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关于激光清洗的原理及应用介绍

  激光清洗的原理比较复杂,可能同时包含物理过程和化学过程,在比较多的情况下是以物理过程为主,伴随着部分化学反应。主要过程可以归纳为三类,包括气化过程、冲击过程和振荡过程。激光清洗的应用与未来展望:激光清洗目前已广泛应用在众多工业领域中,包括航空航天、高铁、汽车、船舶、半导体、模具和核电等。部分应用案例如下:

模具激光清洗
 
  激光除漆可以应用于飞机、高铁等检修过程中的表面脱漆以及一些精密脱漆应用。在应用过程中需要注意激光对基材表面的损伤,选用合适的光源和外光路设计。在航空铝合金表面的除漆应用中,还要防止对铝合金表面阳极氧化膜的破坏,要保证在激光除漆的同时保护铝合金表面的阳极氧化膜。在进行大面积除漆时,满足一定的清洗效率也是开展生产应用的前提。
 
  激光除锈
 
  在很多大型钢结构、装备、基础设施的制造过程中,使用到大量的钢材。在钢材的运输和存放过程中,由于跟潮湿环境的接触、跟汗液的接触或跟其它腐蚀介质的接触,很容易在表面产生锈蚀。对局部的锈蚀,采用激光清洗技术是一种很好的选择。采用200W的MOPA脉冲光纤激光器进行除锈,效率可达到5-20平米/小时(视锈蚀程度而定),清洗样品如下图所示。
 
  模具清洗
 
  复合材料模具、轮胎模具和其他橡胶制品模具在使用过程中的定期清理可以采用激光清洗技术替代传统的人工打磨、干冰清洗或喷砂清洗等,以此来提高效率或降低成本。以轮胎模具清洗为例,采用激光清洗可使其在效率基本相当的情况下,使用成本不到干冰清洗的1/10。模具清洗的案例如下:
 
  除上述应用外,激光清洗技术在焊接预处理、涂镀层去除、油污清理等许多工艺上均有应用,很难逐一列举。总体上来讲,由于我国在研究与应用方面开展比欧美国家晚,在工业应用方面是落后于欧美国家的。据公开资料显示,美国已经将激光清洗技术成熟运用于F-16战斗机和C-130运输机的表面清洗中,英国罗罗公司生产的航空发动机中超几十个钛合金零部件的表面清洗技术都是采用激光清洗。而类似的应用,我们国内还处在初期的试验阶段,但由此也可以看出,大力发展激光清洗技术很有必要,也很有前景。
 
  大规模应用激光清洗技术还存在以下几个问题:
 
  第一,价格贵,设备前期投资高,有很多行业和用户用不起。很多传统制造业,面对动辄几十万或者上百万的价格,往往是望而却步。
 
  第二,激光清洗相比传统的清洗技术,比如喷砂和化学清洗的方式,效率还比较低。还有待开发更高功率的激光清洗设备,以实现高效的清洗过程。
 
  第三,针对高端的应用,缺少相应的工艺和配套的完整解决方案,行业需要吸纳更多包括激光应用、自动化、智能检测、软件等在内的专业人才。
 
  在先进制造成为国际竞争焦点的情况下,作为先进的激光应用技术,大力推动激光清洗技术的发展,既符合国家战略,又能带来实实在在的社会经济效益。随着技术不断地更新,市场应用的不断深入,上述问题可以得到很好地解决。激光清洗技术在工业领域应用潜力巨大,可以预见的市场体量也非常之大,未来将会成为最重要的激光应用技术之一。

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