Sürekli lazer temizleme ile darbeli lazer temizleme arasındaki fark nedir?

Lazer temizleme teknolojisi, yüzey temizliği için verimli ve çevre dostu bir yöntem olarak, lazerin farklı çıkış yöntemlerine göre başlıca sürekli lazer temizleme ve darbeli lazer temizleme olmak üzere ikiye ayrılır. İkisi arasında etki mekanizmaları, işlem parametreleri, temizlik etkileri ve uygulama alanları açısından önemli farklar vardır.
I. Etki Mekanizması
Sürekli lazer temizleme, iş parçasının yüzeyine sürekli olarak ışınlanan sabit çıkış gücüne sahip bir lazer ışını kullanır. Temizleme mekanizması esas olarak termal etkiye dayanır. Kirletici maddeler veya kaplamalar lazer enerjisini emdiğinde sıcaklıkları sürekli artar ve nihayetinde erime, buharlaşma veya termal genleşme gibi süreçler aracılığıyla uzaklaştırılır. Malzeme üzerindeki termal etki nispeten sürekli ve derindir.
Darbeli lazer temizleme, her bir darbenin son derece kısa bir süreye sahip olduğu (genellikle nanosaniye, pikosaniye veya attosaniye mertebesinde) yüksek tepe gücüne sahip lazer darbelerinin periyodik olarak çıkışını kullanır. Temizleme mekanizması, termal etkileri ve mekanik etkileri bir araya getirir. Kirletici maddeler çok kısa bir süre içinde hızla ısıtılır, buharlaştırılır veya iyonize edilir ve yoğun şok dalgaları oluşturur. Bu şok dalgaları, kirleticileri altlık yüzeyinden "sarsarak" uzaklaştırmak için kuvvetlerini kullanır. Etki süresinin kısa olmasından dolayı ısı, altlığa yaygın şekilde iletilme zamanı bulamaz ve bu nedenle ısıdan etkilenen bölge nispeten küçüktür.
II. Temel Süreç Parametreleri
Sürekli lazer temizlemenin temel parametreleri lazer gücü (watt, W) ve tarama hızıdır. Güç ile hızın birbirine uyumlandırılmasıyla birim alana giren enerji (enerji yoğunluğu) kontrol edilebilir.
Darbeli lazer temizlemenin temel parametreleri çok daha karmaşıktır ve başlıca şunları içerir:
Pulse enerjisi (joule, J): Tek bir darbede bulunan enerji.
Pulse süresi (saniye, s): Tek bir darbenin süresi, güç yoğunluğunu belirler.
Tekrarlama frekansı (Hertz, Hz): Saniyede verilen darbe sayısı, temizleme verimliliğini etkiler.
Güç yoğunluğu (watt/cm², W/cm²): Hem pulse enerjisine hem de pulse süresine bağlıdır ve mekanik etkilerin oluşumunda anahtar faktördür.
III. Temizleme Etkisi ve Özellikleri
Temizleme verimliliği: Aynı ortalama güç altında, sürekli lazer, kesintisiz enerji çıkışı nedeniyle genellikle daha yüksek malzeme kaldırma oranına ve dolayısıyla daha yüksek temizleme verimliliğine sahiptir. Darbeli lazerin temizleme verimliliği, tekrarlama frekansı ile sınırlıdır.
Isı Etkisi: Sürekli lazer, altlık malzeme üzerinde büyük ve sürekli bir ısı girişi sağlar ve bu durum erime, deformasyon ve mikroyapı değişiklikleri gibi altlıkta termal hasara neden olmaya yatkındır. Bu risk, özellikle ısıya duyarlı malzemeler için oldukça yüksektir. Atmalı lazerin termal etki alanı küçüktür ve "soğuk işleme" imkânı sunar; bu da hassas ve ısıya duyarlı bileşenlerin temizlenmesi için daha uygun hale getirir.
Temizleme doğruluğu ve kontrol edilebilirliği: Tek tek darbelerin enerjisi ve miktarı kontrol edilerek atmalı lazer ile kir tabakası katman katman kaldırılabilir. Böylece daha yüksek kontrol doğruluğu elde edilir ve altlık zarar görmeden seçici temizleme kolayca gerçekleştirilebilir. Sürekli lazerin kontrol doğruluğu nispeten daha düşüktür.
Temizleme mekanizması uygulama alanı: Sürekli lazer, altlıkla zayıf bağlanmış kirleticilerin veya termal etkilerle etkili bir şekilde uzaklaştırılabilecek kirleticilerin (örneğin yağ lekeleri, boya, kauçuk vb.) temizlenmesi için daha uygundur. Darbeli lazerin mekanik darbe etkisi, sıkıca yapışmış parçacıkların (örneğin toz, metal parçacıkları), oksit tabakalarının ve mikro parçacıkların uzaklaştırılması konusunda daha etkilidir.
Ekipman maliyeti ve karmaşıklığı: Aynı ortalama güçteki sürekli lazerlere kıyasla genellikle darbeli lazerler, özellikle ultra-kısa darbeli lazerler, daha yüksek teknik karmaşıklığa ve üretim maliyetlerine sahiptir.
IV. Uygulama Senaryoları
Sürekli lazer temizleme: Bu yöntem, gemi gövdesinden boyanın uzaklaştırılması, büyük çelik yapı yüzeylerinin ön işlemesi ve lastik kalıp temizliği gibi büyük ölçekli, yüksek verimli makroskobik temizlik senaryolarında yaygın olarak kullanılır. Altlıkta termal hasara dair katı gerekliliklerin olmadığı alanlara uygundur.
Darbeli lazer temizliği: Elektronik bileşenlerin temizlenmesi, eserlerin restorasyonu, hassas kalıpların dekontaminasyonu, yarı iletken wafer yüzeylerinden partiküllerin uzaklaştırılması ve havacılık ve uzaydaki kritik bileşenlerin bakımı gibi yüksek hassasiyetli ve düşük hasarlı mikro işleme ile temizleme alanlarında yaygın olarak uygulanır.

Sürekli lazer temizliği ve darbeli lazer temizliği, farklı fiziksel mekanizmalara dayalı iki teknik rotadır. Sürekli lazer temel olarak termal etkilere dayanır ve yüksek verimlilik ve büyük alanlı temizlik avantajlarına sahiptir; darbeli lazer ise termal ve mekanik etkileri birleştirir, temel avantajı yüksek hassasiyet ve düşük termal hasardır. Uygulamada temizlenecek nesnenin malzeme özellikleri, kir türü, hassasiyet gereksinimleri ve termal etkiye karşı tolerans gibi faktörler kapsamlı şekilde değerlendirilmeli ve uygun teknoloji seçilmelidir.