У чому полягає різниця між неперервним лазерним очищенням і імпульсним лазерним очищенням?

Технологія лазерного очищення, як ефективний та екологічний метод очищення поверхонь, залежно від способу виведення лазера поділяється переважно на неперервне лазерне очищення та імпульсне лазерне очищення. Між ними існують суттєві відмінності щодо механізмів дії, технологічних параметрів, ефекту очищення та галузей застосування.
І. Механізм дії
Безперервне лазерне очищення використовує промінь лазера з постійною вихідною потужністю для безперервного опромінення поверхні виробу. Механізм очищення ґрунтується переважно на тепловому ефекті. Коли забруднюючі речовини або покриття поглинають лазерну енергію, їхня температура постійно підвищується, і врешті-решт вони видаляються шляхом плавлення, випаровування або теплового розширення. Тепловий вплив на основу є відносно постійним і глибоким.
Імпульсне лазерне очищення передбачає періодичний вихід лазерних імпульсів з високою піковою потужністю, кожен із яких має надзвичайно коротку тривалість (зазвичай у наносекундах, пікосекундах або навіть фемтосекундах). Механізм очищення поєднує теплові та механічні ефекти. Забруднюючі речовини швидко нагріваються, випаровуються або іонізуються протягом надзвичайно короткого періоду часу, утворюючи інтенсивні ударні хвилі. Ці ударні хвилі використовують свою силу, щоб «розхитати» забруднення з поверхні основи. Через коротку тривалість дії тепло не встигає широко поширюватися до основи, тому зона теплового впливу є відносно невеликою.
II. Основні параметри процесу
Основними параметрами безперервного лазерного очищення є потужність лазера (у ватах, Вт) та швидкість сканування. Шляхом підбору потужності та швидкості можна керувати кількістю енергії, поданої на одиницю площі (густина енергії).
Основні параметри імпульсного лазерного очищення набагато складніші й включають насамперед:
Енергія імпульсу (джоуль, Дж): енергія, що міститься в одному імпульсі.
Тривалість імпульсу (секунди, с): тривалість одного імпульсу, яка визначає густину потужності.
Частота повторень (герци, Гц): кількість імпульсів, виведених за секунду, що впливає на ефективність очищення.
Густина потужності (ват на квадратний сантиметр, Вт/см²): визначається енергією та тривалістю імпульсу й є ключовим чинником утворення механічних ефектів.
III. Ефект і характеристики очищення
Ефективність очищення: при однаковій середній потужності неперервний лазер через постійне виведення енергії зазвичай має вищий показник видалення матеріалу і, отже, вищу ефективність очищення. Ефективність імпульсного лазера обмежена частотою повторень.
Тепловий вплив: неперервний лазер забезпечує великий і постійний тепловий вплив на підкладку, що може призводити до термічного пошкодження підкладки, наприклад, плавлення, деформації та зміни мікроструктури. Цей ризик особливо високий для матеріалів, чутливих до тепла. Зона теплового впливу імпульсного лазера є невеликою, що дозволяє здійснювати «холодну обробку», завдяки чому він більш придатний для очищення прецизійних та чутливих до тепла компонентів.
Точність і керованість очищення: шляхом контролю енергії та кількості окремих імпульсів імпульсний лазер може забезпечити пошарове видалення забрудненого шару, маючи вищу точність керування та простіше реалізовуючи вибіркове очищення без пошкодження підкладки. Точність керування неперервним лазером є відносно нижчою.
Сфера застосування механізму очищення: безперервний лазер більш придатний для видалення забруднень із порівняно слабким зчепленням з основою або тих, що можуть бути ефективно видалені за рахунок теплового ефекту, наприклад, масляних плям, фарби, гуми тощо. Механічний ударний ефект імпульсного лазера є більш ефективним для видалення міцно прикріплених частинок (наприклад, пилу, металевих частинок), оксидних шарів та мікрочастинок.
Вартість обладнання та його складність: імпульсні лазери, особливо ультракороткоімпульсні, як правило, мають вищу технічну складність і вартість виробництва порівняно з безперервними лазерами з однаковою середньою потужністю.
IV. Сценарії застосування
Очищення безперервним лазером: цей метод зазвичай використовується у масштабних сценаріях високоефективного макроскопічного очищення, наприклад, видалення фарби з корпусу судна, попередня обробка поверхонь великих сталевих конструкцій, очищення форм для шин тощо. Застосовується в галузях, де немає жорстких вимог до теплових пошкоджень основи.
Імпульсне лазерне очищення: широко застосовується в галузях високоточного та малопошкоджувального мікрооброблення та очищення, наприклад, для очищення електронних компонентів, реставрації археологічних реліквій, знезараження прецизійних форм, видалення частинок із поверхні напівпровідникових пластин та обслуговування ключових компонентів у авіаційно-космічній промисловості.

Безперервне лазерне очищення та імпульсне лазерне очищення — це два технологічні підходи, що ґрунтуються на різних фізичних механізмах. Безперервний лазер переважно спирається на тепловий ефект і має такі переваги, як висока ефективність та можливість очищення великих площ; імпульсний лазер поєднує тепловий і механічний ефекти, головна перевага якого — висока точність і мінімальне теплове пошкодження. На практиці потрібно комплексно враховувати такі фактори, як характеристики матеріалу об'єкта очищення, тип забруднень, вимоги до точності та чутливість матеріалу до теплового впливу, а потім обирати відповідну технологію.