激光清洗

       如何尋找更清潔，且不具損傷性的清洗方式是我們不得不考慮的問題。而激光清洗具有無研磨、非接觸、無熱效應和適用于各種材質(zhì)的物體等清洗特點，被認為是最可靠、最有效的解決辦法。同時，激光清洗可以解決采用傳統(tǒng)清洗方式無法解決的問題。

簡介

       例如，工件表面粘有亞微米級的污染顆粒時，這些顆粒往往粘得很緊，常規(guī)的清洗辦法不能夠?qū)⑺コ眉{米激光輻射工件表面進行清洗則非常有效。還由于激光對工件是無接觸清洗，對精密工件或其精細部位清洗十分安全，可以確保其精度。所以激光清洗在清洗行業(yè)中獨具優(yōu)勢。

       激光為什么能夠用來清洗？為什么對被清洗物體不會造成損害呢？首先了解一下激光的本質(zhì)。簡單來說，激光和在我們身邊的如影隨形般的光線（可見光和不可見光）沒有什么不同，只不過激光是利用諧振腔把光聚集在同一個方向上，并且有較單純的波長，協(xié)調(diào)性等性能更好，因此理論上所有波長的光都可以用來形成激光，但實際上受限于能夠激發(fā)的介質(zhì)不多，因此能夠產(chǎn)生穩(wěn)定且適合工業(yè)生產(chǎn)的激光光源相當有限。被廣泛使用的大概也就是Nd:YAG激光、二氧化碳激光和準分子激光。由于Nd：YAG激光可以通過光纖傳輸更適合工業(yè)應用，因此在激光清洗中也多被采用。

優(yōu)點

       與機械摩擦清洗、化學腐蝕清洗、液體固體強力沖擊清洗、高頻超聲清洗等傳統(tǒng)清洗方法相比，激光清洗具有明顯的優(yōu)點。

       1、激光清洗是一種”綠色”的清洗方法，不需使用任何化學藥劑和清洗液，清洗下來的廢料基本上都是固體粉末，體積小，易于存放，可回收，可以輕易解決化學清洗帶來的環(huán)境污染問題；

       2、傳統(tǒng)的清洗方法往往是接觸式清洗，對清洗物體表面有機械作用力，損傷物體的表面或者清洗的介質(zhì)附著于被清洗物體的表面，無法去除，產(chǎn)生二次污染，激光清洗的無研磨和非接觸性使這些問題迎刃而解；

       3、激光可以通過光纖傳輸，與機器手和機器人相配合，方便地實現(xiàn)遠距離操作，能清洗傳統(tǒng)方法不易達到的部位，這在一些危險的場所使用可以確保人員的安全；

       4、激光清洗能夠清除各種材料表面的各種類型的污染物，達到常規(guī)清洗無法達到的清潔度。而且還可以在不損傷材料表面的情況下有選擇性地清洗材料表面的污染物；

       5、激光清洗效率高，節(jié)省時間；

       6、購買激光清洗系統(tǒng)雖然前期一次性投入較高，但清洗系統(tǒng)可以長期穩(wěn)定使用，運行成本低，以Quantel公司的LASERLASTE為例，每小時的運行費用僅為1歐元左右，更重要的是可以方便地實現(xiàn)自動化操作。

原理

       脈沖式的Nd:YAG激光清洗的過程依賴于激光器所產(chǎn)生的光脈沖的特性，基于由高強度的光束、短脈沖激光及污染層之間的相互作用所導致的光物理反應。其物理原理可概括如下：

       a)激光器發(fā)射的光束被需處理表面上的污染層所吸收。

       b)大能量的吸收形成急劇膨脹的等離子體（高度電離的不穩(wěn)定氣體），產(chǎn)生沖擊波。

       c)沖擊波使污染物變成碎片并被剔除。

       d)光脈沖寬度必須足夠短，以避免使被處理表面遭到破壞的熱積累。

       e)實驗表明當金屬表面上有氧化物時，等離子體產(chǎn)生于金屬表面。

       等離子體只在能量密度高于閾值的情況下產(chǎn)生，這個閾值取決于被去除的污染層或氧化層。這個閾值效應對在保證基底材料安全的情況下進行有效清潔非常重要。等離子體的出現(xiàn)還存在第二個閾值。如果能量密度超過這一閾值，則基底材料將被破壞。為在保證基底材料安全的前提下進行有效的清潔，必須根據(jù)情況調(diào)整激光參數(shù)，使光脈沖的能量密度嚴格處于兩個閾值之間。

