Лазерното почистване е технология, която използва взаимодействието между високоенергийния лазерен лъч и повърхността на материала за постигане на ефективно и прецизно отстраняване на повърхностните замърсители чрез физически и химични ефекти между лазера, замърсителите и субстрата. Принципът и предимствата могат да бъдат обобщени подробно, както следва: i. Основни принципи на лазерно почистване **
1. Лазерна аблация **
Импулсни лазери с висока мощност (плътност на пиковата мощност> 10⁹ w\/cm²) са фокусирани върху замърсителите, които абсорбират лазерната енергия и бързо се загряват до изпаряване или плазмено състояние. Замърсителите се отстраняват от субстрата чрез фотодекопозиция или експлозивна изпаряване. Този процес има минимално топлинно въздействие върху субстрата поради продължителността на ултра къса импулс (ниво на наносекунда), предотвратявайки топлинната проводимост.
2. Термично еластично разширяване и откъсване **
Нискоенергийните лазери загряват както замърсителите, така и субстрата. Поради разликите в коефициентите на термично разширяване, на интерфейса се генерира напрежение, което води до отделяне на замърсителите чрез механична фрактура или вибрационна фрагментация. Този метод е подходящ за чувствителни към температурата субстрати.
3. Плазмена почистване на ударни вълни **
Лазерният йонизира въздуха, генерирайки сферична плазмена ударна вълна с налягане, достигащо нивата на GPA, което "взривява" замърсителните частици. Това е особено ефективно за отстраняването на наноразмерните частици. Тъй като лазерът не взаимодейства директно със субстрата, той гарантира висока безопасност.
** 4. Мокро лазерно почистване **
Предварително се прилага течен филм (напр. Вода или етанол). Лазерът загрява филма, причинявайки експлозивно изпаряване, което премахва замърсителите чрез течни сили за разширяване. Този метод е подходящ за замърсители с ниски скорости на абсорбция на лазер.II. Основни предимства на лазерното почистване **
1. Висока точност и селективност **
Лазерното почистване може да премахне субмикронните частици. Чрез регулиране на лазерните параметри може да се постигне селективно отстраняване на специфични замърсители, без да се повреди субстрата.
2. Операция без контакт **
Като метод за безконтактно почистване, лазерното почистване избягва механичните увреждания на деликатните повърхности, което го прави идеален за прецизни компоненти и крехки културни артефакти.
3. Екологични и без замърсяване **
В процеса не се изискват химически агенти. Отпадъците се състоят главно от твърд прах, който може да бъде рециклиран, като елиминира изхвърлянето на течни отпадъци и отговаря на стандартите за околната среда.
4. Висока ефективност и гъвкавост **
Лазерното почистване е бързо, значително намалява времето за почистване и подобрява ефективността на производството. Оборудването може да бъде интегрирано с роботизирани рамена за почистване на сложни повърхности или отдалечени приложения.
5. Ниски експлоатационни разходи **
Лазерните системи за почистване са силно стабилни, изискват минимални консумативи и имат ниски разходи за поддръжка, като електричеството е основният дългосрочен разход.
** 6. Силна адаптивност **
Технологията за лазерно почистване може да обработва различни материали, включително метали, керамика, стъкло и пластмаси, и е приложима за множество сценарии за почистване, като отстраняване на ръжда, събличане на боя и почистване на оксид.