In de jaren tachtig stelde de snelle ontwikkeling van de halfgeleiderindustrie hogere eisen aan de reinigingstechnologie van verontreinigde deeltjes op het oppervlak van siliconen wafermaskers. Het belangrijkste punt is om de grote adsorptiekracht tussen de verontreinigde deeltjes en het substraat te overwinnen. Traditionele chemische reiniging, mechanische reiniging en ultrasone reinigingsmethoden kunnen niet aan de behoeften voldoen, terwijl laserreiniging dergelijke vervuilingsproblemen kan oplossen, en gerelateerd onderzoek en toepassingen zijn snel ontwikkeld. In 1987 was er de eerste patentaanvraag voor laserreiniging.
Na het ingaan van de jaren 1990, Zapka et al. met succes toegepaste laserreinigingstechnologie op halfgeleiderproductieprocessen, het verwijderen van microdeeltjes op het maskeroppervlak en het bereiken van de vroege toepassing van laserreinigingstechnologie op industrieel gebied. In 1995 slaagden onderzoekers erin de verf van vliegtuigrompen met succes te reinigen met behulp van een 2kW TEA-CO2-laser. Na het betreden van de 21e eeuw, met de snelle ontwikkeling van ultrakorte pulslasers, is het onderzoek naar en de toepassing van laserreinigingstechnologie in binnen- en buitenland geleidelijk toegenomen, met de nadruk op het reinigen van metalen materiaaloppervlakken. Typische toepassingen in het buitenland zijn onder meer het verwijderen van verf van vliegtuigcarrosserieën, het verwijderen van olievlekken op het oppervlak van een mal, het verwijderen van koolstofafzetting in de motor en het reinigen van naadoppervlakken vóór het lassen.
Staal wordt het meest gebruikt in de industrie, zoals autolassen, scheepsbouw, schilderen en de productie van turbineschoepen. Laserreinigingstechnologie kan roest, verf en vuil van het oppervlak van stalen componenten verwijderen, waardoor de laskwaliteit en het verfeffect worden gegarandeerd. Laserreinigingstechnologie werd gebruikt om het oppervlak van scheepskoolstofstalen platen vóór het lassen te reinigen. De onderzoeksresultaten toonden aan dat de werksnelheid van laserreiniging kan worden verhoogd tot 1000 mm/min door het gemiddelde vermogen te verhogen of de laserlichtbron te vergroten. Het mechanisme van laserablatie omvat fysieke en chemische effecten en elastische vibratie-effecten.
Met een verschillende laserenergiedichtheid hebben de twee effecten een verschillende mate van invloed op het reinigingsmechanisme. De voortplantingswet van dempende oscillatie van laser-geïnduceerde plasma-schokgolven in materialen werd gevonden en er werd een online monitoringsysteem voor het laserreinigingsproces opgezet. De relatie tussen de mate van oxideverwijdering, de lichtintensiteit van het plasma en de duur van de geluidsgolf werd vastgesteld. Naast het volledig verwijderen van oppervlakteroest, kan laser ook een zeer dunne verhardende laag vormen op het oppervlak van de ondergrond. De hardingslaag kan de hardheid van het koolstofstaaloppervlak effectief verbeteren, een oppervlakteversterkende rol spelen en het koolstofstaal tot op zekere hoogte beschermen.
Laserreinigingstechnologie kan niet alleen worden toegepast op de oppervlaktereiniging van aluminiumlegeringen vóór het lassen, maar ook op de oppervlaktebehandeling vóór het verlijmen van aluminiumlegeringen. Vergelijkbare onderzoeken hebben de effecten van lagedrukplasmabehandeling en laserreiniging op de schuifsterkte van lijmverbindingen vergeleken. De resultaten laten zien dat de gemiddelde afschuifsterkte van laserreinigingsmonsters 19,35 MPa is, wat ongeveer 5 MPa hoger is dan die van plasmabehandeling.
Bij laserreiniging is het noodzakelijk om geschikte parameters te selecteren, zoals lasergolflengte, pulsbreedte en pulsfrequentie op basis van verschillende reinigingsobjecten. Het overgrote deel van het binnen- en buitenlandse onderzoek naar laserreiniging van coatings en kleine deeltjes heeft gekozen voor nanoseconde puls fiberlasers met een golflengte van 1064nm. Er is echter een significant verschil in de laserpulsfrequentie tussen de twee. De eerste heeft een pulsfrequentie van enkele duizenden tot enkele tientallen kilohertz, en de oppervlakteruwheid na reiniging kan oplopen tot 1 μ. De laatste is geconcentreerd in het bereik van enkele hertz tot enkele tientallen hertz, met een verwijderingspercentage van meer dan 90 procent .
Binnenlandse wetenschappers hebben relatief laat onderzoek gedaan op het gebied van laserreiniging, in combinatie met de hoge kosten van kortepulslasers zelf, die een hogere reinigingsefficiëntie vereisen om een hoge waarde te bereiken in praktische toepassingen. Daarom zijn er momenteel zeer weinig gerelateerde toepassingen. In de afgelopen jaren hebben enkele universiteiten, onderzoeksinstituten en ondernemingen in China achtereenvolgens onderzoek gedaan naar de toepassing van laserreinigingstechnologie op industrieel gebied en hebben ze ook laserreinigingsapparatuur vervaardigd.
De China Academy of Engineering Physics heeft onderzoek gedaan naar het verwijderen van losmiddelen voor bandenvormen, het verwijderen van verf van vliegtuigvleugels en radomes (composietmaterialen) en tankbepantsering, en het ontroesten van scheepsonderdelen. Suzhou University heeft onderzoek gedaan naar het verwijderen van roest van voluten van auto's, het onderhoud van sporen en het verwijderen van vuil, en het verwijderen van aanslag op isolerende porseleinen flessen.
Bovenstaande vat de huidige onderzoeksstatus van laserreiniging in binnen- en buitenland samen. Op het gebied van theorie en technologie is er weliswaar een groot aantal experimenten uitgevoerd in het procesonderzoek van laserreiniging in binnen- en buitenland, maar het theorie- en mechanismeonderzoek van laserreiniging is nog onvolledig. Hoewel er relevante fysieke modellen zijn opgesteld, hebben deze modellen nog steeds aanzienlijke beperkingen. In termen van praktische toepassing is er een aanzienlijke kloof tussen China en het buitenland.
Over HGTECH
HGTECH is de pionier en leider van industriële lasertoepassingen in China en de gezaghebbende leverancier van wereldwijde oplossingen voor laserverwerking. We leggen de constructie van intelligente laserapparatuur, meet- en automatiseringsproductielijnen en slimme fabrieken volledig uit om een totaaloplossing voor intelligente productie te bieden.
We begrijpen de ontwikkelingstrend van de maakindustrie diep, verrijken voortdurend producten en oplossingen, houden ons aan het verkennen van de integratie van automatisering, informatisering, intelligentie en maakindustrie, en voorzien verschillende industrieën van lasersnijsystemen, laserlassystemen, lasermarkeerseries, lasertextuur complete uitrusting, laserwarmtebehandelingssystemen, laserboormachines, lasers en diverse ondersteunende apparaten Het totaalplan voor de bouw van speciale laserbewerkingsapparatuur en plasmasnijapparatuur, evenals automatische productielijnen en slimme fabrieken.
