Wat is het verschil tussen continu laserreinigen en gepulst laserreinigen?

Lasertechnologie, als een efficiënte en milieuvriendelijke methode voor oppervlaktereiniging, wordt hoofdzakelijk onderverdeeld in continu laserreinigen en gepulst laserreinigen op basis van de verschillende uitvoermethoden van de laser. Er zijn significante verschillen tussen beide op het gebied van werking, procesparameters, reinigingseffecten en toepassingsgebieden.
I. Werkingsmechanisme
Continu laserschoonmaken maakt gebruik van een laserstraal met een constant uitgangsvermogen die continu de oppervlakte van het werkstuk belicht. Het reinigingsmechanisme is voornamelijk gebaseerd op het thermische effect. Wanneer verontreinigingen of coatings de laserenergie absorberen, stijgt hun temperatuur voortdurend, waarna ze uiteindelijk worden verwijderd door processen zoals smelten, verdampen of thermische uitzetting. De thermische invloed op de ondergrond is relatief continu en doordringend.
Gepulste laserreiniging maakt gebruik van periodieke uitzending van laserpulsen met een hoog piekvermogen, waarbij elke puls een extreem korte duur heeft (meestal in nanoseconden, picoseconden of zelfs femtoseconden). Het reinigingsmechanisme combineert thermische en mechanische effecten. De verontreinigingen worden binnen een zeer korte tijd snel opgewarmd, geëvaporeerd of geïoniseerd, waardoor intense schokgolven ontstaan. Deze schokgolven gebruiken hun kracht om de verontreinigingen van het substraatoppervlak te "laten trillen". Vanwege de korte duur van de actie heeft de warmte geen tijd om uitgebreid naar het substraat te worden afgevoerd, zodat de warmtebelaste zone relatief klein is.
II. Belangrijke procesparameters
De kernparameters van continue laserreiniging zijn laser vermogen (watt, W) en scansnelheid. Door vermogen en snelheid op elkaar af te stemmen, kan de energie-invoer per oppervlakte-eenheid (energiedichtheid) worden geregeld.
De kernparameters van gepulste laserreiniging zijn veel complexer en omvatten voornamelijk:
Pulsenergie (joule, J): De energie die in één enkele puls is opgenomen.
Pulsbreedte (seconden, s): De duur van een enkele puls, die de vermogensdichtheid bepaalt.
Herhalingfrequentie (hertz, Hz): Het aantal pulsen dat per seconde wordt uitgevoerd, wat de reinigingsefficiëntie beïnvloedt.
Vermogensdichtheid (watt per vierkante centimeter, W/cm²): Wordt bepaald door zowel de pulsenergie als de pulsduur, en is de belangrijkste factor bij het genereren van mechanische effecten.
III. Reinigingseffect en kenmerken
Reinigingsefficiëntie: Bij gelijk gemiddeld vermogen heeft continu laserlicht, vanwege de ononderbroken energieafgifte, meestal een hogere materiaalverwijderingssnelheid en daardoor een hogere reinigingsefficiëntie. De reinigingsefficiëntie van gepulst laserlicht wordt beperkt door de herhalingfrequentie.
Hitte-impact: De continue laser zorgt voor een grote en continue warmtetoevoer naar het substraat, wat gevoelig is voor thermische schade aan het substraat, zoals smelten, vervorming en veranderingen in de microstructuur. Dit risico is met name hoog bij materialen die gevoelig zijn voor hitte. Het thermische impactgebied van de gepulseerde laser is klein, waardoor "koudbewerking" mogelijk is, wat het geschikter maakt voor het reinigen van precisie- en hittegevoelige onderdelen.
Nauwkeurigheid en regelbaarheid van het reinigen: Door de energie en hoeveelheid per puls te beheersen, kan de gepulseerde laser laag-voor-laag verwijdering van de vervuilingslaag realiseren, met een hogere controleernauwkeurigheid en eenvoudiger selectief reinigen zonder het substraat te beschadigen. De regelbaarheid van de continue laser is relatief lager.
Toepassingsgebied van het reinigingsmechanisme: Een continu laser is beter geschikt voor het verwijderen van verontreinigingen die relatief zwak aan de ondergrond gebonden zijn, of die effectief kunnen worden verwijderd via thermische effecten, zoals olievlekken, verf, rubber, enz. Het mechanische impulss-effect van gepulseerde laser is effectiever voor het verwijderen van stevig gehechte deeltjes (zoals stof, metalen deeltjes), oxidelagen en kleine deeltjes.
Kosten en complexiteit van de apparatuur: Puls-lasers, in het bijzonder ultra-korte puls-lasers, hebben over het algemeen een hogere technische complexiteit en productiekosten dan continue lasers met hetzelfde gemiddelde vermogen.
IV. Toepassingsscenario's
Reiniging met continue laser: Deze methode wordt veel gebruikt in grootschalige, hoogwaardige macroscopische reinigingstoepassingen, zoals het verwijderen van verf van scheepsrompen, voorbehandeling van grote staalconstructies en het reinigen van bandvormen, enz. Het is toepasbaar in sectoren waar geen strikte eisen worden gesteld aan thermische schade aan de ondergrond.
Gepulseerde laserreiniging: Wordt veel toegepast in de gebieden van hoge precisie en microbewerking en -reiniging met weinig schade, zoals het reinigen van elektronische componenten, het herstellen van archeologische voorwerpen, het ontsmetten van precisievormen, het verwijderen van deeltjes van het oppervlak van halfgeleidersubstraten en het onderhoud van sleutelcomponenten in de lucht- en ruimtevaart.

Continue laserreiniging en gepulseerde laserreiniging zijn twee technische routes die zijn gebaseerd op verschillende fysische mechanismen. Continue laser is voornamelijk afhankelijk van thermische effecten, met als voordelen hoge efficiëntie en grootschalige reiniging; gepulseerde laser combineert thermische en mechanische effecten, waarbij het belangrijkste voordeel hoge precisie en geringe thermische schade is. In de praktijk moeten factoren zoals de materiaaleigenschappen van het te reinigen object, het type vervuiling, de precisie-eisen en de tolerantie voor thermische effecten geheel worden overwogen om de juiste technologie te kiezen.