Cili është ndryshimi midis pastrimit me laser të vazhdueshëm dhe pastrimit me laser me impulsa?

Teknologjia e pastrimit me laser, si një metodë efikase dhe miqësore me ambientin për pastrimin e sipërfaqeve, kryesisht ndahet në pastrim me laser të vazhdueshëm dhe pastrim me laser me impulsa, bazuar në mënyrat e ndryshme të daljes së lasereve. Ka dallime të rëndësishme midis tyre në lidhje me mekanizmat e veprimit, parametrat e procesit, efektet e pastrimit dhe fushat e aplikimit.
I. Mekanizmi i Veprimit
Pastroja e vazhdueshme me laser përdor një rreze laseri me fuqi konstante daljeje për të ndriçuar në mënyrë të vazhdueshme sipërfaqen e copës së punës. Mekanizmi i saj i pastrimit bazohet kryesisht në efektin termik. Kur ndotësit ose mbulesat absorbojnë energjinë e laserit, temperatura e tyre vazhdon të rritet, dhe në fund hiqen përmes proceseve të tilla si shkrirja, avullimi ose zgjerimi termik. Ndikimi termik mbi nënstratumin është relativisht i vazhdueshëm dhe i thellë.
Pastroja me laser të pulsuar përdor dalje periodike impulsh me fuqi maksimale të lartë, ku secili impuls ka një kohëzgjatje ekstremisht të shkurtër (zakonisht në nanosekonda, pikosekonda ose madje femtosekonda). Mekanizmi i pastrimit kombinon efektet termike dhe ato mekanike. Përmbytësit ngrohen shpejt, avullizohen ose jonizohen brenda një kohe shumë të shkurtër, duke prodhuar valë goditjeje të forta. Këto valë goditjeje përdorin forcën e tyre për t'i "lëkundur" përmbytësit larg sipërfaqes së materialit bazë. Për shkak të kohëzgjatjes së shkurtër të veprimit, nuk ka kohë që nxehtësia të përcillet gjerësisht në materialin bazë, kështu që zona e prekur nga nxehtësia është relativisht e vogël.
II. Parametrat kyçë të procesit
Parametrat themelorë të pastrimit me laser të vazhdueshëm janë fuqia e lazerit (në vata, W) dhe shpejtësia e skanimet. Duke i përputhur fuqinë dhe shpejtësinë, mund të kontrollohet hyrja e energjisë për njësi sipërfaqe (dendësia e energjisë).
Parametrat themelorë të pastrimit me laser të pulsuar janë shumë më të ndërlikuar dhe përfshijnë kryesisht:
Energjia e impulsit (joul, J): Energjia e përmbajtur në një impuls të vetëm.
Gjerësia e impulsit (sekonda, s): Kohëzgjatja e një impulsi të vetëm, e cila përcakton dendësinë e fuqisë.
Frekuenca e përsëritjes (Herc, Hz): Numri i impulseve të daljes në sekondë, e cila ndikon në efikasitetin e pastrimit.
Dendësia e fuqisë (vata për centimetër katror, W/cm²): Përcaktohet nga energjia e impulsit dhe gjerësia e tij, dhe është faktori kyç në gjenerimin e efekteve mekanike.
III. Efekti dhe Karakteristikat e Pastrimit
Efikasiteti i pastrimit: Nën të njëjtën fuqi mesatare, laseri i vazhdueshëm, për shkak të daljes së papanditura të energjisë, zakonisht ka një shkallë më të lartë heqjeje materiale dhe kështu një efikasitet më të lartë pastrimi. Efikasiteti i pastrimit me laser të pulsuar kufizohet nga frekuenca e përsëritjes.
Ndikimi i nxehtësisë: Lazeri i vazhdueshëm siguron një hyrje të madhe dhe të vazhdueshme të nxehtësisë në substrat, gjë që ka tendencën të shkaktojë dëmtime termike në substrat, si shkrirja, deformimi dhe ndryshimet në mikrostrukturë. Ky rrezik është veçanërisht i lartë për materiale që janë të ndjeshme ndaj nxehtësisë. Zona e ndikimit termik të lazerit me impulset është e vogël, duke lejuar "përpunimin e ftohtë" dhe e bën më të përshtatshëm për pastrimin e pjesëve precize dhe të ndjeshme ndaj nxehtësisë.
Saktësia dhe kontrollueshmëria e pastrimit: Duke kontrolluar energjinë dhe sasinë e çdo impulsi individual, lazeri me impulset mund të arrijë heqjen shtresë pas shtrese të shtresës së ndotjes, me saktësi kontrolli më të lartë dhe realizim më të lehtë të pastrimit selektiv pa dëmtuar substratin. Saktësia e kontrollit të lazerit të vazhdueshëm është relativisht më e ulët.
Domeni i aplikimit të mekanizmit të pastrimit: Lazeri i vazhdueshëm është më i përshtatshëm për heqjen e ndotësve me forcë të dobët lidhjeje me nënstratën ose atyre që mund të hiqen efikasisht përmes efekteve termike, si yndyrat, bojat, goma, etj. Efekti i goditjes mekanike i lazerit me impulsa është më efikas për heqjen e grimcave të ngurtësisht të ngjitura (si pluhuri, grimcat metalike), shtresave të oksideve dhe grimcave të vogla.
Kostoja dhe kompleksiteti i pajisjes: Lazerët me impulsa, veçanërisht lazerët me impulsa ultra-të shkurtër, zakonisht kanë një kompleksitet teknik dhe kosto prodhimi më të lartë krahasuar me lazerët e vazhdueshëm me të njëjtën fuqi mesatare.
IV. Skenarët e Aplikimit
Pastrimi me lazer të vazhdueshëm: Kjo metodë përdoret zakonisht në skenare pastrimi makroskopike të shkallës së madhe dhe me efikasitet të lartë, si heqja e bojës nga trupi i anijeve, parapërpunimi i sipërfaqeve të strukturave të mëdha prej çeliku dhe pastrimi i moldove të gomave, etj. Zbatohet në fusha ku nuk ka kërkesa të ashpra për dëmtimin termik të nënstratës.
Pastroja me laser me impulser: Përdoret gjerësisht në fushat e mikropërpunimit dhe pastrimit me saktësi të lartë dhe dëm të ulët, si për shembull pastrimi i pjesëve elektronike, rivendosja e monumenteve kulturore, dekontaminimi i formave të sakta, heqja e grimcave nga sipërfaqja e pllakave gjysmëpërçuese dhe mirëmbajtja e pjesëve kyçe në avionët hapësinorë.

Pastroja me laser të vazhdueshëm dhe ajo me laser me impulser janë dy rrugë teknike që bazohen në mekanizma fizike të ndryshëm. Laseri i vazhdueshëm mbështetet kryesisht në efektet termike, me përparësi si efikasitet i lartë dhe pastrim në zonë të madhe; laseri me impulser kombinon efektet termike dhe mekanike, me përparësinë kryesore të saktësisë së lartë dhe dëmit termik të ulët. Në zbatimet praktike, duhet të merren parasysh në mënyrë të përbashkët faktorë si karakteristikat e materialit të objektit që pastruhet, lloji i ndotësve, kërkesat për saktësi dhe toleranca ndaj efekteve termike dhe të zgjidhet teknologjia e duhur.