Каква е разликата между непрекъснато лазерно почистване и импулсно лазерно почистване?

Лазерната технология за почистване, като ефективен и екологичен метод за почистване на повърхности, се дели основно на непрекъснато лазерно почистване и импулсно лазерно почистване в зависимост от различните методи на излъчване на лазера. Има значителни разлики между тях по отношение на механизмите на действие, процесните параметри, ефектите от почистването и приложните области.
I. Механизъм на действие
Непрекъснатото лазерно почистване използва лазерен лъч с постоянна изходна мощност, който непрекъснато облъчва повърхността на детайла. Механизмът за почистване се основава предимно на топлинния ефект. Когато замърсителите или покритията абсорбират лазерната енергия, температурата им постоянно нараства и те се отстраняват чрез процеси като стопяване, изпарение или топлинно разширение. Топлинното въздействие върху основата е сравнително непрекъснато и значително.
Импулсното лазерно почистване използва периодично излъчване на лазерни импулси с висока пикова мощност, като всеки импулс има изключително кратка продължителност (обикновено в наносекунди, пикосекунди или дори фемтосекунди). Механизмът на почистване комбинира топлинни и механични ефекти. Замърсителите бързо се нагряват, изпаряват или йонизират за изключително кратко време, генерирайки интензивни ударни вълни. Тези ударни вълни използват силата си, за да "разтърсят" замърсителите от повърхността на основата. Поради кратката продължителност на действието, топлината няма време да се разпространи значително към основата, така че зоната, засегната от топлина, е относително малка.
II. Основни параметри на процеса
Основните параметри на непрекъснатото лазерно почистване са лазерна мощност (във ватове, W) и скорост на сканиране. Чрез съчетаване на мощността и скоростта може да се контролира енергийният вход на единица площ (плътност на енергията).
Основните параметри на импулсното лазерно почистване са много по-сложни и включват предимно:
Енергия на импулса (џула, J): Енергията, съдържаща се в единичен импулс.
Ширина на импулса (секунди, s): Продължителността на единичен импулс, която определя плътността на мощността.
Честота на повторение (Херц, Hz): Броят на импулсите, изходящи за една секунда, което влияе върху ефективността на почистването.
Плътност на мощността (ват на квадратен сантиметър, W/cm²): Определя се от енергията на импулса и ширината на импулса и е ключов фактор за генериране на механични ефекти.
III. Ефект и характеристики на почистването
Ефективност на почистването: При една и съща средна мощност непрекъснатият лазер поради непрекъснатия си изход на енергия обикновено има по-висока скорост на премахване на материала и съответно по-висока ефективност на почистването. Ефективността на импулсния лазер е ограничена от честотата на повторение.
Топлинно въздействие: Непрекъснатият лазер осигурява голям и непрекъснат топлинен вход към подложката, което често води до топлинни повреди като стопяване, деформация и промени в микроструктурата. Този риск е особено висок за материали, чувствителни към топлина. Областта на топлинно въздействие при импулсен лазер е малка, което позволява „студена обработка“ и прави метода по-подходящ за почистване на прецизни и чувствителни към топлина компоненти.
Точност и контролируемост на почистването: Като се контролира енергията и количеството на отделните импулси, импулсният лазер може да постигне послоно премахване на замърсения слой, с по-висока точност на контрол и по-лесно извършване на селективно почистване без повреждане на подложката. Контролната точност на непрекъснатия лазер е относително по-ниска.
Обхват на приложение на механизма за почистване: Непрекъснатият лазер е по-подходящ за премахване на замърсители с относително слабо сцепление към основата или такива, които могат ефективно да бъдат премахнати чрез топлинни ефекти, като маслени петна, боя, гума и др. Механичният ударен ефект на импулсния лазер е по-ефективен за премахване на здраво залепнали частици (например прах, метални частици), оксидни слоеве и микроскопични частици.
Стоимост и сложност на оборудването: Импулсните лазери, особено ултракъсите импулсни лазери, обикновено имат по-висока техническа сложност и производствени разходи в сравнение с непрекъснатите лазери с еднаква средна мощност.
IV. Сценарии на приложение
Почистване с непрекъснат лазер: Този метод се използва често в мащабни, високоефективни макроскопични сценарии за почистване, като премахване на боя от корпуса на кораб, предварителна обработка на повърхности на големи стоманени конструкции и почистване на форми за гуми и др. Приложим е в области, където няма строги изисквания за топлинни повреди върху основата.
Импулсно лазерно почистване: Широко приложимо в областите на високоточната и с ниско ниво на повреди микропроцесна обработка и почистване, като например почистване на електронни компоненти, възстановяване на археологически артефакти, деинфекциране на прецизни форми, премахване на частици от повърхността на полупроводникови кристали и поддръжка на ключови компоненти в аерокосмическата промишленост.

Непрекъснато лазерно почистване и импулсно лазерно почистване са два технически подхода, базирани на различни физически механизми. Непрекъснатият лазер главно разчита на топлинни ефекти, с предимства като висока ефективност и почистване на големи площи; импулсният лазер комбинира топлинни и механични ефекти, като основното му предимство е високата точност и ниското топлинно повреждане. При практическото приложение трябва да се вземат предвид комплексно характеристиките на материала на обекта за почистване, видът на замърсителите, изискванията за точност и толерантността към топлинни ефекти, за да се избере подходящата технология.