1.Avec le développement rapide de la science et de la technologie, la technologie laser a été de plus en plus utilisée dans divers domaines de la production et de la vie des personnes. Des codes à barres des supermarchés aux imprimantes laser en passant par la beauté au laser, le traitement de la myopie, et est devenu familier. Le découpage, le forage et le soudage d'équipements laser destinés à la production industrielle sont également connus de nombreuses personnes. Cependant, les gens ne sont pas encore familiarisés avec l'application des équipements laser dans l'industrie du nettoyage. La technologie de nettoyage au laser est un nouveau type de technologie de nettoyage qui a été rapidement développée au cours des 10 dernières années. Il a progressivement remplacé les procédés de nettoyage traditionnels dans de nombreux domaines avec ses propres avantages et son caractère irremplaçable. Pourquoi les équipements laser peuvent-ils être nettoyés ci-dessous? Que peut-on utiliser pour le nettoyage? Quelle est l'efficacité de l'efficacité du nettoyage? Faites une brève introduction.
2. Laser et nettoyage
L'industrie du nettoyage traditionnelle utilise diverses méthodes de nettoyage, principalement à l'aide d'agents chimiques et de méthodes mécaniques. En raison de la réglementation de plus en plus stricte en matière de protection de l'environnement en Chine et de la prise de conscience croissante de la protection de l'environnement et de la sécurité, les types de produits chimiques pouvant être utilisés dans la production industrielle et le nettoyage deviendront de moins en moins importants. Comment trouver une méthode de nettoyage plus propre et non invasive est un problème que nous devons prendre en compte. Le nettoyage au laser se caractérise par des effets non abrasifs, sans contact et non thermiques et des objets adaptés à divers matériaux. Il est considéré comme la solution la plus fiable et la plus efficace. Dans le même temps, le nettoyage au laser peut résoudre des problèmes qui ne peuvent pas être résolus avec les méthodes de nettoyage traditionnelles. Par exemple, lorsque la surface de la pièce à travailler contient des particules contaminantes inférieures au micron, ces particules ont tendance à adhérer étroitement, et les méthodes de nettoyage conventionnelles ne peuvent pas les éliminer. Le nettoyage avec des nano-lasers à la surface de la pièce est très efficace. De plus, étant donné que le laser sert à nettoyer la pièce sans contact, vous pouvez nettoyer en toute sécurité la pièce précise ou ses fines pièces, ce qui garantit sa précision. Par conséquent, le nettoyage au laser présente des avantages uniques dans l'industrie du nettoyage.
Pourquoi le laser peut-il être utilisé pour le nettoyage? Pourquoi ne nuit-il pas à l'objet à nettoyer? D'abord comprendre la nature du laser. En termes simples, le laser n'est pas différent de la lumière (lumière visible et invisible) qui nous accompagne, mais il utilise la cavité résonante pour concentrer la lumière dans la même direction et présente une longueur d'onde, une coordination, etc. plus simples. Les performances sont meilleures, de sorte que théoriquement, toutes les longueurs d'onde de la lumière peuvent être utilisées pour former le laser, mais elles sont en réalité limitées par le peu de supports pouvant être excités. Les sources laser capables de produire de manière stable et convenant à la production industrielle sont donc assez limitées. Les lasers Nd: YAG, les lasers CO2 et les lasers excimères sont probablement très utilisés. Comme les lasers Nd: YAG peuvent mieux convenir aux applications industrielles via la transmission par fibre optique, ils sont également utilisés dans le nettoyage laser.
3. Les avantages du nettoyage de surface au laser
Par rapport aux méthodes de nettoyage traditionnelles telles que le nettoyage par friction mécanique, le nettoyage par corrosion chimique, le nettoyage par impact solide solide liquide et le nettoyage par ultrasons à haute fréquence, le nettoyage au laser présente des avantages évidents.
3.1 Le nettoyage au laser est une méthode de nettoyage "verte". Il ne nécessite pas l'utilisation de produits chimiques ou de liquides de nettoyage. Les déchets nettoyés sont essentiellement de la poudre solide, de petite taille, faciles à stocker, recyclables et faciles à nettoyer par nettoyage chimique. Problèmes de pollution de l'environnement posés par 3.2. Les méthodes de nettoyage traditionnelles sont souvent le nettoyage par contact. Il y a une force mécanique sur la surface de l'objet à nettoyer. La surface de l'objet endommagé ou le moyen de nettoyage adhère à la surface de l'objet à nettoyer et ne peut pas être enlevé. Nettoyage au laser sous pollution, non abrasif et sans contact pour résoudre ces problèmes; 3.3 laser peut être transmis à travers la fibre optique, et les robots et les robots pour faciliter, pour atteindre le fonctionnement à longue distance, peuvent nettoyer la méthode traditionnelle est pas facile à atteindre le site, Cela peut être utilisé dans certains endroits dangereux pour assurer la sécurité personnel; 3.4 Le nettoyage au laser peut éliminer divers types de contaminants à la surface de divers matériaux pour atteindre la propreté que le nettoyage conventionnel ne peut pas atteindre. De plus, il peut également nettoyer sélectivement les contaminants à la surface du matériau sans endommager la surface du matériau. 3.5 Le nettoyage au laser est très efficace et fait gagner du temps. 3.6 Bien que le système de nettoyage au laser soit plus performant que lors du précédent investissement ponctuel, il est nettoyé. Le système peut être utilisé de manière stable pendant une longue période et son coût de fonctionnement est faible. Prenons par exemple le LASERLASTE de Quantel, le coût d’exploitation par heure n’est que d’environ 1 euro et, plus important encore, il peut être facilement automatisé.
