최근 몇 년 동안 레이저 클리닝은 산업 제조 분야의 연구 핫스팟 중 하나가 되었으며, 연구는 프로세스, 이론, 장비 및 응용 분야를 다루고 있습니다. 산업 응용 분야에서 레이저 세척 기술은 항공우주, 항공, 운송, 고속을 포괄하는 응용 산업인 강철, 알루미늄, 티타늄, 유리 및 복합 재료 등을 포함한 세척 대상물을 포함한 다양한 기판 표면을 안정적으로 세척할 수 있었습니다. 철도, 자동차, 금형, 원자력, 해양 및 기타 분야.
1960년대부터 시작된 레이저 클리닝 기술은 우수한 클리닝 효과, 광범위한 적용 범위, 높은 정밀도, 비접촉식 및 접근성이라는 장점을 가지고 있습니다. 산업 제조, 생산, 유지 관리 및 기타 분야에서 광범위한 응용 전망을 갖고 있으며 전통적인 청소 방법을 부분적으로 또는 완전히 대체하고 21세기에 가장 유망한 녹색 청소 기술이 될 것으로 예상됩니다.
레이저 클리닝 방법
레이저 클리닝 공정은 다양한 재료 제거 메커니즘을 포함하여 매우 복잡합니다. 레이저 클리닝 방법의 경우 클리닝 프로세스에는 다양한 메커니즘이 동시에 존재할 수 있으며 이는 주로 다음을 포함하여 레이저와 재료 간의 상호 작용에 기인합니다. 재료 표면 제거, 분해, 이온화, 분해, 용융, 연소, 기화, 진동, 스퍼터링, 팽창, 수축, 폭발, 박리, 흘림 및 기타 물리적, 화학적 변화. 프로세스.
현재 일반적인 레이저 세척 방법은 주로 레이저 절제 세척, 액체 필름 보조 레이저 세척 및 레이저 충격파 세척 방법의 세 가지입니다.
레이저 어블레이션 클리닝 방법
주요 방법론적 메커니즘은 열팽창, 기화, 절제 및 상폭발입니다. 레이저는 기판 표면에서 제거할 재료에 직접 작용하며 주변 조건은 공기, 희박 가스 또는 진공일 수 있습니다. 작동 조건은 간단하며 다양한 코팅, 페인트, 입자 또는 먼지를 제거하는 데 가장 널리 사용됩니다. 아래 다이어그램은 레이저 어블레이션 클리닝 방법의 프로세스 다이어그램을 보여줍니다.
재료 표면에 레이저를 조사하면 기판과 세척 재료가 먼저 열팽창됩니다. 세척 재료와의 레이저 상호 작용 시간이 증가함에 따라 온도가 세척 재료의 캐비테이션 임계값보다 낮을 경우 세척 재료만의 물리적 변화 프로세스, 세척 재료와 기판 열팽창 계수의 차이로 인해 계면에 압력이 발생합니다. , 세척 재료의 좌굴, 기판 표면의 찢어짐, 균열, 기계적 파손, 진동 분쇄 등이 발생하면 세척 재료가 제트에 의해 제거되거나 기판 표면이 벗겨집니다.
온도가 세척 재료의 가스화 임계값보다 높으면 두 가지 상황이 발생합니다. 1) 세척 재료의 절제 임계값이 기판보다 낮습니다. 2) 세척 재료의 절제 임계값이 기판보다 큽니다.
세척 재료의 이러한 두 가지 경우는 용융, 캐비테이션 및 제거 및 기타 물리화학적 변화입니다. 세척 메커니즘은 열 효과 외에도 더 복잡하지만 분자 결합 파손, 세척 재료 분해 또는 열화, 세척 재료 사이의 기판과 세척 재료도 포함될 수 있습니다. 폭발, 세정물질 가스화 순간 이온화, 플라즈마 발생.
