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激光清洗行业未来前景如何?是盈利还是亏损?行业大佬深度解读

发布:2022-03-15 12:27作者:www.huyunjituan.com点击:1031次

激光清洗行业未来前景如何?是盈利还是亏损?行业大佬深度解读。我国制造业的表面处理能力长期落后于生产,这也严重限制了生产过程从小到大的进程。随着“十四五”规划的实施,先进制造业尤其是节能减排领域对先进技术的需求更加突出。在表面处理领域,中国迫切需要技术和工艺的全面现代化。一般清洗方法如下:机械摩擦清洗、干式腐蚀清洗、高压清洗、高频超声波清洗等,但是这些方式不仅清洗周期长,而且难以实现自动化,对环境造成不良影响,达不到预期效果。 激光清洁效果适合精细加工需求。
然而,当环保、高效和高精度之间的矛盾越来越大时,它们的应用受到了严重质疑。与此同时,各种利用环境效益并适用于高纯度零件的清洗技术也应运而生,其中就包括激光清洗技术。
激光清洗的概念
激光清洗是一种技术,其中聚焦的激光撞击材料表面,使其快速蒸发或去除表面的污染物,从而清洁材料表面。与许多传统的物理或化学清洗方法相比,激光清洗具有非接触、无磨损、无污染、精度高、无损、或轻微易损等特点,是下一代工业清洗技术的绝佳选择。 † 采用。
激光清洗的原理
激光清洗的原理比较复杂,可以涉及物理和化学过程。在大多数情况下,主要过程由涉及许多化学反应的物理过程组成。主要过程可分为气化过程、冲击过程和振动过程三类。
激光清洗的过程
当高能激光照射材料表面时,表面吸收激光能量并将其转化为内能,使表面温度迅速升高,升至材料蒸发温度以上,从而分离杂质。材料表面的蒸汽。当激光辐射对表面污染物的吸收率超过基板的吸收率时,通常会发生选择性蒸发。通常的应用是去除石头表面的污垢。如下图所示,岩石表面的污染物强烈吸收激光辐射并迅速蒸发。通过去除污垢和激光束到石材表面,吸收低,更多的激光能量从石材表面损失,石材表面的温度变化小,石材的石材表面就是石头。保护免受损坏。
当使用紫外激光去除有机污染物时,会发生一个典型的化学过程,也称为激光烧蚀。紫外激光具有短波长和高光子能量。例如,KrF 准分子激光器的波长为 248 nm,光子能量高达 5 eV,是 CO2 激光器光子能量 (0.12 eV) 的 40 倍。如此高的光子能量足以破坏有机物的分子键;因此 UC、CH、CO 等。分解成有机杂质,吸收激光光子的能量,导致气化并通过表面热解去除。
过程的影响
冲击过程是激光与材料相互作用时发生的一系列反应,之后在材料表面形成冲击波。由于冲击波,表面污染物分解并变成使表面失去光泽的灰尘或污垢。产生冲击波的机制有很多,包括等离子体、蒸汽和快速热膨胀和收缩。以等离子冲击波为例,很容易理解激光清洗的冲击过程是如何去除表面污染物的。在脉冲持续时间非常短(所谓)和峰值功率(107-1010 W / cm2)的激光器中,即使表面吸收激光并立即达到蒸发温度,表面温度仍然会急剧上升。材料表面上方的蒸汽在上方。蒸气的温度可以在 104 到 105 K 之间变化,允许蒸气本身或周围空气的电离以形成等离子体。等离子体阻止激光到达材料表面,可以阻止表面材料的蒸发,但等离子体继续吸收激光能量,温度保持较高,导致局部超状态。 - 高温和高压,立即在材料表面产生 1 至 100 kbar 的压力。效果在材料中逐渐消失。暴露于冲击波的表面污染物分解成小的尘粒、颗粒或碎片。当激光移出照明区域时,产生局部真空的等离子体消失,固体颗粒或污染物从表面去除。
振动过程
使用短脉冲,材料会迅速升温和冷却。因为不同的材料在暴露于短脉冲激光时具有不同的热膨胀系数,所以表面和基板污染物会经历高热膨胀率和不同程度的暴露。收缩,这会引起振动,从而导致污染物从表面分离。设备。在此冲洗过程中,材料不得蒸发或形成等离子体。相反,在杂质和基板之间的界面处产生的位移会振动并破坏杂质和基板之间的结合。 † 研究表明,激光距离角的小幅增加可以增加污染物与基板界面之间的激光接触,降低激光清洁度极限,增加振动效果。更高的效率。但是,行程角度不应该太大。过大的距离角会降低作用在材料表面的能量密度和激光的清洁能力。
激光清洗的工业应用
1、形式:
激光可实现非接触式模具清洗,对模具表面非常安全,保证精度,去除常规清洗方法无法去除的亚微米级污垢颗粒,实现真正的污染。免费、高效、优质的清洁。
2、家具行业
精密机械加工行业往往需要去除用于润滑和控制零件腐蚀的酯类和矿物油,多使用化学试剂,干洗常会留下残留物。激光固化可完全去除酯类和矿物油,而不会损坏组件表面。激光有助于零件表面上的爆炸性薄氧化层气化,产生去除污染物而不是机械相互作用的冲击波。
3.铁路行业
目前,金属只用砂轮和砂带焊接。表面损伤高,残压高,每年大量消耗磨损的轮胎零件,成本高,对环境造成严重的粉尘污染。激光清洗可为我国金属快速生产提供优质高效的环保清洗技术,解决上述问题,去除无缝、痕孔、灰点等焊接缺陷,提高我国的​​稳定性和安全性。 - 高速火车。
4. 航空业
水平面必须在几个小时后重新粉刷,但在粉刷前必须完全去除原来的旧漆。化学浸泡/清洗是航空航天工业中一种主要的油漆去除方法。这种方法会产生大量的辅助化学废物,因此无法在现场进行维护和处置。这个过程对健康是一个沉重而有害的负担。高质量的激光清洗使机器的外表面可以涂漆,并且可以在生产过程中轻松实现自动化。该技术目前用于国外一些先进机型的操作。
5、造船业
目前,喷砂法主要用于清理船舶,扬尘对环境造成严重污染,已被淘汰,导致造船减少甚至停止。激光清洗技术为容器表面的防腐喷涂提供了一种环保的清洗方案。
现代制造业现在处于国际竞争的前沿。激光生产是我国“十三五”期间的一项重要活动。激光清洗技术作为一种先进的激光制造技术,在行业发展中具有巨大的应用潜力和高度发展。激光清洗技术对提高我国在激光制造技术和先进装备方面的国际竞争力,对经济社会发展具有重要的战略意义。
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