레이저 세척은 다양한 재질과 크기의 오염 입자 및 막층을 고체 표면에서 제거하는 효과적인 방법입니다. 높은 밝기와 우수한 방향성을 가진 연속 또는 펄스 레이저를 사용하여 광학적 초점 조절 및 스폿 형상화를 통해 특정 스폿 형상과 에너지 분포를 갖는 레이저 빔을 형성하고, 세척 대상 오염 물질 표면에 조사합니다. 표면에 부착된 오염 물질은 레이저 에너지를 흡수하여 진동, 용융, 연소, 심지어 기화와 같은 일련의 복잡한 물리화학적 과정을 거치게 되며, 최종적으로 오염 물질이 표면에서 떨어져 나갑니다. 세척 대상 표면에 레이저가 작용하더라도 대부분은 반사되어 기판에 손상을 주지 않으므로 효과적인 세척이 가능합니다.다음 사진은 나사산 표면의 녹 제거 및 세척 과정을 보여줍니다.
레이저 세척은 다양한 분류 기준에 따라 분류될 수 있습니다. 예를 들어, 기판 표면에 액체 막을 형성하는 레이저 세척 공정에 따라 건식 레이저 세척과 습식 레이저 세척으로 나눌 수 있습니다. 건식 레이저 세척은 오염된 표면에 레이저를 직접 조사하는 방식이고, 습식 레이저 세척은 세척 표면에 수분이나 액체 막을 도포해야 합니다. 습식 레이저 세척은 효율이 높지만, 액체 막을 수동으로 코팅해야 하므로 액체 막의 구성 성분이 기판 재질 자체의 성질을 변화시키지 않아야 합니다. 따라서 건식 레이저 세척 기술에 비해 습식 레이저 세척은 적용 범위에 제약이 있습니다. 현재 가장 널리 사용되는 레이저 세척 방법은 레이저 빔을 공작물 표면에 직접 조사하여 입자와 박막을 제거하는 방식입니다.
원자 램프Dry C경향
레이저 건식 세척의 기본 원리는 레이저를 입자와 기판에 조사하면 흡수된 빛 에너지가 순간적으로 열로 변환되어 입자 또는 기판, 혹은 둘 다 순간적으로 열팽창을 일으키고, 이 열팽창으로 인해 입자와 기판 사이에 가속도가 발생하여 입자와 기판 사이의 흡착력을 극복함으로써 입자가 기판 표면에서 떨어져 나가는 것입니다.
레이저 건식 세척의 흡수 방식에 따라 레이저 건식 세척은 크게 다음과 같은 두 가지 형태로 나눌 수 있습니다.
1.F먼지 입자의 융점이 모재(또는 레이저 흡수율 차이)보다 높으면, 입자가 레이저를 흡수하는 정도가 기판의 흡수 정도보다 강하거나(a) 반대로 약하면(b), 입자는 레이저 광 에너지를 열에너지로 변환하여 열팽창을 일으킵니다. 열팽창량은 매우 작지만, 매우 짧은 시간 동안 발생하므로 기판에 순간적으로 큰 가속도가 작용합니다. 이때 기판은 입자에 반작용력을 가하여 상호 흡착력을 극복하고 입자를 기판에서 분리시킵니다. 이 원리는 그림 1의 개략도에 나타나 있습니다..
2. 오염물질의 끓는점이 낮을 경우: 표면의 오염물질이 레이저 에너지를 직접 흡수하여 순간적으로 고온에서 끓어 증발하고, 직접 기화되어 오염물질을 제거합니다. 원리는 그림 2와 같습니다.
원자 램프Wet C경향P원칙
레이저 습식 세척은 레이저 스팀 세척이라고도 하며, 건식 세척과 달리 세척 대상 표면에 수 마이크론 두께의 얇은 액체막 또는 매체막이 형성된 상태에서 진행됩니다. 레이저 조사에 의해 액체막의 온도가 급격히 상승하여 다량의 기포가 발생하고, 이 기포가 폭발하면서 입자와 기판 사이의 충돌로 흡착력을 극복합니다. 입자, 액체막, 기판의 레이저 파장 흡수 계수가 다르기 때문에 레이저 습식 세척은 세 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.
1.기판에 의한 레이저 에너지의 강한 흡수
기판과 액체막에 레이저를 조사하면, 기판의 레이저 흡수율이 액체막보다 훨씬 크기 때문에 아래 그림과 같이 기판과 액체막의 계면에서 폭발적인 기화가 발생합니다. 이론적으로 펄스 지속 시간이 짧을수록 접합면에서 과열이 발생하기 쉬워져 폭발력이 커집니다.
2. 액체 막에 의한 레이저 에너지의 강한 흡수
이 세척 원리는 액체 막이 레이저 에너지의 대부분을 흡수하고, 아래 그림과 같이 액체 막 표면에서 폭발적인 기화가 일어나는 것입니다. 이때, 기판 흡수 방식만큼 레이저 세척 효율이 좋지 않은데, 이는 폭발 충격이 액체 막 표면에 집중되기 때문입니다. 반면, 기판 흡수 방식에서는 기포와 폭발이 기판과 액체 막의 경계면에서 발생하며, 폭발 충격이 기판 표면에서 입자를 더 쉽게 밀어내기 때문에 기판 흡수 방식의 세척 효과가 더 우수합니다.
3.기판과 액체 막은 함께 레이저 에너지를 흡수합니다.
이 경우 세척 효율이 매우 낮습니다. 레이저를 액막에 조사하면 레이저 에너지의 일부는 흡수되고, 나머지 에너지는 액막 내부 전체에 분산되어 액막이 끓으면서 기포가 발생합니다. 또한, 액막을 통과한 나머지 레이저 에너지는 기판에 흡수됩니다(그림 참조). 따라서 이 방법은 기포가 끓어오르기 전에 폭발을 일으키기 위해 더 많은 레이저 에너지가 필요하므로 효율이 매우 낮습니다.