       每個激光脈沖去除一定厚度的污染層。如果污染層比較厚，則需要多個脈沖進行清洗。將表面清洗干凈所需要的脈沖數(shù)量取決于表面污染程度。由兩個閾值產(chǎn)生的一個重要結(jié)果是清洗的自控性。

       能量密度高于第一閾值的光脈沖將一直剔除污染物，直到達到基底材料為止。然而，因為其能量密度低于基底材料的破壞閾值，所以基底不會受到破壞。

主要方法

       激光清洗方法主要有4種：

       ①激光干洗法，即采用脈沖激光直接輻射去污；

       ②激光+液膜方法，即首先沉積一層液膜于基體表面，然后用激光輻射去污；

       ③激光+惰性氣體的方法，即在激光輻射的同時，用惰性氣體吹向基體表面，當污物從表面剝離后會立即被氣體吹離表面，以避免表面再次污染和氧化；

       ④運用激光使污垢松散后，再用非腐蝕性化學方法清洗。

       最常用的是前 3種方法。第4種方法僅見于石質(zhì)文物的清洗中。

       國際上，激光清洗技術對石質(zhì)材料的應用已有十幾年的歷史。在我國，石質(zhì)材料的激光清洗起步較晚。由于激光設備的投資還較為昂貴，普遍化應用還有一定難度。但是激光清洗技術具有傳統(tǒng)清洗方法無法比擬的優(yōu)點，隨著技術的不斷完善和設備的批量化生產(chǎn)，激光清洗技術必將在石質(zhì)材料的清洗業(yè)中發(fā)揮重要的作用。

實際應用

       激光清洗不但可以用來清洗有機的污染物，也可以用來清洗無機物，包括金屬的銹蝕、金屬微粒、灰塵等。下面介紹一些實際應用情況，這些技術已非常成熟，已被廣泛應用。

模具的清洗：

       每年全世界的輪胎生產(chǎn)企業(yè)制造數(shù)億個輪胎，生產(chǎn)過程中輪胎模具的清洗必須迅速可靠，以節(jié)省停機的時間。傳統(tǒng)的清洗方法包括噴沙、超聲波或二氧化碳清洗等，但這些方法通常必須在高熱的模具經(jīng)數(shù)小時冷卻后，再移往清洗設備進行清潔，清潔所需的時間長，并容易損害模具的精度，化學溶劑及噪聲還會產(chǎn)生安全和環(huán)保等問題。利用激光清洗方式，由于激光可利用光纖來傳輸，因此在使用上深具彈性；由于激光清洗方式可用光纖連接而將光導至模具的死角或不易清除的部位進行清洗，因此使用方便；由于橡膠并無氣化，因此不會產(chǎn)生有毒害的氣體，影響工作環(huán)境的安全。激光清洗輪胎模具的技術已經(jīng)大量在歐美的輪胎工業(yè)中被采用，雖然初期投資成本較高，但可在節(jié)省待機時間、避免模具損壞、工作安全及節(jié)省原材料上所獲得的收益迅速得到回收。根據(jù)Quantel公司的LASERLASTE 激光清洗系在上海雙錢載重輪胎公司生產(chǎn)線上進行的清洗試驗表明，僅需2個小時就可以在線清洗一套大型載重輪胎的模具。和常規(guī)清洗方法相比，經(jīng)濟效益是顯而易見的。 食品工業(yè)模具上防粘的彈性膜層需要定期更換以保證衛(wèi)生，不用化學試劑而使用激光清洗也特別適合這種應用。

武器裝備的清洗：

       激光清洗技術在武器維護保養(yǎng)上廣泛應用。采用激光清洗系統(tǒng)，可以高效、快捷地清除銹蝕、污染物，并可以對清除部位進行選擇，實現(xiàn)清洗的自動化。采用激光清洗，不但清潔度高于化學清洗工藝，而且對于物體表面幾乎無損害。Quantel公司的LASERLASTE通過設定不同參數(shù)，還可以在金屬物體表面形成一層致密的氧化物保護膜或金屬熔融層，提高表面強度和耐腐蝕性。激光清除的廢料對環(huán)境基本上不構(gòu)成污染，還可以進行遠距離操作，有效減少了對操作人員的健康損害。

