Mi a különbség a folyamatos lézeres tisztítás és az impulzus lézeres tisztítás között?

A lézeres tisztítási technológia, mint hatékony és környezetbarát felülettisztítási módszer, főként a lézer különböző kimeneti módjai alapján folyamatos és impulzusos lézeres tisztításra oszlik. Lényeges különbségek vannak a két típus között az alkalmazott mechanizmus, a folyamatparaméterek, a tisztítási eredmények és az alkalmazási területek tekintetében.
I. Hatásmechanizmus
A folyamatos lézeres tisztítás olyan lézernyalábot használ, amely állandó kimenő teljesítménnyel folyamatosan megvilágítja a munkadarab felületét. A tisztítás mechanizmusa főként a hőhatáson alapul. Amikor a szennyeződések vagy bevonatok elnyelik a lézerenergiát, hőmérsékletük folyamatosan emelkedik, végül olvadás, elpárolgás vagy hőtágulás révén eltávolítódnak. A hőhatás az alapanyagra viszonylag folyamatos és mélyen ható.
Az impulzusos lézeres tisztítás periodikusan kibocsátja a nagy csúcsteljesítményű lézerimpulzusokat, amelyek mindegyike rendkívül rövid ideig tart (általában nanomásodperces, pikomásodperces vagy akár femtomásodperces szinten). A tisztítási mechanizmus hőtani és mechanikai hatások kombinációjából áll. A szennyeződések rendkívül rövid idő alatt gyorsan felmelegednek, elpárolognak vagy ionizálódnak, intenzív ütőhullámokat generálva. Ezek az ütőhullámok erővel „levibrálják” a szennyeződéseket az alapanyag felületéről. Mivel a hatás időtartama rövid, a hő nem jut el széles körben az alapanyagba, így a hőhatás zónája viszonylag kicsi.
II. Fő folyamatparaméterek
A folyamatos lézeres tisztítás alapvető paraméterei a lézerteljesítmény (watt, W) és a pásztázási sebesség. A teljesítmény és sebesség összeegyeztetésével szabályozható az egységnyi felületre jutó energia (energiasűrűség).
Az impulzusos lézeres tisztítás alapvető paraméterei lényegesen összetettebbek, és főként a következőket foglalják magukba:
Impulzusenergia (joule, J): Az egyetlen impulzusban tárolt energia.
Impulzusszélesség (másodperc, s): Egyetlen impulzus időtartama, amely meghatározza a teljesítménysűrűséget.
Ismétlődési frekvencia (Hertz, Hz): Másodpercenként kibocsátott impulzusok száma, amely befolyásolja a tisztítási hatékonyságot.
Teljesítménysűrűség (watt négyzetcentiméterenként, W/cm²): Az impulzusenergiától és az impulzusszélességtől egyaránt függ, és kulcsfontosságú tényező a mechanikai hatások kialakulásában.
III. Tisztítási hatás és jellemzők
Tisztítási hatékonyság: Ugyanazon átlagteljesítmény mellett a folyamatos lézer, folyamatos energiakibocsátása miatt általában magasabb anyageltávolítási aránnyal rendelkezik, így nagyobb a tisztítási hatékonysága. A pulzáló lézer tisztítási hatékonyságát az ismétlődési frekvencia korlátozza.
Hőhatás: A folyamatos lézer nagy és folyamatos hőt ad át az aljzatnak, ami hajlamos az aljzat hő okozta károsodására, például olvadásra, deformálódásra és mikroszerkezeti változásokra. Ez a kockázat különösen magas a hőérzékeny anyagok esetében. Az impulzuslézer hőhatási területe kicsi, lehetővé téve a „hidegfeldolgozást”, így alkalmasabb pontossági és hőérzékeny alkatrészek tisztítására.
Tisztítási pontosság és szabályozhatóság: Az egyes impulzusok energiájának és mennyiségének szabályozásával az impulzuslézer rétegenkénti eltávolítást érhet el a szennyeződési rétegből, így magasabb szabályozási pontossággal és könnyebb szelektív tisztítással, az aljzat károsítása nélkül. A folyamatos lézer szabályozási pontossága viszonylag alacsonyabb.
Tisztító mechanizmus alkalmazási területe: A folyamatos lézer alkalmasabb a hordozóhoz viszonylag gyengén tapadó szennyeződések eltávolítására, vagy olyan anyagokra, amelyek hatékonyan eltávolíthatók termikus hatással, például olajfoltok, festék, gumi stb. A pulzáló lézer mechanikai ütőhatása hatékonyabb a szorosan tapadó részecskék (például por, fémrészecskék), oxidrétegek és apró szennyeződések eltávolítására.
Felszerelés költsége és összetettsége: Az impulzuslézerek, különösen az ultra rövid impulzusú lézerek általában magasabb technikai összetettségűek és drágábbak gyártás szempontjából, mint a folyamatos lézerek azonos átlagos teljesítmény mellett.
IV. Alkalmazási területek
Folyamatos lézeres tisztítás: Ezt a módszert általánosan nagy méretű, magas hatékonyságú makroszkopikus tisztítási feladatoknál használják, például hajótestek festékének eltávolítása, nagyméretű acélszerkezetek felületének előkészítése vagy gumiabroncs-formák tisztítása stb. Olyan területeken alkalmazható, ahol nincsenek szigorú követelmények a hordozó hő okozta sérülésével kapcsolatban.
Impulzusüzemű lézeres tisztítás: Széles körben alkalmazzák nagy pontosságú és alacsony sérülési kockázatú mikromegmunkálási és tisztítási területeken, például elektronikai alkatrészek tisztítása, régészeti leletek restaurálása, precíziós formák fertőtlenítése, részecskék eltávolítása félvezető lemezek felületéről, valamint az űrrepülési ipar kulcsfontosságú alkatrészeinek karbantartása.

A folyamatos és az impulzusüzemű lézeres tisztítás két, eltérő fizikai mechanizmuson alapuló technológiai útvonal. A folyamatos lézer főként hőhatásra épít, előnye a magas hatékonyság és nagy felületek tisztíthatósága; az impulzusüzemű lézer pedig hő- és mechanikai hatást kombinál, aminek lényegi előnye a nagy pontosság és az alacsony hő okozta károsodás. A gyakorlatban figyelembe kell venni a tisztítandó tárgy anyagjellemzőit, a szennyeződések típusát, a pontossági igényeket és a hőhatásokkal szembeni toleranciát, majd ennek megfelelően kell kiválasztani a megfelelő technológiát.