기판 흡수를 이용한 습식 레이저 세척은 레이저 에너지의 대부분이 기판에 흡수되면서 액막과 기판 접합부에 과열 및 기포를 생성합니다. 건식 세척과 비교했을 때, 습식 세척은 레이저 충격으로 생성된 접합부 기포가 폭발하는 원리를 이용합니다. 또한, 액막에 일정량의 화학 물질을 첨가하여 오염 입자와 화학 반응을 일으켜 입자와 기판 사이의 흡착력을 감소시킴으로써 레이저 세척의 문턱값을 낮출 수 있습니다. 따라서 습식 세척은 세척 효율을 일정 수준 향상시킬 수 있지만, 액막의 도입으로 인해 새로운 오염이 발생할 수 있고 액막의 두께를 제어하기 어렵다는 등의 어려움이 있습니다.
요인A영향을 미치는Q질L에서C경향
효과L에서W평균 길이
레이저 세척의 기본 전제는 레이저 흡수입니다. 따라서 레이저 광원을 선택할 때 가장 먼저 고려해야 할 사항은 세척 대상물의 광 흡수 특성을 고려하여 적절한 파장의 레이저를 선택하는 것입니다. 또한, 해외 과학자들의 실험 연구에 따르면 동일한 특성을 가진 오염 입자를 세척할 때 파장이 짧을수록 레이저의 세척력이 강해지고 세척 임계값이 낮아지는 것으로 나타났습니다. 따라서 세척 대상물의 광 흡수 특성을 만족시키고 세척 효과와 효율을 향상시키기 위해서는 짧은 파장의 레이저를 세척 광원으로 선택해야 합니다.
효과P파워D밀도
레이저 세척에서 레이저 출력 밀도는 손상 임계값 상한선과 세척 임계값 하한선이 존재합니다. 이 범위 내에서 레이저 세척 시 레이저 출력 밀도가 높을수록 세척 능력이 향상되고 세척 효과가 더욱 뚜렷해집니다. 따라서 기판 재료에 손상을 주지 않으면서 레이저 출력 밀도를 최대한 높여야 합니다.
효과P맥박W이드스
그만큼 원자 램프 레이저 세척의 광원은 연속광 또는 펄스광일 수 있으며, 펄스 레이저는 매우 높은 피크 출력을 제공할 수 있으므로 요구 조건을 쉽게 충족할 수 있습니다. 또한 세척 과정에서 기판에 발생하는 열 효과에 대해 펄스 레이저의 영향이 더 작고, 연속광 레이저의 경우 해당 영역의 열 영향이 더 큰 것으로 나타났습니다.
그만큼E영향S제관S소변을 봤다N숫자T시간
레이저 세척 과정에서 레이저 스캐닝 속도가 빠를수록, 즉 스캐닝 횟수가 적을수록 세척 효율은 높아지지만, 세척 효과가 저하될 수도 있습니다. 따라서 실제 세척 적용 과정에서는 세척 대상물의 재질 특성과 오염 정도를 고려하여 적절한 스캐닝 속도와 스캐닝 횟수를 선택해야 합니다. 스캐닝 중첩률 등도 세척 효과에 영향을 미칩니다.
효과A산De포커싱
레이저 세척은 주로 집속 렌즈를 이용한 특정 조합을 통해 레이저 조사 전에 이루어지며, 실제 레이저 세척 과정에서는 일반적으로 초점을 흐리게 합니다. 초점을 흐리게 하는 정도가 클수록 재료에 조사되는 레이저 빔의 크기가 커지고, 조사 영역이 넓어져 효율이 높아집니다. 또한, 전체 출력이 일정할 때 초점을 흐리게 하는 정도가 작을수록 레이저의 출력 밀도가 높아지고 세척 능력이 강해집니다.
요약
레이저 세척은 화학 용제나 기타 소모품을 사용하지 않기 때문에 환경 친화적이고 안전하며 매우 많은 장점을 가지고 있습니다.
1. 화학 물질이나 세척액을 사용하지 않아 친환경적입니다.,
2. 청소 폐기물은 주로 고체 분말이며, 크기가 작아 수거 및 재활용이 용이합니다.,
3. 청소용 폐연기는 흡수 및 처리가 용이하고 소음이 적으며 인체 건강에 무해합니다.,
4. 비접촉식 세척, 매체 잔류물 없음, 2차 오염 없음,
5. 선택적인 세척이 가능하며, 기판에 손상을 주지 않습니다.,
6. 작동 매체 소모가 없고 전기만 소비하므로 사용 및 유지 보수 비용이 저렴합니다.,
7. E자동화를 쉽게 달성하고 노동 강도를 낮출 수 있습니다.,
8. 접근하기 어려운 장소나 표면, 위험하거나 불안정한 환경에 적합합니다.
메이븐 레이저 오토메이션 유한회사는 14년간 레이저 용접기, 레이저 세척기, 레이저 마킹기를 전문적으로 제조해 온 기업입니다. 2008년부터 메이븐 레이저는 선진 경영, 탄탄한 연구 개발력, 그리고 확고한 세계화 전략을 바탕으로 다양한 종류의 레이저 조각/용접/마킹/세척기 개발 및 생산에 주력해 왔습니다. 이를 통해 중국 및 전 세계에 더욱 완벽한 제품 판매 및 서비스 시스템을 구축하고, 레이저 산업 분야에서 세계적인 브랜드로 자리매김하고 있습니다.
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게시 시간: 2023년 5월 5일
