في الثمانينيات ، أدى التطور السريع لصناعة أشباه الموصلات إلى زيادة المتطلبات لتقنية تنظيف الجسيمات الملوثة على سطح أقنعة رقاقة السيليكون. النقطة الأساسية هي التغلب على قوة الامتزاز الكبيرة بين الجسيمات الملوثة والركيزة. التنظيف الكيميائي التقليدي ، والتنظيف الميكانيكي ، وطرق التنظيف بالموجات فوق الصوتية لا يمكنها تلبية الاحتياجات ، في حين أن التنظيف بالليزر يمكن أن يحل مشاكل التلوث هذه ، وقد تم تطوير الأبحاث والتطبيقات ذات الصلة بسرعة. في عام 1987 ، كان هناك أول طلب براءة اختراع لتنظيف الليزر.
بعد دخول التسعينيات ، زابكا وآخرون. نجح في تطبيق تقنية التنظيف بالليزر على عمليات تصنيع أشباه الموصلات ، وإزالة الجسيمات الدقيقة على سطح القناع ، وتحقيق التطبيق المبكر لتقنية التنظيف بالليزر في المجال الصناعي. في عام 1995 ، نجح الباحثون في تنظيف طلاء جسم الطائرة باستخدام ليزر 2kW TEA-CO2. بعد دخول القرن الحادي والعشرين ، مع التطور السريع لليزر النبضي Ultrashort ، ازداد البحث وتطبيق تقنية التنظيف بالليزر في الداخل والخارج تدريجياً ، مع التركيز على تنظيف أسطح المواد المعدنية. تشمل التطبيقات النموذجية في الخارج إزالة طلاء جسم الطائرة وإزالة بقع زيت سطح العفن وإزالة ترسب الكربون الداخلي للمحرك وتنظيف سطح المفصل قبل اللحام.
يستخدم الفولاذ على نطاق واسع في الصناعة ، مثل لحام السيارات ، وبناء السفن ، والطلاء ، وتصنيع ريش التوربينات. يمكن لتقنية التنظيف بالليزر إزالة الصدأ والطلاء والأوساخ من سطح المكونات الفولاذية ، وبالتالي ضمان جودة اللحام وتأثير الطلاء. تم استخدام تقنية التنظيف بالليزر لتنظيف سطح ألواح الصلب الكربوني البحري قبل اللحام. أظهرت نتائج البحث أن سرعة عمل التنظيف بالليزر يمكن زيادتها إلى 1000 مم / دقيقة عن طريق زيادة متوسط الطاقة أو زيادة مصدر ضوء الليزر. تتضمن آلية الاستئصال بالليزر تأثيرات فيزيائية وكيميائية وتأثيرات اهتزاز مرنة.
مع كثافة طاقة الليزر المختلفة ، يكون للتأثيرين درجات مختلفة من التأثير على آلية التنظيف. تم العثور على قانون انتشار التذبذب التخميد لموجة صدمة البلازما المستحثة بالليزر في المواد ، وتم إنشاء نظام مراقبة عبر الإنترنت لعملية التنظيف بالليزر. تم إنشاء العلاقة بين درجة إزالة الأكسيد وشدة إضاءة البلازما ومدة الموجة الصوتية. بالإضافة إلى إزالة الصدأ السطحي تمامًا ، يمكن أن يشكل الليزر أيضًا طبقة صلبة رفيعة جدًا على سطح الركيزة. يمكن لطبقة التصلب تحسين صلابة سطح الفولاذ الكربوني بشكل فعال ، ولعب دور تقوية السطح ، وإلى حد ما حماية الفولاذ الكربوني.
لا يمكن تطبيق تقنية التنظيف بالليزر فقط على تنظيف سطح سبائك الألومنيوم قبل اللحام ، ولكن أيضًا على المعالجة السطحية قبل ربط سبائك الألومنيوم. قارنت دراسات مماثلة آثار العلاج بالبلازما منخفض الضغط والتنظيف بالليزر على قوة القص للوصلات اللاصقة. أظهرت النتائج أن متوسط قوة القص لعينات التنظيف بالليزر هو 19.35 ميجا باسكال ، أي حوالي 5 ميجا باسكال أعلى من المعالجة بالبلازما.
