Làm sạch bằng laser có để lại cặn bẩn không?

Làm sạch bằng laser là một quá trình xử lý bề mặt sử dụng tia laser có mật độ năng lượng cao để tương tác với các chất nhiễm bẩn trên bề mặt, nhằm loại bỏ gỉ, dầu, lớp phủ và các oxit. Việc có để lại cặn bẩn hay không phụ thuộc vào cơ chế làm sạch, tính chất vật liệu và thiết lập thông số quá trình.

I. Cơ chế loại bỏ của làm sạch bằng laser
Làm sạch bằng laser chủ yếu hoạt động thông qua cơ chế bóc tách nhiệt, phân hủy nhiệt và hóa hơi, sốc plasma, và các hiệu ứng quang cơ học. Lớp chất bẩn hấp thụ năng lượng laser trong thời gian rất ngắn, trải qua quá trình phân hủy, hóa hơi hoặc tách rời do sốc tức thời, trong khi vật liệu nền, do sự khác biệt về tốc độ hấp thụ hoặc khuếch tán nhiệt hạn chế, thường không tham gia vào phản ứng.

II. Các nguồn chính hình thành cặn bám

1、Việc loại bỏ chất bẩn chưa hoàn toàn
Khi mật độ năng lượng laser không đủ hoặc tốc độ quét quá cao, lớp chất bẩn có thể chỉ bị làm mềm hoặc phân hủy một phần, để lại cặn cacbon hóa hoặc màng mỏng còn sót lại.

2、Cặn pyrolysis từ chất bẩn
Dầu hữu cơ và các lớp phủ có thể tạo ra lượng nhỏ cặn cacbon trong quá trình phân hủy nhiệt, xuất hiện dưới dạng cặn dạng bột hoặc màng mỏng.

3、Sự lắng đọng môi trường thứ cấp
Nếu không triển khai các hệ thống hút và lọc khí hiệu quả, các sản phẩm ở dạng hơi có thể tái bám lên bề mặt chi tiết trong quá trình làm nguội.

III. Các yếu tố chính ảnh hưởng đến mức độ cặn bám

1、Loại và bước sóng laser
Các laser sợi, laser xung và laser tia cực tím thể hiện các đặc tính hấp thụ khác nhau trên các vật liệu khác nhau, ảnh hưởng trực tiếp đến độ hoàn chỉnh của quá trình loại bỏ.

2、Các thông số quy trình
Bao gồm năng lượng xung, tần số, độ rộng xung, tốc độ quét và tỷ lệ chồng lấn. Việc chọn thông số không phù hợp dễ dẫn đến hiện tượng nhiễm bẩn còn sót lại.

3、Tính chất của chất nhiễm bẩn và vật liệu nền
Độ dày lớp phủ, thành phần hóa học, cũng như độ dẫn nhiệt và độ phản xạ của vật liệu nền đều ảnh hưởng đến hiệu suất làm sạch.

IV. Các biện pháp phổ biến để giảm cặn bám

1、Tối ưu hóa các thông số laser để nâng cao hiệu suất ghép năng lượng

2、Sử dụng nhiều lần đi qua hoặc các chiến lược làm sạch theo lớp

3、Trang bị hệ thống hút khói, loại bỏ bụi và lọc để ngăn ngừa hiện tượng lắng đọng thứ cấp

4、Kết hợp với thổi khí hoặc các quá trình làm sạch phụ trợ khi cần thiết

Khi lựa chọn đúng loại laser và cấu hình chính xác các thông số quy trình, việc làm sạch bằng laser nói chung sẽ không để lại cặn đáng kể trên bề mặt vật liệu nền. Nếu các thông số không phù hợp hoặc các hệ thống phụ trợ không đủ, có thể xuất hiện lượng cặn ít, nhưng chúng có thể được kiểm soát hiệu quả thông qua tối ưu hóa quy trình.