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浅析激光清洗技术的发展前景

  • 2019/5/22 18:36:42
  • 佚名

  浅析激光清洗技术的发展前景

  制造业迅猛发展的今天,不论是机械还是电子产品在加工或者装配之前以及设备运转一段时间之后的维修维护,基本都需要对部分材料或者部件进行清洗处理。随着时代的进步与科学技术的发展,人们发明了新型清洗方法:如高压喷淋法、机械法、化学法、超声波法等,这些清洗方法主要清除以锈迹和油脂为主的表面污染物。但在清洗过程中会有很多局限性,而激光清洗能有效避免以上清洗过程中产生的不足,达到环保、高效、节能清洗,激光清洗技术的发展依赖于激光器的发展和应用,在工业领域中越来越得到广泛应用。

  激光清洗是基于激光与物质相互作用发展而来,与机械摩擦清洗、化学腐蚀清洗、液体固体强力冲击清洗和高频超声清洗等传统清洗方法相比,激光清洗具有环境友好、非接触、可精准控制、可实时监控反馈和对基材无损微损等优点,激光清洗逐步替代传统清洗方法,成为目前具有很大发展潜力的清洗技术。

  随着激光器技术和性能的不断发展和提高,激光清洗的机理研究不断深入,科学仪器对材料表面质量的监测能力逐渐提高,表征方法与手段也日趋完善,激光清洗材料表面的质量得到提升,清洗精度和效率也逐渐增加,激光清洗机的效能逐渐提高,价格不断降低,激光清洗技术已能清洗不同的基材表面,包括钢材、铝合金、钛合金、玻璃和复合材料等,应用行业也覆盖到航空航天、航海装备、高铁、汽车、模具、核电等高端领域。

  激光清洗研究、应用现状分析

  激光清洗过程中可能同时存在多种机理,这主要归因于激光与材料之间的相互作用,包括材料表面发生的烧蚀、分解、电离、降解、熔化、燃烧、气化、振动、飞溅、膨胀、收缩、爆炸、剥离、脱落等物理化学变化过程。目前,典型的激光清洗方法主要有:激光烧蚀清洗、液膜辅助激光清洗和激光冲击波式清洗方法。选择合适的激光器类型、采用优化的工艺参数可去除各种涂层、油漆、颗粒或污物。

  激光清洗应用研究现状

  激光清洗对象包括基材与清洗物,基体材料现已涵盖钢材、铝合金、钛合金、树脂基复合材料等,清洗物囊括漆层、锈蚀、氧化层、硫化层和各种有机物等。

  激光清洗技术逐渐推广到相应的产业当中,目前已见报道的除常见产品的除漆除锈外,还在弹药修理、动车组维修、雷达组件制造、锂离子电池电极片清洗和树脂基复合材料等新兴领域得到了应用。在钛合金表面氧化物清洗和复合材料表面除漆,清洗效果如下图。

       

  激光清洗装备研发进展

  目前激光清洗技术已经实现工业化,激光清洗技术研究和设备开发在短时间内也取得了一些成果,近年学术界激光清洗的研究文章逐渐增多,清洗材料种类和应用领域逐渐扩大。

  目前激光清洗已面向自动化控制方向发展,实现了自动化清洗,提高了清洗效率,尤其是提高了安全性。

  作为激光应用的新领域——激光清洗技术,有着诱人的应用前景。用激光去除固体表面层,开拓了工业清洁技术的新思路,在有些领域已经显示出优越性。随着激光技术的发展,成本的下降,激光清洗技术应用会更加广泛。


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