Hvad er forskellen mellem kontinuerlig laserrengøring og pulseret laserrengøring?

Laserrengørings teknologi, som en effektiv og miljøvenlig metode til overfladerengøring, opdeles hovedsageligt i kontinuerlig laserrengøring og pulseret laserrengøring baseret på de forskellige uddannelsesmetoder for laseren. Der er betydelige forskelle mellem de to med hensyn til deres virkningsmekanismer, procesparametre, rengøringsresultater og anvendelsesområder.
I. Virkningsmekanisme
Kontinuerlig laserrengøring bruger en laserstråle med konstant outputeffekt til at kontinuerligt bestråle overfladen af emnet. Dens rengøringsmekanisme bygger primært på varmevirkningen. Når forureninger eller belægninger absorberer laserenergien, stiger temperaturen konstant, og de fjernes til sidst gennem processer såsom smeltning, fordampning eller termisk udvidelse. Varmepåvirkningen på underlaget er relativt kontinuerlig og dybtgående.
Pulslaserrengøring anvender periodisk output af højtoppeffekt laserimpulser, hvor hver puls har en ekstremt kort varighed (typisk i nanosekunder, pikosekunder eller endda femtosekunder). Rengøringsmekanismen kombinerer termiske og mekaniske effekter. Forureningerne opvarmes hurtigt, fordampes eller ioniseres inden for en meget kort tidsperiode og genererer intense chokbølger. Disse chokbølger udnytter deres kraft til at 'ryste' forureningerne væk fra overfladen af underlaget. På grund af den korte varighed af handlingen når varmen ikke at blive ledt ud til underlaget, således er den varmeberørte zone relativt lille.
II. Nøgleprocessparametre
De centrale parametre for kontinuerlig laserrengøring er laser-effekt (watt, W) og skanningshastighed. Ved at afstemme effekt og hastighed kan energitilførslen pr. arealenhed (energitæthed) kontrolleres.
De centrale parametre for pulslaserrengøring er meget mere komplekse og omfatter hovedsageligt:
Pulsenergi (joule, J): Energien i en enkelt puls.
Pulsbredde (sekunder, s): Varigheden af en enkelt puls, som bestemmer effekttætheden.
Repetitionfrekvens (Hertz, Hz): Antallet af pulser udgivet per sekund, hvilket påvirker rengøringshastigheden.
Effekttæthed (watt pr. kvadratcentimeter, W/cm²): Den bestemmes af både pulsenergi og pulsbredde og er den afgørende faktor for generering af mekaniske effekter.
III. Rengøringseffekt og karakteristika
Rengøringshastighed: Ved samme gennemsnitlige effekt har kontinuert laser på grund af dens ubrudte energiudsendelse typisk en højere materialefjernelseshastighed og dermed en højere rengøringshastighed. Rengøringshastigheden for pulseret laser er begrænset af repetitionfrekvensen.
Varmepåvirkning: Den kontinuerte laser yder en stor og vedvarende varmetilførsel til underlaget, hvilket let kan forårsage termisk skade på underlaget, såsom smeltning, deformation og ændringer i mikrostrukturen. Risikoen er særlig høj for materialer, der er følsomme over for varme. Det termiske påvirkningsområde for pulseret laser er lille, hvilket gør det muligt at udføre "koldbearbejdning", og dermed er det mere velegnet til rengøring af præcise og varmefølsomme komponenter.
Rengøringspræcision og styrebarhed: Ved at regulere energi og mængde af individuelle puls, kan pulseret laser opnå lagvis fjernelse af forureningsslaget, med højere kontrolpræcision og lettere realisering af selektiv rengøring uden beskadigelse af underlaget. Kontrolpræcisionen for kontinuert laser er relativt lavere.
Anvendelsesområde for rengøringsmekanisme: Kontinuert laser er mere velegnet til at fjerne forureninger med relativt svag binding til underlaget eller sådanne, der kan fjernes effektivt gennem termiske virkninger, såsom olieflekker, maling, gummi osv. Den mekaniske impaktsvirkning af pulseret laser er mere effektiv til at fjerne fast tilhæftende partikler (såsom støv, metalpartikler), oxidlag og mikroskopiske partikler.
Udstyrsomkostninger og kompleksitet: Pulsede lasere, især ultrakorte puls-lasere, har generelt en højere teknisk kompleksitet og fremstillingsomkostninger end kontinuerte lasere med samme gennemsnitlige effekt.
IV. Anvendelsesscenarier
Kontinuert laserrengøring: Denne metode anvendes typisk i store, højeffektive makroskopiske rengøringsopgaver, såsom skrogs malingssnedning, forbehandling af store stålkonstruktioners overflader og rengøring af dækforme osv. Den er relevant i områder, hvor der ikke er strenge krav til termisk beskadigelse af underlaget.
Pulseret laserrengøring: Anvendes bredt inden for højpræcisions- og lavskade mikrobehandling og rengøring, såsom rengøring af elektroniske komponenter, restaurering af kulturarv, desinfektion af præcisionsforme, fjernelse af partikler fra overfladen af halvlederwafer og vedligeholdelse af nøglekomponenter i luft- og rumfart.

Kontinuerlig laserrengøring og pulseret laserrengøring er to tekniske løsninger baseret på forskellige fysiske mekanismer. Kontinuerlig laser fungerer primært ved termiske effekter og har fordele som høj effektivitet og mulighed for rengøring over store arealer; pulseret laser kombinerer termiske og mekaniske effekter, hvor den centrale fordel er høj præcision og lav termisk belastning. I praktiske anvendelser skal faktorer som materialers egenskaber hos det objekt, der skal rengøres, typen af forurening, krav til præcision samt tolerancen over for termiske effekter vurderes samlet, og den passende teknologi vælges ud fra dette.