(1)액체 필름 보조 레이저 클리닝
방법 메커니즘은 주로 액체 필름 비등 기화 및 진동 등을 가지고 있습니다. 적절한 레이저 파장을 선택해야 하는 필요성을 사용하여 레이저 제거 세척 공정에서 충격 압력 부족을 보완하는 방식으로 제거할 수 있습니다. 일부는 청소 대상을 제거하기가 더 어렵습니다.
아래 그림과 같이 피세정물의 표면에 액체막(물, 에탄올 등의 액체)을 미리 덮은 후 레이저를 이용하여 조사합니다. 액체 필름은 레이저 에너지를 흡수하여 액체 매체의 강한 폭발, 끓는 액체 고속 운동의 폭발, 표면 청소 재료로의 에너지 전달, 높은 일시적 폭발력으로 청소 목적을 달성하기 위해 표면 먼지를 제거하기에 충분합니다.
액체 필름을 이용한 레이저 클리닝 방법에는 두 가지 단점이 있습니다.
프로세스가 번거롭고 프로세스를 제어하기가 어렵습니다.
액상 필름을 사용하기 때문에 세척 후 기판 표면의 화학적 조성이 쉽게 변하고 새로운 물질이 생성됩니다.
(1)레이저 충격파 방식 클리닝 방법
프로세스 접근 방식 및 메커니즘은 처음 두 가지와 매우 다릅니다. 메커니즘은 주로 충격파 힘 제거이며, 청소 대상은 주로 입자이며 주로 입자(마이크론 이하 또는 나노 규모) 제거를 위한 것입니다. 공기를 이온화하는 능력을 보장할 뿐만 아니라 충격력의 입자에 대한 작용이 충분히 커지도록 레이저와 기판 사이의 적절한 거리를 유지하는 등 공정 요구 사항이 매우 엄격합니다.
레이저 충격파 세척 공정 개략도는 아래에 나와 있습니다. 레이저는 기판 표면 샷의 방향과 평행하며 기판은 접촉하지 않습니다. 공작물 또는 레이저 헤드를 이동하여 레이저 출력 근처의 입자에 레이저 초점을 조정하면 공기 이온화 현상의 초점이 발생하여 충격파가 발생하고 충격파는 구형 확장의 급속한 팽창 및 접촉 확장됩니다. 입자와 함께. 입자에 대한 충격파의 가로 성분의 모멘트가 세로 성분의 모멘트와 입자 부착력보다 클 경우 입자는 롤링에 의해 제거됩니다.
레이저 클리닝 기술
레이저 클리닝 메커니즘은 주로 레이저 에너지 흡수, 기화 및 휘발 또는 순간 열 팽창 후 물체 표면을 기반으로 표면의 입자 흡착을 극복하여 표면에서 물체를 얻은 후 다음을 달성합니다. 청소의 목적.
대략적으로 요약하면 1. 레이저 증기 분해, 2. 레이저 스트리핑, 3. 먼지 입자의 열팽창, 4. 기판 표면 진동 및 입자 진동의 네 가지 측면입니다.
전통적인 세척 공정과 비교하여 레이저 세척 기술은 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다.
1. 세척액이나 기타 화학 용액을 사용하지 않는 "드라이" 세척이며, 화학 세척 공정보다 청결도가 훨씬 높습니다.
2. 먼지 제거 범위와 적용 가능한 기판 범위가 매우 넓고,
3. 레이저 공정 매개 변수의 조절을 통해 오염 물질을 효과적으로 제거하여 기판 표면을 손상시킬 수 없으며 표면이 새것처럼 좋습니다.
4. 레이저 클리닝은 자동화 작업이 용이합니다.
5. 레이저 오염 제거 장비는 오랫동안 사용할 수 있으며 운영 비용이 저렴합니다.
6. 레이저 청소 기술은 다음과 같습니다. 녹색: 청소 과정, 폐기물 제거는 고체 분말, 작은 크기, 저장하기 쉽고 기본적으로 환경을 오염시키지 않습니다.
