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激光清洗技术优势及应用领域

                           发表日期:2022-9-13

传统的清洗方式包括机械清洗法、化学清洗法、超声波清洗法、喷砂及干冰清洗,应用相对成熟,环境保护和高精度要求方面的应用受到很大的限制;化学清洗方法则容易导致环境污染,获得的清洁度也很有限,特别是当污垢成分复杂时,必须选用多种清洗剂反复清洗才可能满足表面消洁度的要求;相对而言,超声波清洗法清洗效果不错,但对亚微米级污粒的清洗无能为力,清洗槽的尺寸限制了加工零件的范围和复杂程度,清洗后对工件的干燥亦是一大难题。

激光清洗技术是指利用高能高频激光束照射工件表面,使表面的污物、锈斑或涂层瞬间气化、蒸发、振动剥落,高速有效地清除清洁对象表面附着物或表面涂层,从而达到洁净的激光工艺过程。激光的特点是具有高方向性,单色性,高相干性和高亮度。通过透镜的聚焦,可以把能量集中到一个很小的空间范围和时间范围内。目前,激光清洗经列入中国制造2025产业目录,随着国家对环境保护的愈发重视,激光清洗将迎来良好的发展机遇和广阔的市场前景。

激光清洗技术优势

与机械摩擦清洗、化学腐蚀清洗、液体固体强力冲击清洗、高频超声清洗等传统清洗方法相比,激光清洗具有明显的优点。

1、激光清洗是一种”绿色”的清洗方法,不需使用任何化学药剂和清洗液,清洗下来的废料基本上都是固体粉末,体积小,易于存放,可回收,可以轻易解决化学清洗带来的环境污染问题;
2、传统的清洗方法往往是接触式清洗,对清洗物体表面有机械作用力,损伤物体的表面或者清洗的介质附着于被清洗物体的表面,无法去除,产生二次污染,激光清洗的无研磨和非接触性使这些问题迎刃而解;
3、激光可以通过光纤传输,与机器手和机器人相配合,方便地实现远距离操作,能清洗传统方法不易达到的部位,这在一些危险的场所使用可以确保人员的安全;
4、激光清洗能够清除各种材料表面的各种类型的污染物,达到常规清洗无法达到的清洁度。而且还可以在不损伤材料表面的情况下有选择性地清洗材料表面的污染物;
5、激光清洗效率高,节省时间;
6、购买激光清洗系统虽然前期一次性投入较高,但清洗系统可以长期稳定使用,运行成本低,每小时仅需电费

激光清洗与传统的清洗工艺对比

清洗工艺环保安全性成本效率与质量工件大小
激光清洗绿色环保,不需要化学药剂,废料为粉末,易回收安全,光纤传输,避免光路暴露一次投入,后续只需电能,无其他消耗效率高,采用高速振镜,化点为线,化线为面工件尺寸限制小,可根据工件大小可灵活设计工装
喷砂工作环境恶劣,有粉尘污染对工作环境要求高,防护繁琐严密机器成本几千到上万,沙子需不断补给效率高,但是又上线,能有效清洗大部分污染物,但是对材料表面有上海由于沙子的位置不可控,不能清洗小件,可清洗表面要求不高的大件
人工打磨/机械打磨污染物无法收集打磨粉尘对人体危害较大成本低,单效率较低,需考虑人工成本效率低,质量好,可以控制表面的粗糙度适用中等尺寸,尺寸过大效率会降低,太小空间不够
湿法化学清洗极易导致环境污染不安全,对人体有危害环境污染严重,环保成本高效率较高,但是获得的清洁度有限。当污垢较多,需选用多种清洁剂反复清洗才能达到要求中等尺寸,零部件等
干冰清洗污染物无法收集现场比较安全,污染物无法收集,吸入会有慢性病的风险干冰是消耗品,长期核算单位面积成本高于激光效率低于激光,无法改善材料表面形貌大小均可,但无法进行精细加工
超声清洗环保安全只有超声器成本只能清洗特定的污染物,震荡机制,清洗效果好只能对小件进行清洗,大件无法放进去

应用领域

激光清洗清洗对象包括钢、铝合金、钛合金、玻璃和复合材料等,应用涵盖航空航天、船舶、高铁、汽车、模具、军工和海洋等领域。

模具清洗:激光可实现模具无接触清洗,对模具表面十分安全,可以确保其精度,并且可以清洗传统清洗方法无法清除的亚微米级污物颗粒,实现真正的无污染、高效、高质清洗。 精密仪器工业中的精确去酯清洗。
汽车领域:常需对零件上用来润滑和抗腐蚀的酯类及矿物油加以清除,通常是用化学方法,而化学清洗往往仍有残留物。激光去酯可以将酯类及矿物油完全去除,不损伤零件表面。激光促使零件表面氧化物薄层爆炸性气化形成了冲击波,导致污物去除,而非机械互作用。
钢轨清洗:目前,钢轨焊前清洗全部采用砂轮、砂带打磨式清洗,基材损伤严重,残余应力严重,并且每年消耗大量砂轮耗材,成本高,对环境造成严重粉尘污染。激光清洗可为我国高速铁路铺轨生产提供高质、高效的绿色清洗技术,解决以上问题,消除无缝铁轨孔洞、灰斑等焊接缺陷,提高我国高速铁路运行的稳定性及安全性。
航空领域:飞机的表面过一定时间后要重新喷漆,但是喷漆之前需要将原来的旧漆完全除去。化学浸泡/擦拭是航空领域的主要脱漆方法,该方法造成了大量化学附属废物,也无法实现局部检修脱漆,该工序工作量繁重、危害健康。激光清洗可实现飞机蒙皮表面涂漆的高质量去除,且易于实现自动化生产。目前,该技术在国外已开始应用于部分高端机型的维护。
船舶领域:目前船舶产前清洗主要采用喷砂方法,喷砂方法对周围环境造成了严重的粉尘污染,已逐渐被禁用,从而导致船舶生产企业的减产,甚至停产。激光清洗技术将为船舶表面防腐喷涂提供绿色无污染清洗方案。
军工领域:激光清洗技术在武器维护保养上广泛应用。采用激光清洗系统,可以高效、快捷地清除锈蚀、污染物,并可以对清除部位进行选择,实现清洗的自动化。采用激光清洗,不但清洁度高于化学清洗工艺,而且对于物体表面几乎无损害。

       
   
 

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