飛機舊漆的清除：

       在歐洲激光清洗系統(tǒng)早已應用在航空工業(yè)中。飛機的表面過一定時間后要重新噴漆，但是噴漆之前需要將原來的舊漆完全除去。傳統(tǒng)的機械清除油漆法容易對飛機的金屬表面造成損傷，給安全飛行帶來隱患。如采用多個激光清洗系統(tǒng)，可在兩天之內(nèi)將一架A320空中客車表面的漆層完全除掉，且不會損傷到金屬表面。

樓宇外墻的清洗：

       隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，越來越多的摩天大樓被建立起來，大樓外墻的清潔問題日益凸現(xiàn)，LASERLASTE激光清洗系統(tǒng)通過最長70米的光纖對建筑物外墻的清洗提供了很好的解決方法，它可以對各種石材、金屬、玻璃上的各種污染物進行有效清洗，且比常規(guī)清洗效率高很多倍。還可以對建筑物的各種石材上的黑斑、色斑進行清除。LASERLASTE激光清洗系統(tǒng)在嵩山少林寺對建筑物、石碑進行的清洗試驗表明，采用激光清洗對保護古建筑恢復外觀效果非常好。

電子工業(yè)中的清洗

       電子工業(yè)使用激光去除氧化物：電子工業(yè)需要高精度地去污，特別適合采用激光去氧化物。在電路板焊接前，元件針腳必須徹底去氧化物以保證最佳的電接觸，在去污過程中還不能損壞針腳。激光清洗可以滿足使用要求，且效率很高，一個針腳只需照射一次激光。

精密機械工業(yè)中的精確去酯清洗：

       精密機械工業(yè)常常需對零件上用來潤滑和抗腐蝕的酯類及礦物油加以清除，通常是用化學方法，而化學清洗往往仍有殘留物。激光去酯可以將酯類及礦物油完全去除，不損傷零件表面。其污染物去除是由沖擊波完成，零件表面氧化物薄層爆炸性氣化形成了沖擊波，導致污物去除，而非機械互作用。材料徹底去酯用于航天工業(yè)機械零件的清理。機械零件加工中的油酯去除同樣可采用激光清洗。

核電站反應堆內(nèi)管道清洗：

       激光清洗系統(tǒng)還應用于核電站反應堆內(nèi)管道的清洗。它采用光導纖維，將高功率激光束引入反應堆內(nèi)部，直接清除放射性粉塵，清洗下來的物質(zhì)清理方便。而且由于是遠距離操作，可以確保工作人員的安全。

       綜上所述，激光清洗在很多領域發(fā)揮著重要作用，并且在汽車制造、半導體晶圓片清洗、精密零件加工制造、軍事裝備清洗、建筑物外墻清洗、文物保護、電路板清洗、精密零件加工制造、液晶顯示器清洗、口香糖殘跡去除等領域均可發(fā)揮重要作用。

設備系統(tǒng)

激光清洗設備的系統(tǒng)有哪些？

       激光技術是近些年迅速發(fā)展的一種新技術，已經(jīng)被廣泛的運用到工業(yè)、軍事、農(nóng)業(yè)等領域之中。隨著研發(fā)水平的不斷提升，激光技術開始與其它技術融合，激光清洗設備就是在此背景下研發(fā)出的產(chǎn)品。那么，激光清洗設備的系統(tǒng)有哪些呢？

       1、清洗系統(tǒng)

       激光清洗設備清洗系統(tǒng)主要對半導體激光器、聲光調(diào)制器、激光晶體、倍頻晶體等元部件進行控制，溫度控制精度準確。清洗器的制冷片冷端與銅熱沉良好接觸，并在接觸面涂一薄層導熱硅脂，熱端采用風扇和散熱片對熱端散熱。

       2、控制設備

       控制系統(tǒng)是整個清洗設備的神經(jīng)中樞，主要對LD電源、聲光Q開關驅(qū)動源、制冷系統(tǒng)、振鏡等部件進行控制。通過調(diào)節(jié)控制器面板上重復頻率調(diào)整按鈕和輸出功率按鈕來獲得不同輸出參數(shù)的激光束?？刂葡到y(tǒng)面板上還設置開啟、待機、工作、急停等按鈕和報警指示燈，當清洗設備內(nèi)部溫度超過設定的極限溫度時，系統(tǒng)會發(fā)出警報信號，并自動切斷電源，停止工作。

       3、排水系統(tǒng)