عند التنظيف بالليزر ، من الضروري تحديد المعلمات المناسبة مثل الطول الموجي لليزر وعرض النبضة وتردد النبض بناءً على كائنات التنظيف المختلفة. اختارت الغالبية العظمى من الأبحاث المحلية والأجنبية حول التنظيف بالليزر للطلاءات والجزيئات الصغيرة ليزر ألياف نبضي متناهية الصغر يبلغ طوله 1064 نانومتر. ومع ذلك ، هناك فرق كبير في تردد نبضة الليزر بين الاثنين. الأول له تردد نبضات يتراوح من عدة آلاف إلى عدة عشرات من كيلوهرتز ، ويمكن أن تصل خشونة السطح بعد التنظيف إلى 1 ميكرومتر ، ويتركز الأخير في نطاق بضع هرتز إلى عدة عشرات من هرتز ، بمعدل إزالة يزيد عن 90 في المائة .
أجرى العلماء المحليون أبحاثًا في مجال التنظيف بالليزر في وقت متأخر نسبيًا ، إلى جانب التكلفة العالية لأشعة الليزر قصيرة النبضة نفسها ، والتي تتطلب كفاءة تنظيف أعلى لتحقيق قيمة عالية في التطبيقات العملية. لذلك ، يوجد حاليًا عدد قليل جدًا من التطبيقات ذات الصلة. في السنوات الأخيرة ، أجرت بعض الجامعات والمعاهد البحثية والشركات في الصين أبحاثًا متتالية حول تطبيق تقنية التنظيف بالليزر في المجال الصناعي ، كما قامت بتصنيع معدات التنظيف بالليزر.
أجرت الأكاديمية الصينية للفيزياء الهندسية بحثًا حول إزالة عوامل إطلاق العفن لقوالب الإطارات ، وإزالة طلاء أجنحة الطائرات والرادوم (المواد المركبة) ودروع الدبابات ، وإزالة الصدأ من الأجزاء البحرية. أجرت جامعة Suzhou بحثًا حول إزالة الصدأ من حلزونات السيارات ، وصيانة المسار وإزالة الأوساخ ، وإزالة القشور من قوارير البورسلين العازلة.
يلخص ما ورد أعلاه حالة البحث الحالية للتنظيف بالليزر في الداخل والخارج. من حيث النظرية والتكنولوجيا ، على الرغم من إجراء عدد كبير من التجارب في عملية البحث عن التنظيف بالليزر محليًا ودوليًا ، إلا أن البحث النظري والآلي للتنظيف بالليزر لا يزال غير مكتمل. على الرغم من إنشاء النماذج الفيزيائية ذات الصلة ، إلا أن هذه النماذج لا تزال تعاني من قيود كبيرة. من حيث التطبيق العملي ، هناك فجوة كبيرة بين الصين والدول الأجنبية.
حول HGTECH
HGTECH هي الشركة الرائدة والرائدة في التطبيقات الصناعية بالليزر في الصين ، والمزود المعتمد لحلول المعالجة بالليزر العالمية. نحن نخطط بشكل شامل لبناء معدات الليزر الذكية وخطوط إنتاج القياس والأتمتة والمصانع الذكية لتوفير حل شامل للتصنيع الذكي.
نحن ندرك بعمق اتجاه تطوير الصناعة التحويلية ، ونثري المنتجات والحلول باستمرار ، ونلتزم باستكشاف تكامل الأتمتة والمعلوماتية والذكاء والصناعة التحويلية ، ونوفر العديد من الصناعات بأنظمة القطع بالليزر وأنظمة اللحام بالليزر وسلسلة الوسم بالليزر والتركيب بالليزر المعدات الكاملة وأنظمة المعالجة الحرارية بالليزر وآلات الحفر بالليزر والليزر والأجهزة الداعمة المختلفة الخطة الشاملة لبناء معدات معالجة خاصة بالليزر ومعدات قطع بالبلازما ، فضلاً عن خطوط الإنتاج الأوتوماتيكية والمصانع الذكية.
