レーザークリーニングは、金属表面の錆、塗料、酸化物、その他の不純物を環境に配慮した方法で除去します。その効率の良さから、人々はこの技術を様々な用途に採用している。
従来の工業的な洗浄工程では時間がかかる。そのため、錆の除去には時間と手間がかかる。酸化物を除去するために、物質によっては危険な化学薬品を使用することもある。塗装を除去するためのサンドブラストは、時に下地の金属を傷つけることがある。
一般的に、このような問題に対処するには費用がかかるが、レーザークリーニングはそれを変えようとしている。レーザークリーニングは費用対効果の高いオプションであり、クリーニングの時間や維持費を削減できる。
レーザークリーニングの仕組み
レーザークリーニング技術は、ナノ秒のレーザー光パルスを使用して表面をクリアにする。レーザー光を吸収する不純物と接触すると、汚染物質やコーティング粒子は気体に変化するか、遭遇の圧力によって粒子が表面から落下する。
レーザークリーニングは、適切なレーザー設定と装置で使用された場合、製品の裸の金属をクリーニングする能力において他の追随を許しません。アダプトレーザーは、お客様の状況に最適なレシピを作成するために、このプロセスソリューションの知識と実施を専門としています。一度、適切な設定と装置の組み合わせを見つけると、様々なセットアップにそれを適用し、クリーニングする表面の完全性を維持しながら仕事を終わらせることができます。
レーザークリーニングの手順
レーザークリーニング技術は、基板から粒子を除去するためにレーザーを使用した最初の技術である。すでにいくつかの学術・産業研究機関が、このクリーニングプロセスの実験的、特性評価的、計算的知見を発表している。
レーザー射撃
このプロセスでは、短パルスレーザービームを除去したい基板に向けて集光します。基板のレーザーパルス励起による高速熱膨張、熱機械波の伝播、面外加速が基板を励起し、粒子を除去する。
コンタミはレーザー光を吸収し、非常に早く発熱する
熱膨張は高周波加速度と波動伝播現象によって慣性力を発生させる。この慣性力が、ファンデルワールス力、静電気力、毛細管力などの複数の独立した力からなる全体の付着力を上回るとする。その場合、基板に付着した粒子を振り落とす可能性がある。
短パルスレーザーの照射によって生じる熱弾性場によって生じる基板加速が、このサブマイクロメートル粒子除去方法の主要原理である。
短パルスレーザーが面外方向に照射され、ビームのピークフルエンスに達するまでの間、基板の熱膨張により基板は最大加速度に達する。
温度差によってコンタミネーションが収縮する
さて、熱的状況は正の加速度によって粒子を押し下げ、接触直径を増大させ、変形した粒子に蓄積される歪みエネルギーを増大させる。
表面が減速し始めると、除去が可能になる。熱弾性効果の線形性の仮定により、表面加速の大きさはフルエンスレベルに比例する。これはレーザーパルスの二乗持続時間に反比例する。
しかし、レーザーの照射量が特定の閾値に達すると、表面に熱的・機械的損傷が生じる可能性がある。また、この施術では、表面が多くの電磁波にさらされることも注目に値する。
使用できる素材とできない素材
金属部品のクリーニングは、レーザークリーニングの最も一般的な用途である。しかし、他の材料でも可能である。
錆、塗料、汚れなどの汚染層は、このプロセスで非常に熱くなり、蒸発する。
レーザー光線は、ほとんどの場合、通常の光線と同じように動作する。つまり、反射面や白い面は、暗い面よりも加熱が難しいということだ。
光の大部分を反射するが、暗い表面は光線のエネルギーを吸収し、うまく反射しない。
幸いなことに、汚染層の大部分は黒色で反射しない。腐食、古いコーティング、古い塗膜を考えてみよう。その結果、これらはレーザービームのエネルギーを吸収し、急速に発熱し、最終的に蒸発する。これが、レーザークリーニングで光沢のある被膜や白い被膜を除去するのが難しい理由です。
様々な素材の特性から、どれがレーザークリーニングに最適かを判断することができる。暗くない物質はすべて、少量の熱に耐えることができる。スチール、イノックス、鋳鉄、アルミニウム、木材、ポリマー、複合材料、石材、ある種のガラス、クロムコーティングなどは、思い浮かぶ材料のほんの一部です。
レーザー洗浄のメリット
クリーニングに関して言えば、レーザークリーニングは様々なオプションと利点を提供するが、環境に優しい技術でもある。レーザークリーニングは大気中にガスを放出せず、大量のゴミを発生させないため、環境に優しい。
化学薬品やサンドブラストなど、他の徹底的な洗浄技術に比べて大きな利点があります。以下は、レーザー洗浄の利点の一部です：
低価格
レーザークリーニング機は、超低消費電力により、あらゆるレーザータイプの中で最もランニングコストが低い。
環境への安全性
レーザークリーニング技術により、消耗品が不要になり、環境に優しいレーザークリーニングが可能になります。
高速テクノロジー
レーザークリーニング機は、他のハンドヘルド機よりも軽量で、最も速いクリーニング速度を提供します。時間と費用の両方を節約できます。一方、レーザークリーニング技術は20世紀で最も洗練された技術のひとつです。
多彩なアプリケーション
この新技術は、航空宇宙、自動車、軍事・防衛、発電、原子力施設、保守・修理施設など、高温・高圧条件のさまざまな分野で採用される可能性がある。
アルミニウム、陽極酸化アルミニウム、合金金属、ステンレス鋼、軟鋼、銅、真鍮、透明でないプラスチック、プラーク、その他の表面の洗浄、アブレーション、下地処理に使用できる。
廃棄物の削減
レーザークリーニングは非接触で、不要な物質だけを除去します。レーザー洗浄は、研磨剤や二次部品を使用しないため、他の洗浄方法よりも廃棄物が少なくなります。廃棄物が少ないため、工程経費が削減できます。
メンテナンス・フリー
この機械は、光学機械のアライメント、レーザー整備、部品交換が不要なので、実質的にメンテナンスフリーである。