鐳射清洗技術的原理有哪些須知

　　相信很多人對於鐳射技術都是很熟悉的，因為使用鐳射清洗能夠很快的將件難以清洗的物品清洗乾淨，那麼你知道有哪些鐳射清洗的原理嗎?以下是小編為你整理的鐳射清洗技術的原理，希望能幫到你。

　　鐳射清洗技術的原理

　　脈衝式的

　　a***鐳射器發射的光束被需處理表面上的汙染層所吸收。

　　b***大能量的吸收形成急劇膨脹的等離子體***高度電離的不穩定氣體***，產生衝擊波。

　　c***衝擊波使汙染物變成碎片並被剔除。

　　d***光脈衝寬度必須足夠短，以避免使被處理表面遭到破壞的熱積累。

　　e***實驗表明當金屬表面上有氧化物時，等離子體產生於金屬表面。

　　等離子體只在能量密度高於閾值的情況下產生，這個閾值取決於被去除的汙染層或氧化層。這個閾值效應對在保證基底材料安全的情況下進行有效清潔非常重要。等離子體的出現還存在第二個閾值。如果能量密度超過這一閾值，則基底材料將被破壞。為在保證基底材料安全的前提下進行有效的清潔，必須根據情況調整鐳射引數，使光脈衝的能量密度嚴格處於兩個閾值之間。

　　鐳射清洗主要方法

　　①鐳射乾洗法，即採用脈衝鐳射直接輻射去汙;

　　②鐳射+液膜方法，即首先沉積一層液膜於基體表面，然後用鐳射輻射去汙;

　　③鐳射+惰性氣體的方法，即在鐳射輻射的同時，用惰性氣體吹向基體表面，當汙物從表面剝離後會立即被氣體吹離表面，以避免表面再次汙染和氧化;

　　④運用鐳射使汙垢鬆散後，再用非腐蝕性化學方法清洗。

　　最常用的是前3種方法。第4種方法僅見於石質文物的清洗中。

　　國際上，鐳射清洗技術對石質材料的應用已有十幾年的歷史。在我國，石質材料的鐳射清洗起步較晚。由於鐳射裝置的投資還較為昂貴，普遍化應用還有一定難度。但是鐳射清洗技術具有傳統清洗方法無法比擬的優點，隨著技術的不斷完善和裝置的批量化生產，鐳射清洗技術必將在石質材料的清洗業中發揮重要的作用。

　　鐳射清洗實際應用

　　鐳射清洗不但可以用來清洗有機的汙染物，也可以用來清洗無機物，包括金屬的鏽蝕、金屬微粒、灰塵等。下面介紹一些實際應用情況，這些技術已非常成熟，已被廣泛應用。

　　1、模具的清洗：

　　每年全世界的輪胎生產企業製造數億個輪胎，生產過程中輪胎模具的清洗必須迅速可靠，以節省停機的時間。傳統的清洗方法包括噴沙、超聲波或二氧化碳清洗等，但這些方法通常必須在高熱的模具經數小時冷卻後，再移往清洗裝置進行清潔，清潔所需的時間長，並容易損害模具的精度，化學溶劑及噪聲還會產生安全和環保等問題。利用鐳射清洗方式，由於鐳射可利用光纖來傳輸，因此在使用上深具彈性;由於鐳射清洗方式可用光纖連線而將光導至模具的死角或不易清除的部位進行清洗，因此使用方便;由於橡膠並無氣化，因此不會產生有毒害的氣體，影響工作環境的安全。鐳射清洗輪胎模具的技術已經大量在歐美的輪胎工業中被採用，雖然初期投資成本較高，但可在節省待機時間、避免模具損壞、工作安全及節省原材料上所獲得的收益迅速得到回收。根據Quantel公司的LASERLASTE鐳射清洗系在上海雙錢載重輪胎公司生產線上進行的清洗試驗表明，僅需2個小時就可以線上清洗一套大型載重輪胎的模具。和常規清洗方法相比，經濟效益是顯而易見的。

　　食品工業模具上防粘的彈性膜層需要定期更換以保證衛生，不用化學試劑而使用鐳射清洗也特別適合這種應用。

　　2、武器裝備的清洗：

　　鐳射清洗技術在武器維護保養上廣泛應用。採用鐳射清洗系統，可以高效、快捷地清除鏽蝕、汙染物，並可以對清除部位進行選擇，實現清洗的自動化。採用鐳射清洗，不但清潔度高於化學清洗工藝，而且對於物體表面幾乎無損害。Quantel公司的LASERLASTE通過設定不同引數，還可以在金屬物體表面形成一層緻密的氧化物保護膜或金屬熔融層，提高表面強度和耐腐蝕性。鐳射清除的廢料對環境基本上不構成汙染，還可以進行遠距離操作，有效減少了對操作人員的健康損害。

　　3、飛機舊漆的清除：

　　在歐洲鐳射清洗系統早已應用在航空工業中。飛機的表面過一定時間後要重新噴漆，但是噴漆之前需要將原來的舊漆完全除去。傳統的機械清除油漆法容易對飛機的金屬表面造成損傷，給安全飛行帶來隱患。如採用多個鐳射清洗系統，可在兩天之內將一架A320空中客車表面的漆層完全除掉，且不會損傷到金屬表面。

　　4、樓宇外牆的清洗：

　　隨著我國經濟的飛速發展，越來越多的摩天大樓被建立起來，大樓外牆的清潔問題日益凸現，LASERLASTE鐳射清洗系統通過最長70米的光纖對建築物外牆的清洗提供了很好的解決方法，它可以對各種石材、金屬、玻璃上的各種汙染物進行有效清洗，且比常規清洗效率高很多倍。還可以對建築物的各種石材上的黑斑、色斑進行清除。LASERLASTE鐳射清洗系統在嵩山少林寺對建築物、石碑進行的清洗試驗表明，採用鐳射清洗對保護古建築恢復外觀效果非常好。

　　5、電子工業中的清洗

　　電子工業使用鐳射去除氧化物：電子工業需要高精度地去汙，特別適合採用鐳射去氧化物。在電路板焊接前，元件針腳必須徹底去氧化物以保證最佳的電接觸，在去汙過程中還不能損壞針腳。鐳射清洗可以滿足使用要求，且效率很高，一個針腳只需照射一次鐳射。

　　6、精密機械工業中的精確去酯清洗：

　　精密機械工業常常需對零件上用來潤滑和抗腐蝕的酯類及礦物油加以清除，通常是用化學方法，而化學清洗往往仍有殘留物。鐳射去酯可以將酯類及礦物油完全去除，不損傷零件表面。其汙染物去除是由衝擊波完成，零件表面氧化物薄層爆炸性氣化形成了衝擊波，導致汙物去除，而非機械互作用。材料徹底去酯用於航天工業機械零件的清理。機械零件加工中的油酯去除同樣可採用鐳射清洗。

　　7、核電站反應堆內管道清洗：

　　鐳射清洗系統還應用於核電站反應堆內管道的清洗。它採用光導纖維，將高功率鐳射束引入反應堆內部，直接清除放射性粉塵，清洗下來的物質清理方便。而且由於是遠距離操作，可以確保工作人員的安全。

　　綜上所述，鐳射清洗在很多領域發揮著重要作用，並且在汽車製造、半導體晶圓片清洗、精密零件加工製造、軍事裝備清洗、建築物外牆清洗、文物保護、電路板清洗、精密零件加工製造、液晶顯示器清洗、口香糖殘跡去除等領域均可發揮重要作用。