Apa perbedaan antara pembersihan laser kontinu dan pembersihan laser pulsa?

Teknologi pembersihan laser, sebagai metode yang efisien dan ramah lingkungan untuk pembersihan permukaan, terutama dibagi menjadi pembersihan laser kontinu dan pembersihan laser pulsa berdasarkan metode keluaran laser yang berbeda. Terdapat perbedaan signifikan antara keduanya dalam hal mekanisme kerja, parameter proses, efek pembersihan, serta bidang aplikasi.
I. Mekanisme Kerja
Pembersihan laser kontinu menggunakan berkas laser dengan daya keluaran konstan yang terus-menerus menyinari permukaan benda kerja. Mekanisme pembersihannya terutama mengandalkan efek termal. Ketika kontaminan atau lapisan menyerap energi laser, suhunya terus meningkat, dan akhirnya terlepas melalui proses seperti pelelehan, penguapan, atau ekspansi termal. Dampak termal terhadap substrat relatif kontinu dan mendalam.
Pembersihan dengan laser pulsa menggunakan keluaran pulsa laser berkekuatan puncak tinggi secara berkala, dengan setiap pulsa memiliki durasi yang sangat singkat (biasanya dalam satuan nanodetik, pikodetik, atau bahkan femtodetik). Mekanisme pembersihannya menggabungkan efek termal dan efek mekanis. Kontaminan dipanaskan secara cepat, dikabutkan, atau diionisasi dalam waktu yang sangat singkat, menghasilkan gelombang kejut yang kuat. Gelombang kejut ini menggunakan gayanya untuk "menggetarkan" kontaminan agar terlepas dari permukaan substrat. Karena durasi aksi yang sangat singkat, panas tidak sempat menyebar luas ke substrat, sehingga zona yang terkena panas relatif kecil.
II. Parameter Proses Utama
Parameter utama pembersihan laser kontinu adalah daya laser (watt, W) dan kecepatan pemindaian. Dengan mengatur kombinasi daya dan kecepatan, energi masukan per satuan luas (kerapatan energi) dapat dikendalikan.
Parameter utama pembersihan laser pulsa jauh lebih kompleks dan terutama meliputi:
Energi pulsa (joule, J): Energi yang terkandung dalam satu pulsa tunggal.
Lebar pulsa (detik, s): Durasi dari satu pulsa tunggal, yang menentukan kerapatan daya.
Frekuensi pengulangan (Hertz, Hz): Jumlah pulsa yang dikeluarkan per detik, yang memengaruhi efisiensi pembersihan.
Kerapatan daya (watt per sentimeter persegi, W/cm²): Ditentukan oleh energi pulsa dan lebar pulsa, serta merupakan faktor utama dalam menghasilkan efek mekanis.
III. Efek dan Karakteristik Pembersihan
Efisiensi pembersihan: Dengan daya rata-rata yang sama, laser kontinu, karena keluaran energinya yang tidak terputus, biasanya memiliki laju penghilangan material yang lebih tinggi sehingga efisiensi pembersihannya juga lebih tinggi. Efisiensi pembersihan laser pulsa dibatasi oleh frekuensi pengulangan.
Dampak Panas: Laser kontinu memberikan masukan panas yang besar dan terus-menerus ke substrat, yang rentan menyebabkan kerusakan termal pada substrat, seperti pelelehan, deformasi, dan perubahan struktur mikro. Risiko ini terutama tinggi untuk material yang sensitif terhadap panas. Area dampak termal dari laser pulsa lebih kecil, memungkinkan proses "dingin" sehingga lebih cocok untuk pembersihan komponen presisi dan yang sensitif terhadap panas.
Akurasi dan kendali pembersihan: Dengan mengatur energi dan jumlah setiap pulsa, laser pulsa dapat mencapai penghilangan lapisan kontaminasi secara berlapis-lapis, dengan akurasi kontrol yang lebih tinggi serta lebih mudah mewujudkan pembersihan selektif tanpa merusak substrat. Akurasi kontrol laser kontinu relatif lebih rendah.
Ruang lingkup aplikasi mekanisme pembersihan: Laser kontinu lebih cocok untuk menghilangkan kontaminan yang memiliki kekuatan ikatan relatif lemah terhadap substrat atau yang dapat dihilangkan secara efektif melalui efek termal, seperti noda minyak, cat, karet, dll. Efek dampak mekanis dari laser pulsa lebih efektif untuk menghilangkan partikel yang menempel kuat (seperti debu, partikel logam), lapisan oksida, dan partikel mikro.
Biaya peralatan dan kompleksitas: Laser pulsa, terutama laser pulsa ultra-pendek, umumnya memiliki kompleksitas teknis dan biaya produksi yang lebih tinggi dibandingkan laser kontinu dengan daya rata-rata yang sama.
IV. Skenario Aplikasi
Pembersihan dengan laser kontinu: Metode ini umum digunakan dalam skenario pembersihan makroskopis berskala besar dan efisiensi tinggi, seperti penghilangan cat badan kapal, pra-perlakuan permukaan struktur baja besar, dan pembersihan cetakan ban, dll. Metode ini sesuai untuk bidang-bidang yang tidak memiliki persyaratan ketat terhadap kerusakan termal pada substrat.
Pembersihan laser pulsa: Banyak diterapkan dalam bidang pemrosesan mikro dan pembersihan presisi tinggi serta berdampak rendah, seperti pembersihan komponen elektronik, pemulihan artefak budaya, dekontaminasi cetakan presisi, penghilangan partikel dari permukaan wafer semikonduktor, serta perawatan komponen kunci di bidang kedirgantaraan.

Pembersihan laser kontinu dan pembersihan laser pulsa merupakan dua jalur teknis yang didasarkan pada mekanisme fisik yang berbeda. Laser kontinu terutama mengandalkan efek termal, dengan keunggulan efisiensi tinggi dan kemampuan membersihkan area luas; sementara laser pulsa menggabungkan efek termal dan mekanik, dengan keunggulan utama yaitu presisi tinggi dan kerusakan termal yang rendah. Dalam aplikasi praktis, faktor-faktor seperti karakteristik material objek yang dibersihkan, jenis kontaminan, persyaratan presisi, serta toleransi terhadap efek termal perlu dipertimbangkan secara komprehensif untuk memilih teknologi yang sesuai.