1980년대 반도체 산업의 급속한 발전으로 실리콘 웨이퍼 마스크 표면의 오염 입자 세척 기술에 대한 요구가 더욱 높아졌으며, 큰 흡착력 사이에서 미세 입자와 기판의 오염을 극복하는 것이 핵심입니다. , 전통적인 화학적 세척, 기계적 세척, 초음파 세척 방법은 수요를 충족시킬 수 없으며 레이저 세척은 이러한 오염 문제를 해결할 수 있으므로 관련 연구 및 응용이 빠르게 개발되었습니다.
1987년 레이저 클리닝에 대한 특허 출원이 처음으로 등장했습니다. 잽카는 1990년대 반도체 제조공정에 레이저 클리닝 기술을 적용해 마스크 표면의 미세입자를 제거하는 데 성공하며 레이저 클리닝 기술을 산업현장에 조기 적용하는 성과를 거뒀다. 1995년에 연구원들은 2kW TEA-CO2 레이저를 사용하여 항공기 동체 페인트 제거 작업을 성공적으로 수행했습니다.
21세기에 들어와 초단펄스 레이저의 고속 발전과 함께 금속재료 표면을 중심으로 레이저 클리닝 기술에 대한 국내외 연구 및 적용이 점차 늘어나고 있으며, 해외의 대표적인 응용 분야는 항공기 동체 도료 제거, 금형 등이다. 용접 전 표면 탈지, 엔진 내부 카본 제거, 조인트 표면 청소. 미국 에디슨 용접 연구소(Edison Welding Institute) FG16 전투기의 레이저 청소는 레이저 출력이 1kW일 때 분당 청소량이 2.36cm3입니다.
고급 복합 부품의 레이저 페인트 제거에 대한 연구 및 적용도 주요 핫스팟이라는 점은 언급할 가치가 있습니다. 미국 해군 HG53, HG56 헬리콥터 프로펠러 블레이드와 F16 전투기의 편평한 꼬리 및 기타 복합 표면은 레이저 페인트 제거 응용 분야에서 실현되었지만 중국의 항공기 응용 분야에서 중국 복합 재료는 늦게 적용되었으므로 이러한 연구는 기본적으로 공백 상태입니다.
또한 접합부의 강도를 향상시키기 위해 접착 전 접합부의 CFRP 복합재 표면 처리에 레이저 클리닝 기술을 사용하는 것도 현재 연구 초점 중 하나입니다. 레이저 회사를 Audi TT 자동차 생산 라인에 적용하여 경량 알루미늄 합금 도어 프레임 산화막 표면을 청소하는 파이버 레이저 청소 장비를 제공합니다. Rolls G Royce UK는 레이저 세척을 사용하여 티타늄 항공기 엔진 부품 표면의 산화막을 청소했습니다.
레이저 클리닝 기술은 레이저 클리닝 공정 매개변수 및 클리닝 메커니즘, 클리닝 대상 연구 또는 연구 적용 등 지난 2년 동안 급속하게 발전했습니다. 레이저 클리닝 기술은 많은 이론적 연구를 거쳐 연구의 초점이 지속적으로 연구 적용과 유망한 결과 적용에 편향되어 있습니다. 앞으로 문화 유물과 예술 작품 보호에 레이저 클리닝 기술이 더욱 널리 사용될 것이며 그 시장도 매우 넓을 것입니다. 과학기술의 발달로 레이저 클리닝 기술이 산업계에 적용되는 것이 현실화되고 있으며, 그 적용 범위도 점점 더 광범위해지고 있습니다.
Maven 레이저 자동화 회사는 14년 동안 레이저 산업에 중점을 두고 있으며 레이저 마킹을 전문으로 하며 기계 캐비닛 레이저 청소 기계, 트롤리 케이스 레이저 청소 기계, 배낭 레이저 청소 기계 및 3 in 1 레이저 청소 기계를 보유하고 있습니다. 레이저 용접기, 레이저 절단기 및 레이저 마킹 조각 기계, 우리 기계에 관심이 있으시면 저희를 팔로우하고 언제든지 저희에게 연락하실 수 있습니다.
게시 시간: 2022년 11월 14일