       清洗完畢，用戶倒掉污水的過程中，由于產(chǎn)品本身為橢圓造型，體積不大但有一定重量，導致倒水的過程不夠便捷和人性化。使用完畢，需要手動擦凈機身，對機身進行保養(yǎng)，避免不銹鋼內(nèi)壁因氧化生銹。蓋子內(nèi)部設有卡扣結(jié)構(gòu)和橡膠，用于解決產(chǎn)品平放使用時漏水的問題。底部有橡膠材質(zhì)底座，防滑且可以減少超聲波震動的噪音。外觀主要采用ABS塑料材質(zhì)，金屬包邊的磨砂蓋子，突顯產(chǎn)品的科技感，讓產(chǎn)品更加深入人心。

       激光清洗技術目前已經(jīng)開始被逐漸推廣開來，在很大程度上帶動了清洗行業(yè)的變革與發(fā)展。未來，這一產(chǎn)品將會得到更廣泛用的使用，激光清洗設備也將進一步的得到提升與發(fā)展。從這個方面來說，該設備未來將會造福人類社會。

技術發(fā)展優(yōu)勢

       展望整個工業(yè)清洗行業(yè)市場，不難看出，新型激光清洗技術的普及應用已儼然成為一道亮麗的風景線，同時搭配自動化生產(chǎn)線的激光清洗設備也符合整個清洗市場的高效化、智能化的發(fā)展應用趨勢，當下國家和市場部門也鼓勵國內(nèi)高新技術企業(yè)開創(chuàng)新型綠色生產(chǎn)技術以賦能我國制造業(yè)的蓬勃發(fā)展，國內(nèi)像大族激光、華工激光、銳科激光等一系列掌握關鍵激光技術的企業(yè)巨頭對于激光清洗技術的研發(fā)也在不斷深入，先后推出激光干式清洗法、激光濕式清洗法、激光等離子沖擊波清洗法等一系列先進的國產(chǎn)自主化激光清洗技術。

       同時傳統(tǒng)落后的清洗技術和工藝也在逐步退出工業(yè)化大生產(chǎn)領域，并為更優(yōu)質(zhì)、高效的新型激光清洗技術“讓路”，相信在不遠的將來，激光清洗技術也一定能成為生產(chǎn)清洗領域的主角，為企業(yè)和社會創(chuàng)造更多的經(jīng)濟效益！

市場規(guī)模

       激光清洗市場的規(guī)模在不斷增長。2022年，中國的激光清洗行業(yè)規(guī)模達到了5.8億元，預計到2023年，市場規(guī)模將超過7億元。全球激光清洗市場在2022年的估計價值為6.991億美元，預計到2028年將調(diào)整至8.897億美元，此期間的復合年增長率為4.1%。

       此外，激光清洗技術的應用范圍廣泛，包括輪胎模具、武器裝備、飛機舊漆的清除等多個領域。這些應用領域的不同需求推動了市場的增長。例如，在輪胎工業(yè)中，激光清洗技術用于清洗模具，避免了傳統(tǒng)清洗方法對模具精度和安全性的影響。

       總的來說，激光清洗市場呈現(xiàn)出良好的發(fā)展勢頭，預計未來幾年將持續(xù)增長。

模具設備

       激光清洗模具設備是一種利用激光束高能量特性來去除模具表面污垢、油漬、氧化層等物質(zhì)的設備。以下是對激光清洗模具設備的詳細介紹：

一、工作原理

       激光清洗模具設備的工作原理基于激光束的高亮度和發(fā)散角小的特性。當具有足夠功率的激光束聚集后照射到模具的適當部位時，模具表面的污染物會吸收激光能量，從而發(fā)生一系列物理化學過程，如氣化揮發(fā)或瞬間受熱膨脹并蒸汽帶動脫離模具表面，以此達到清洗的目的。

二、應用領域

       激光清洗模具設備在制造行業(yè)中具有廣泛的應用領域，主要包括以下幾個方面：

       模具制造：激光清洗設備可用于模具制造過程中的清洗和去毛刺，提高模具的精度和使用壽命。無論是輪胎模具、橡膠模具、注塑模具還是玻璃瓶模具等，激光清洗技術都能有效去除表面附著物或涂層。

       汽車制造：激光清洗設備可用于汽車零部件的清洗，如發(fā)動機缸體、曲軸箱等，去除油污和積碳，提高汽車的性能和可靠性。

       電子制造：在電子元件的清洗方面，激光清洗設備可用于集成電路板、半導體器件等的清洗，去除焊接殘留物和污染物，提高電子產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性。

