tamanho de partícula de dezenas de nanômetros, e não há limite para o comprimento de onda do laser.

Na produção real, diferentes métodos de teste e parâmetros relacionados devem ser selecionados de acordo com as necessidades para obter peças limpas de alta qualidade. No processo de limpeza a laser, a eficiência da limpeza da superfície e a avaliação da qualidade são critérios importantes para determinar a qualidade da tecnologia de limpeza a laser.

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