Care este diferența dintre curățarea cu laser continuu și curățarea cu laser pulsator?

Tehnologia de curățare cu laser, ca metodă eficientă și prietenoasă cu mediul pentru curățarea suprafețelor, se împarte în principal în curățarea cu laser continuu și curățarea cu laser pulsant, în funcție de metodele diferite de emisie a laserului. Cele două metode prezintă diferențe semnificative în ceea ce privește mecanismele de acțiune, parametrii procesului, efectele de curățare și domeniile de aplicare.
I. Mecanismul de acțiune
Curățarea cu laser continuu utilizează un fascicul laser cu o putere de ieșire constantă care iradiază în mod continuu suprafața piesei. Mecanismul său de curățare se bazează în principal pe efectul termic. Atunci când contaminanții sau straturile de acoperire absorb energia laser, temperatura lor crește în mod continuu, iar aceștia sunt eliminați ulterior prin procese precum topirea, vaporizarea sau dilatarea termică. Impactul termic asupra substratului este relativ continuu și profund.
Curățarea cu laser pulsator utilizează emisia periodică a unor impulsuri laser de putere înaltă de vârf, fiecare impuls având o durată extrem de scurtă (de obicei în nanosecunde, picosecunde sau chiar femtosecunde). Mecanismul de curățare combină efecte termice și efecte mecanice. Impuritățile sunt încălzite rapid, vaporizate sau ionizate într-un interval de timp extrem de scurt, generând unde de șoc intense. Acestea utilizează forța lor pentru a „zvârcoli” impuritățile de pe suprafața substratului. Datorită duratei foarte scurte a acțiunii, căldura nu are timp să fie condusă în mod extins către substrat, astfel zona afectată termic este relativ mică.
II. Parametri principali ai procesului
Parametrii esențiali ai curățării cu laser continuu sunt puterea laserului (watti, W) și viteza de scanare. Prin potrivirea puterii și vitezei, se poate controla energia introdusă pe unitatea de suprafață (densitatea energetică).
Parametrii esențiali ai curățării cu laser pulsator sunt mult mai complecși și includ în principal:
Energia impulsului (joule, J): Energia conținută într-un singur impuls.
Lățimea impulsului (secunde, s): Durata unui singur impuls, care determină densitatea de putere.
Frecvența de repetiție (Hertz, Hz): Numărul de impulsuri emise pe secundă, care influențează eficiența curățării.
Densitatea de putere (watt pe centimetru pătrat, W/cm²): Este determinată atât de energia impulsului, cât și de lățimea acestuia și reprezintă factorul cheie în generarea efectelor mecanice.
III. Efectul și caracteristicile curățării
Eficiența curățării: La aceeași putere medie, laserul continuu, datorită emisiei sale continue de energie, are de obicei o rată mai mare de îndepărtare a materialului și, prin urmare, o eficiență mai ridicată a curățării. Eficiența laserului pulsant este limitată de frecvența de repetiție.
Impactul termic: Laserul continuu asigură o intrare mare și continuă de căldură în substrat, ceea ce poate provoca deteriorarea termică a acestuia, precum topirea, deformarea și modificări ale microstructurii. Acest risc este deosebit de ridicat pentru materialele sensibile la căldură. Zona afectată termic de către laserul pulsatoriu este redusă, permițând o „prelucrare rece” și făcându-l mai potrivit pentru curățarea componentelor de precizie și sensibile la căldură.
Precizia și controlabilitatea curățării: Prin controlul energiei și cantității fiecărui impuls individual, laserul pulsatoriu poate realiza îndepărtarea strat cu strat a stratului de contaminare, oferind o precizie de control mai mare și posibilitatea mai ușoară de a realiza o curățare selectivă fără a deteriora substratul. Precizia de control a laserului continuu este relativ mai scăzută.
Aplicația mecanismului de curățare: Laserul continuu este mai potrivit pentru eliminarea contaminanților cu forță de aderență relativ slabă la substrat sau a celor care pot fi eficient îndepărtați prin efecte termice, cum ar fi petele de ulei, vopseaua, cauciucul etc. Efectul de impact mecanic al laserului pulsator este mai eficient pentru eliminarea particulelor ferm atașate (cum ar fi praf, particule metalice), straturilor de oxizi și a particulelor fine.
Costul echipamentelor și complexitatea: Laserii pulsați, în special cei cu impulsuri ultra-scurte, au în general o complexitate tehnică și costuri de fabricație mai mari decât cele ale laserilor continui cu aceeași putere medie.
IV. Scenarii de aplicare
Curățarea cu laser continuu: Această metodă este utilizată frecvent în scenarii de curățare macroscopică la scară largă și cu înaltă eficiență, cum ar fi îndepărtarea vopselei de pe corpul navei, prelucrarea suprafețelor structurilor metalice mari sau curățarea formelor pentru anvelope etc. Este aplicabilă în domenii unde nu există cerințe stricte privind deteriorarea termică a substratului.
Curățarea cu laser pulsant: Se aplică în mod frecvent în domeniile prelucrării și curățării microscopice de înaltă precizie și cu deteriorare minimă, cum ar fi curățarea componentelor electronice, restaurarea obiectelor de patrimoniu cultural, dezinfecția modelelor precise, eliminarea particulelor de pe suprafața waferilor semiconductori și întreținerea componentelor cheie din industria aerospațială.

Curățarea cu laser continuu și curățarea cu laser pulsant sunt două trasee tehnologice bazate pe mecanisme fizice diferite. Laserul continuu se bazează în principal pe efecte termice, oferind avantaje precum eficiență ridicată și curățare pe arii mari; laserul pulsant combină efecte termice și mecanice, având ca avantaj principal precizia înaltă și deteriorarea termică redusă. În aplicațiile practice, trebuie luate în considerare în mod complex caracteristicile materialelor de curățat, tipul contaminanților, cerințele de precizie și toleranța la efectele termice, pentru a selecta tehnologia adecvată.