       航空航天：激光清洗設備在航空航天領域也有重要應用，可用于清洗發(fā)動機葉片、渦輪盤等精密部件，確保部件的性能和安全。

三、設備特點

       高效性：激光清洗速度快，能在短時間內(nèi)完成大面積模具的清洗工作。

       精確性：激光束的聚焦能力強，可以精確控制清洗區(qū)域，避免對模具基材造成損傷。

       環(huán)保性：激光清洗過程無需使用化學試劑和水等耗材，減少了對環(huán)境的污染。

       自動化和智能化：隨著技術的不斷進步，激光清洗設備正逐步實現(xiàn)自動化和智能化操作，提高清洗效率和精度。

四、價格范圍

       激光清洗模具設備的價格因品牌、型號、功率等因素而異。根據(jù)目前市場上的信息，價格范圍從幾百元到數(shù)十萬元不等。具體價格還需根據(jù)用戶的實際需求、預算以及設備配置等因素進行綜合考慮。

五、發(fā)展趨勢

       隨著技術的不斷進步和應用領域的拓展，激光清洗模具設備在未來將呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢：

       設備智能化：激光清洗設備將進一步提高自動化和智能化水平，實現(xiàn)更加高效、精確的清洗操作。

       功率多樣化：為了滿足不同模具和清洗需求，激光清洗設備的功率將更加豐富多樣。

       環(huán)保節(jié)能：隨著環(huán)保意識的增強，激光清洗設備將更加注重環(huán)保節(jié)能設計，減少能耗和污染。

       總之，激光清洗模具設備是一種高效、精確、環(huán)保的清洗工具，在制造行業(yè)中具有廣泛的應用前景和發(fā)展?jié)摿Α?/p>

除銹機

       激光清洗除銹機是一種采用高功率密度激光束照射工件表面，使表面銹層或涂層瞬間蒸發(fā)或剝離的清洗設備。以下是關于激光清洗除銹機的詳細介紹：

一、工作原理

       激光清洗除銹機的工作原理基于激光與金屬表面的相互作用。當激光照射到金屬表面時，激光能量會被金屬表面的銹層或涂層吸收。銹層或涂層吸收激光能量后，會產(chǎn)生高溫，使銹層或涂層迅速加熱并蒸發(fā)或燒蝕。同時，激光束的高能量密度會使銹層或涂層與金屬表面之間的結(jié)合力減弱，從而使銹層或涂層剝離。

二、優(yōu)勢特點

       1、節(jié)能環(huán)保：激光清洗除銹機無需使用任何化學清洗劑，是一種綠色環(huán)保的除銹方式。

       2、高效快速：激光清洗除銹速度快，能在短時間內(nèi)完成大面積除銹工作，提高生產(chǎn)效率。

       3、精確控制：激光清洗除銹機可以精確控制激光功率、掃描速度和掃描范圍等參數(shù)，實現(xiàn)對除銹深度和范圍的精確控制。

       4、無損傷除銹：激光清洗除銹機采用非接觸式除銹方式，不會對金屬基材造成損傷，保持金屬的原始狀態(tài)。

       5、廣泛適用性：激光清洗除銹機適用于各種復雜形狀的工件和難以到達的旮旯部位，具有廣泛的應用前景。

三、應用領域

       激光清洗除銹機廣泛應用于汽車制造、模具行業(yè)、食品行業(yè)、船舶業(yè)、軍工航空、橡膠輪胎等多個領域，用于除銹、除漆、除油污、清洗模具、焊道等。

四、使用注意事項

       1、安全操作：在使用激光清洗除銹機時，必須嚴格遵守安全操作規(guī)程，佩戴好防護眼鏡等個人防護裝備，避免激光直接照射眼睛和皮膚。

       2、設備維護：定期對激光清洗除銹機進行維護和保養(yǎng)，保持設備的清潔和干燥，確保設備的正常運行和使用壽命。

       3、參數(shù)設置：根據(jù)實際需要除銹的物體材料和銹蝕情況，合理設置激光功率、掃描速度和掃描范圍等參數(shù)，以達到最佳的除銹效果。

五、市場價格

       激光清洗除銹機的價格因品牌、功率、配置等因素而異。一般來說，手持式激光清洗除銹機的價格在幾千元到幾萬元不等，而大功率、高端配置的激光清洗除銹機價格可能更高。具體價格還需根據(jù)市場情況和實際需求進行了解。

       綜上所述，激光清洗除銹機是一種高效、環(huán)保、精確的除銹工具，具有廣泛的應用前景和市場潛力。