Mis on pideva laserpuhastuse ja impulss-laserpuhastuse erinevus?

Laserpuhastustehnoloogia, mis on tõhus ja keskkonnasõbralik viis pindade puhastamiseks, jaguneb peamiselt pidevaks laserpuhastuseks ja impulss-laserpuhastuseks vastavalt laseri erinevatele väljundviisidele. Neid kahte tüüpi eristab oluliselt toimemehhanism, protsessiparameetrid, puhastustulemused ning rakendusvaldkonnad.
I. Toimemehhanism
Pidev laserpuhastus kasutab pideva võimsusega laserkiirt, mis pidevalt töötlehtedele pinnale mõjub. Selle puhastusmehhanism põhineb peamiselt soojusefektil. Kui saasteained või kihid imenduvad laserenergiat, tõuseb nende temperatuur pidevalt ja lõpuks eemaldatakse need sulamise, aurustumise või soojuslaienemise teel. Soojusmõju aluspinnale on suhteliselt pidev ja sügav.
Impulssed laserpuhastus kasutab perioodilist kõrge tippvõimsusega laserimpulsside väljundit, millest igaüks kestab äärmiselt lühikest aega (tavaliselt nanosekundites, pikosekundites või isegi femtosekundites). Puhastusmehhanism ühendab soojuslikke ja mehaanilisi efekte. Saastrupud kiiresti soojenevad, aurustuvad või ioniseeruvad äärmiselt lühikese aja jooksul, tekitades intensiivseid šokklaineid. Need šokklained kasutavad oma jõudu saasteainete "vibratsiooniks" alusmaterjalile. Kuna toimimisaeg on lühike, ei jõua soojus ulatuslikult alusmaterjali levida, seega on soojusest mõjutatud tsoon suhteliselt väike.
II. Olulised protsessiparameetrid
Pideva laserpuhastuse põhiparameetrid on laseri võimsus (vattides, W) ja skaneerimiskiirus. Võimsuse ja kiiruse sobitamisel saab kontrollida energia sisendit ruumalaühiku kohta (energiatihedus).
Impulssed laserpuhastuse põhiparameetrid on palju keerulisemad ning hõlmavad peamiselt:
Impulsienergia (džaul, J): Energia, mis sisaldub ühes impulssis.
Impulsi laius (sekundites, s): Ühe impulsi kestus, mis määrab võimsustiheduse.
Kordussagedus (hertsides, Hz): Iga sekundi jooksul väljastatud impulsside arv, mis mõjutab puhastamise efektiivsust.
Võimsustihedus (vattides ruutsentimeetri kohta, W/cm²): Seda määravad nii impulsienergia kui ka impulsi laius, ja see on peamine tegur mehaaniliste efektide tekitamisel.
III. Puhastusmõju ja omadused
Puhastusefektiivsus: Samal keskmisel võimsusel on pideva laseri puhul, tänu katkematule energiaväljundile, tavaliselt kõrgem materjali eemaldamise kiirus ning seega ka kõrgem puhastusefektiivsus. Impuls-laseri puhastusefektiivsust piirab kordussagedus.
Soojusmõju: Pidev laser annab alusele suure ja pideva soojusenergia, mis võib põhjustada aluse kuumuskahjustusi, nagu sulamine, deformatsioon ja mikrostruktuuri muutused. See oht on eriti suur materjalide puhul, mis on tundlikud soojuse suhtes. Impulsslasers on soojusmõjude piirkond väike, võimaldades „külma töötlemist“, mistõttu see sobib paremini täpsete ja soojuse tundlike komponentide puhastamiseks.
Puhastustäpsus ja juhtivus: Kontrollides üksikute impulsside energiat ja kogust, saab impulsslaserga saavutada mustusekihi kihihaaval eemaldamise, mis tagab kõrgema juhtimistäpsuse ja lihtsama valikulise puhastuse teostamise ilma aluse kahjustamata. Pideva laseri juhtimistäpsus on suhteliselt madalam.
Puhastusmehhanismi rakendusalad: Pidev laser on sobivam saasteainete eemaldamiseks, mille sidumisjõud alusega on suhteliselt nõrk või mida saab tõhusalt eemaldada termiliste efektide kaudu, näiteks õlijäägid, värvid, kumm jne. Impulss-laseri mehaaniline löökefekt on tõhusam tugevalt kinnitunud osakeste (näiteks tolm, metallipartiklid), oksiidkihiste ja väikeste osakeste eemaldamisel.
Seadmete maksumus ja keerukus: Impulss-lasereid, eriti ultralühikesed impulss-lasereid, peetakse tehniliselt keerukamaks ja kallimaks valmistada kui sama keskmise võimsusega pidevlasereid.
IV. Rakendussenaarid
Pidev laserpuhastus: Seda meetodit kasutatakse tavaliselt suuremahulistes, kõrge tootlikkusega makroskoopilistes puhastustes, näiteks laevakorpuselt värvi eemaldamine, suurte teraskonstruktsioonide pinna eeltöötlus ja rehvivormide puhastamine jne. See on sobiv siis, kui alusele tekkinud soojuskahjustuse suhtes pole rangeid nõude.
Impulss-laserpuhastus: lõimitud kõrge täpsuse ja väikese kahju andmebaaside mikrotöötluse ja puhastuse valdkondadesse, näiteks elektroonikakomponentide puhastus, kultuuripärandi taastamine, täppisvormide dekontamineerimine, osakeste eemaldamine pooljuhtplaatide pinnalt ning lennuruumi oluliste komponentide hooldus.

Pidev laserpuhastus ja impulss-laserpuhastus on kaks erinevate füüsikamehhanismide põhinevat tehnoloogilist lahendust. Pidev laser toetub peamiselt soojusefektile, mille eeliseks on kõrge efektiivsus ja suurel alal puhastamine; impulss-laser kombineerib soojus- ja mehaanilisi efekte, mille tuumaks on kõrge täpsus ja madal soojuskahju. Praktilistes rakendustes tuleb hoolikalt kaaluda selliseid tegureid nagu puhastatava objekti materjal, saaste tüüp, täpsusnõuded ja soojusefektide taluvus, et valida sobiv tehnoloogia.