Le principe du nettoyage de surface au laser
Le processus de nettoyage au laser Nd: YAG pulsé repose sur les caractéristiques des impulsions lumineuses générées par le laser, basées sur la réponse photophysique provoquée par l'interaction entre le faisceau de haute intensité, le laser à impulsions courtes et la couche de contamination. Le principe physique peut être résumé comme suit:
a) Le faisceau laser émis par le laser est absorbé par la couche de contamination sur la surface à traiter. b) L'absorption de grandes énergies forme un plasma en expansion rapide (gaz instable fortement ionisé), générant des ondes de choc. c) Les ondes de choc contaminent et éliminent les contaminants. d) La largeur de l'impulsion lumineuse doit être suffisamment courte pour éviter une accumulation de chaleur susceptible d'endommager la surface traitée. e) Des expériences montrent que lorsqu'un oxyde est présent à la surface du métal, un plasma est généré à la surface du métal.
Le plasma est généré uniquement lorsque la densité d'énergie est supérieure au seuil, ce qui dépend de la couche de contaminant ou de la couche d'oxyde éliminée. Cet effet de seuil est très important pour le nettoyage efficace du matériau de base. Il existe un deuxième seuil pour l'apparition du plasma. Si la densité d'énergie dépasse ce seuil, le matériau de base sera détruit. Afin de garantir un nettoyage efficace du matériau du substrat, les paramètres du laser doivent être ajustés en fonction des conditions, de sorte que la densité d'énergie de l'impulsion lumineuse se situe strictement entre deux seuils.
Chaque impulsion laser élimine une certaine épaisseur de la couche de contamination. Si la couche de contamination est épaisse, plusieurs impulsions sont nécessaires pour le nettoyage. Le nombre d'impulsions nécessaires pour nettoyer la surface dépend du degré de contamination de la surface. Un résultat important produit par les deux seuils est la maîtrise de soi du nettoyage. Les impulsions lumineuses dont la densité d'énergie dépasse un premier seuil éliminent toujours les contaminants jusqu'à ce que le substrat soit atteint. Cependant, du fait que sa densité d'énergie est inférieure au seuil d'endommagement du matériau de base, la base n'est pas endommagée.
5. Application pratique du nettoyage au laser
Le nettoyage au laser peut être utilisé non seulement pour nettoyer les contaminants organiques, mais également pour nettoyer les matériaux inorganiques, notamment la corrosion des métaux, les particules métalliques et la poussière. Ce qui suit décrit certaines applications pratiques. Ces technologies ont été très matures et ont été largement utilisées.
5.1 nettoyage du moule:
Chaque année, les fabricants de pneus du monde entier fabriquent des centaines de millions de pneus. Les moules de pneus utilisés dans le processus de production doivent être nettoyés rapidement et de manière fiable pour éviter les temps d'arrêt. Les méthodes de nettoyage classiques incluent le sablage au jet, le nettoyage par ultrasons ou au dioxyde de carbone, mais ces méthodes doivent généralement être refroidies dans un moule chaud pendant plusieurs heures, puis transférées vers l'équipement de nettoyage pour le nettoyage. Le nettoyage prend beaucoup de temps et peut facilement endommager la moisissure Les solvants chimiques et le bruit peuvent également causer des problèmes de sécurité et de protection de l'environnement. L'utilisation de méthodes de nettoyage au laser, le laser pouvant être transmis à l'aide d'une fibre optique, son utilisation est donc très flexible; parce que la méthode de nettoyage au laser peut être utilisée pour connecter la fibre optique au coin aveugle de la puce ou difficile à nettoyer les pièces à nettoyer, donc facile à utiliser; En raison du caoutchouc et sans gazéification, aucun gaz toxique ne sera produit, ce qui affectera la sécurité de l'environnement de travail. La technologie de nettoyage au laser des moules de pneu a été largement adoptée dans l'industrie du pneu en Europe et en Amérique. Bien que le coût d'investissement initial soit élevé, il est possible de récupérer rapidement les avantages liés à la réduction du temps d'attente, aux dommages causés par les moisissures, à la sécurité du travail et à la sauvegarde des matières premières. Selon le système de nettoyage au laser LASERLASTE de Quantel Corporation, les tests de nettoyage effectués sur la chaîne de production de Shanghai Shuangqin Trucking Tire Co., Ltd ont montré que le moule d'un pneu de camion de grande taille peut être nettoyé en ligne en seulement 2 heures. Par rapport aux méthodes de nettoyage conventionnelles, les avantages économiques sont évidents.
