Stoljeće nakon što je profesor Theodore Harold Maiman izumio prvi rubinski laser na svijetu, jedan za drugim pojavljuju se laseri koji se mogu koristiti u raznim područjima. Primjena laserske tehnologije dovela je do brzog razvoja znanosti i tehnologije u području medicine, proizvodnje opreme, preciznog mjerenja i inženjeringa za ponovnu proizvodnju te je ubrzala tempo društvenog napretka.
U 1980-ima su laserske zrake ozračene na kontaminirane dijelove nekih predmeta, a ozračene tvari prošle su kroz niz fizikalnih i kemijskih procesa kao što su vibracije, taljenje, isparavanje i izgaranje. Zagađivači na površini na kraju su se odvojili od površine predmeta, postižući uklanjanje zagađivača. Od tada su ljudi počeli proučavati lasersko čišćenje. Nakon desetljeća razvoja, tehnologija laserskog čišćenja prešla je iz laboratorijskih istraživanja u proizvodne primjene, a razni strojevi za lasersko čišćenje postupno su ušli u redove moderne inteligentne proizvodne opreme.
1. Usporedba laserskog čišćenja i tradicionalnih metoda čišćenja
Tehnologija laserskog čišćenja odnosi se na korištenje visokofrekventnih i visokoenergetskih laserskih impulsa za zračenje površine obratka. Sloj premaza i sloj onečišćenja mogu trenutačno apsorbirati fokusiranu lasersku energiju, uzrokujući isparavanje ili trenutno ljuštenje ulja, hrđe ili premaza na površini te brzo i učinkovito uklanjanje površinskih dodataka ili površinskih premaza. Laserski impulsi s vrlo kratkim vremenom djelovanja neće oštetiti metalnu podlogu pod odgovarajućim parametrima. Slika 1 prikazuje mikroskopski fenomen laserskog čišćenja pod različitim mehanizmima obrade rasplinjavanjem i fragmentacije mikroudarom.
U usporedbi s tradicionalnim metodama čišćenja, lasersko čišćenje ima neke prednosti koje tradicionalne metode čišćenja ne mogu postići. Lasersko čišćenje je beskontaktna metoda čišćenja koja uzrokuje malo oštećenja podloge. Ima visoku fleksibilnost, stabilnost i karakteristike automatizacije, dobru kvalitetu čišćenja, visoku preciznost i zaštitu okoliša. To je "zelena" automatizirana oprema za čišćenje. Tablica 1 uspoređuje različite metode čišćenja.
2. Sastav laserskog sustava za čišćenje
Iako je oprema za čišćenje drugačija, glavne komponente su u osnovi slične, uključujući računalni kontrolni sustav, laserski sustav, sustav za podešavanje snopa itd., vidi sliku 2. Osim toga, uključena je i neka prateća oprema: poput sustava za uklanjanje prašine i pročišćavanja , manipulator, laserski inducirani probojni spektrometar (LIBS), sustav za vizualno pozicioniranje i sustav za termalno snimanje.
Tijekom čišćenja, računalni sustav igra glavnu komunikacijsku ulogu, koja istovremeno kontrolira laser i sustav za podešavanje optičke putanje. Laserska zraka se prenosi optičkim vlaknom i ulazi u sustav za podešavanje zrake. Nakon što se zraka fokusira, promjer točke doseže vrlo malu veličinu i pravilno djeluje na površinu obradaka za čišćenje metala.
3. Široka primjena tehnologije laserskog čišćenja
Lasersko čišćenje se koristi kao proces čišćenja u industrijskoj proizvodnji, koji može učinkovito ukloniti hrđu, prljavštinu, boju, naslage ugljika i razne premaze. Naširoko se koristi u raznim područjima kao što su zrakoplovstvo, željeznička vozila, mikroelektronika, zaštita kulturnih relikvija i medicinski tretman, kao što je prikazano na slici
4. Čišćenje prije i nakon zavarivanja
Tehnologija laserskog čišćenja može se naširoko koristiti u čišćenju metalnih materijala prije i nakon zavarivanja kao što su aluminijske legure, legure titana, nehrđajući čelik i visokotemperaturne legure, što može učinkovito spriječiti stvaranje nedostataka kao što su inkluzije i pore. Nakon zavarivanja, također se može koristiti za čišćenje nakon oksidacije nakon zavarivanja, tako da se oksidni sloj nastao tijekom procesa zavarivanja može ponovno ukloniti kako bi se vratio metalni sjaj.
Tehnologija laserskog čišćenja korištena je za lokalno čišćenje anodnog oksidnog filma aluminijske legure, a očišćena ispitna ploča zavarivanja zavarena je sučeono. Kvaliteta zavara ocijenjena je rendgenskom detekcijom, a metalografska struktura je promatrana i analizirana. Učinak uklanjanja oksidnog filma na izvedbu zavara testiran je vlačnim ispitivanjem na sobnoj temperaturi. Kao što je prikazano na slici 4, rezultati pokazuju da je film anodnog oksida bio temeljito očišćen, vlačna čvrstoća spoja od aluminijske legure očišćenog laserom bila je 298~303 MPa, a rastezanje pri prekidu bilo je 6,2%~6,5%. Raspon performansi laserski očišćenog zavara bio je u skladu s onim mehanički ostruganog zavara. Th
