Kāda ir atšķirība starp nepārtrauktu lāzera tīrīšanu un impulss lāzera tīrīšanu?

Lāzera tīrīšanas tehnoloģija, kā efektīva un videi draudzīga virsmas tīrīšanas metode, galvenokārt tiek iedalīta nepārtrauktā lāzera tīrīšanā un impulss lāzera tīrīšanā, pamatojoties uz lāzera dažādām izvades metodēm. Abām pastāv būtiskas atšķirības to darbības mehānismos, procesa parametros, tīrīšanas rezultātos un pielietojuma jomās.
I. Darbības mehānisms
Nepārtraukta lāzera tīrīšana izmanto lāzera staru ar pastāvīgu izejas jaudu, lai nepārtraukti apstarotu darba gabala virsmu. Tīrīšanas mehānisms galvenokārt balstās uz siltuma efektu. Kad piesārņojums vai pārklājumi absorbē lāzera enerģiju, to temperatūra turpina pieaugt, līdz tie tiek noņemti, izmantojot tādas procesa kā kušana, iztvaikošana vai termiskā izplešanās. Siltuma ietekme uz bāzes materiālu ir salīdzinoši nepārtraukta un dziļa.
Impulsu lāzera tīrīšana izmanto periodisku augstas pikspējas lāzera impulsu izvadi, kuru katrs ilgst ārkārtīgi īsu laiku (parasti nanosekundēs, pikosekundēs vai pat femtosekundēs). Tīrīšanas mehānisms kombinē siltuma un mehāniskos efektus. Netīrumi ļoti īsā laikā tiek strauji uzsildīti, iztvaicēti vai ionizēti, radot intensīvas trieciensviļņus. Šie trieciensviļņi savu spēku izmanto, lai netīrumus „nodrebina” no bāzes virsmas. Tā kā darbības ilgums ir ļoti īss, siltumam nepaspēj izplatīties pa visu pamatni, tāpēc siltuma ietekmētā zona ir salīdzinoši maza.
II. Galvenie procesa parametri
Nepārtrauktas lāzera tīrīšanas galvenie parametri ir lāzera jauda (vatos, W) un skenēšanas ātrums. Savietojot jaudu un ātrumu, var kontrolēt enerģijas daudzumu uz vienības laukumu (enerģijas blīvumu).
Impulsu lāzera tīrīšanas galvenie parametri ir daudz sarežģītāki un galvenokārt ietver:
Impulsa enerģija (džouls, J): Enerģija vienā impulsa impulsā.
Impulsa platums (sekundēs, s): Viens impulss ilgst, kas nosaka jaudas blīvumu.
Atkārtošanās frekvence (herci, Hz): Impulsu skaits, kas tiek izvadīts sekundē, kas ietekmē tīrīšanas efektivitāti.
Jaudas blīvums (vatus kvadrātcentimetrā, V/cm²): To nosaka gan impulsa enerģija, gan impulsa platums, un tas ir galvenais faktors mehānisko efektu radīšanā.
III. Tīrīšanas efekts un raksturojums
Tīrīšanas efektivitāte: Pie vienādas vidējās jaudas nepārtraukts lāzers, ņemot vērā nepārtrauktu enerģijas izdalījumu, parasti nodrošina augstāku materiāla noņemšanas ātrumu un tādējādi arī augstāku tīrīšanas efektivitāti. Pulsēta lāzera tīrīšanas efektivitāti ierobežo atkārtošanās frekvence.
Siltuma ietekme: Nepārtrauktā lāzers nodrošina lielu un nepārtrauktu siltuma piegādi pamatnei, kas var izraisīt termālo bojājumu, piemēram, kūšanu, deformāciju un mikrostruktūras izmaiņas. Šis risks ir īpaši augsts materiāliem, kas ir jutīgi pret siltumu. Impulsu lāzera termālās ietekmes zona ir maza, ļaujot veikt "auksto apstrādi", tāpēc tas ir piemērotāks precīzu un siltumjutīgu komponentu tīrīšanai.
Tīrīšanas precizitāte un regulējamība: Regulējot atsevišķu impulsu enerģiju un daudzumu, impulsu lāzeru var panākt piesārņojuma slāņa pakāpenisku noņemšanu, nodrošinot augstāku kontroles precizitāti un vieglāku selektīvas tīrīšanas realizāciju, nebojājot pamatni. Nepārtrauktā lāzera regulēšanas precizitāte ir salīdzinoši zemāka.
Tīrīšanas mehānisma pielietojuma joma: Nepārtrauktās darbības lāzera gaismas stars ir piemērotāks piesārņotāju noņemšanai, kuriem ar pamatni ir salīdzinoši vāja saistība vai kurus var efektīvi noņemt, izmantojot termiskos efektus, piemēram, eļļas traipus, krāsu, gumiju utt. Impulsu lāzera mehāniskais ietekmes efekts ir efektīvāks cieši piekļuvušu daļiņu (piemēram, putekļu, metāla daļiņu), oksīda slāņu un mikroskopiski mazu daļiņu noņemšanai.
Iekārtu izmaksas un sarežģītība: Impulsu lāzeriem, īpaši ultrakarstiem impulsu lāzeriem, parasti ir augstāka tehniskā sarežģītība un ražošanas izmaksas salīdzinājumā ar nepārtrauktas darbības lāzeriem ar vienādu vidējo jaudu.
IV. Pielietošanas scenāriji
Nepārtrauktas darbības lāzera tīrīšana: Šo metodi bieži izmanto liela mēroga, augstas efektivitātes makroskopiskās tīrīšanas situācijās, piemēram, kuģa korpusa krāsas noņemšanā, lielu tērauda konstrukciju virsmu priekšapstrādē, riepu veidņu tīrīšanā utt. Tā piemērojama jomās, kurām nav stingru prasību attiecībā uz termisko bojājumu pamatnei.
Impulsu lāzera tīrīšana: plaši tiek lietota augstas precizitātes un zema bojājuma mikroapstrādes un tīrīšanas jomās, piemēram, elektronisko komponentu tīrīšanā, kultūras vērtības priekšmetu atjaunošanā, precīzo formu dekontaminācijā, daļiņu noņemšanā no pusvadītāju plāksnīšu virsmas un aviācijas un kosmosa nozares galveno komponentu uzturēšanā.

Nepārtrauktā lāzera tīrīšana un impulss lāzera tīrīšana ir divas tehniskās pieejas, kas balstītas uz dažādiem fizikāliem mehānismiem. Nepārtraukts lāzers galvenokārt balstās uz siltuma efektu, kam ir priekšrocības, tostarp augsta efektivitāte un lielu teritoriju tīrīšana; impulss lāzers kombinē siltuma un mehāniskos efektus, kura galvenā priekšrocība ir augsta precizitāte un zems siltuma bojājums. Praksē nepieciešams kompleksi ņemt vērā tādus faktorus kā tīrāmā objekta materiāla īpašības, piesārņotāju veidi, precizitātes prasības un izturība pret siltuma iedarbību, lai izvēlētos atbilstošo tehnoloģiju.