La couche de film élastique anti-adhésive sur les moules de l'industrie alimentaire doit être remplacée régulièrement pour assurer l'hygiène. L'utilisation d'un nettoyage au laser sans produits chimiques est également particulièrement adaptée à cette application.
5.2 Nettoyage de l'équipement d'arme:
La technologie de nettoyage au laser est largement utilisée dans la maintenance des armes. L'utilisation d'un système de nettoyage au laser peut éliminer la rouille et les polluants de manière efficace et rapide, et permet de sélectionner des sites de nettoyage pour réaliser un nettoyage automatique. L'utilisation du nettoyage au laser a non seulement un degré de propreté supérieur à celui du processus de nettoyage chimique, mais elle endommage également peu la surface de l'objet. Le LASERLASTE de Quantel peut également former un film protecteur d'oxyde dense ou une couche de métal en fusion à la surface d'objets métalliques en définissant différents paramètres pour améliorer la résistance de surface et la résistance à la corrosion. Les déchets éliminés par laser ne polluent pas beaucoup l'environnement et peuvent également être exploités à distance, ce qui réduit efficacement les dommages pour la santé des opérateurs.
5.3 enlèvement de la peinture d'aéronef:
Le système européen de nettoyage au laser est utilisé depuis longtemps dans le secteur de l'aviation. La surface de l'aéronef sera repeinte après un certain temps, mais la peinture d'origine doit être complètement enlevée avant de peindre. La méthode traditionnelle d'élimination mécanique de la peinture est susceptible de causer des dommages à la surface métallique de l'aéronef et de créer des dangers cachés pour la sécurité du vol. Si plusieurs systèmes de nettoyage au laser sont utilisés, la peinture à la surface d'un Airbus A320 peut être complètement éliminée en deux jours sans endommager la surface métallique.
5.4 Nettoyage des murs extérieurs des bâtiments:
Avec le développement rapide de l'économie chinoise, de plus en plus de gratte-ciels ont été installés et le problème du nettoyage des murs extérieurs des bâtiments est devenu de plus en plus important. Le système de nettoyage au laser LASERLASTE permet un bon nettoyage des murs extérieurs des bâtiments au moyen de fibres optiques d’une longueur maximale de 70 mètres. La solution est qu'il peut effectivement nettoyer divers polluants sur différents types de pierre, de métal et de verre et qu'il est beaucoup plus efficace que le nettoyage conventionnel. Il peut également éliminer les taches et les taches sombres sur divers types de pierre dans les bâtiments. Système de nettoyage au laser LASERLASTE Les expériences de nettoyage effectuées sur les bâtiments et les monuments de pierre du temple Shaolin à la montagne Songshan indiquent que le nettoyage au laser protège très efficacement l'apparence des bâtiments anciens.
5.5 Nettoyage dans l'industrie électronique
L'industrie électronique utilise des lasers pour éliminer les oxydes: l'industrie électronique a besoin d'une décontamination de haute précision, particulièrement adaptée à la désoxydation au laser. Avant de souder la carte, les broches des composants doivent être complètement désoxydées pour assurer un contact électrique optimal. Les broches ne doivent pas être endommagées pendant le processus de décontamination. Le nettoyage au laser peut répondre aux exigences d'utilisation et l'efficacité est très élevée. Un seul faisceau laser est nécessaire pour une broche.
5.6 Nettoyage de précision dans l’industrie des machines de précision:
L’industrie des machines de précision doit souvent éliminer les esters et les huiles minérales utilisés pour la lubrification et la protection anticorrosion des pièces, généralement par des méthodes chimiques, tandis que le nettoyage chimique a encore souvent des résidus. La désestérification au laser peut éliminer complètement les esters et l'huile minérale sans endommager la surface des pièces. L'élimination des contaminants se fait par ondes de choc. La vaporisation explosive de fines couches d'oxydes à la surface de la pièce crée des ondes de choc qui entraînent l'élimination de la saleté plutôt que des interactions mécaniques. Le matériau est complètement désestérifié pour le nettoyage de pièces de machines industrielles aérospatiales. L'élimination de l'ester d'huile lors de l'usinage de pièces mécaniques peut également être nettoyée au laser.
5.7 Nettoyage de la conduite du réacteur:
Le système de nettoyage au laser est également utilisé pour le nettoyage de pipelines dans les réacteurs de centrales nucléaires. Il utilise une fibre optique pour introduire un faisceau laser de grande puissance dans le réacteur et élimine directement les poussières radioactives. Le matériel nettoyé est facile à nettoyer. Et comme il s’agit d’une opération longue distance, la sécurité du personnel peut être assurée.
En résumé, le nettoyage au laser joue un rôle important dans de nombreux domaines, tels que la construction automobile, le nettoyage de plaquettes de semi-conducteurs, le traitement et la fabrication de pièces de précision, le nettoyage d'équipements militaires, le nettoyage de murs extérieurs de bâtiments, la protection des vestiges culturels, le nettoyage de circuits imprimés et les pièces de précision. Le traitement, la fabrication, le nettoyage des écrans à cristaux liquides, les restes de chewing-gum et d’autres domaines peuvent jouer un rôle important.
