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          1. 激光在清洗領域做出的貢獻有哪些

            2020-05-13 14:59:49 晶肖

            作為世界公認的制造大國,中國在工業化方面取得了長足的進步和巨大的成就。同時,它也導致了嚴重的環境惡化和工業污染。近年來,中國的環保法規越來越嚴格,導致一些企業被關閉整頓。一場全面的環境風暴給經濟帶來了一些沖擊,改變傳統的污染生產模式是關鍵。隨著技術的進步,人們逐漸探索各種有利于環境保護的技術,激光清洗技術就是其中之一。激光清洗技術是近十年來新應用的工件表面清洗技術。它正以自身的優勢和不可替代性在許多領域逐步取代傳統的清洗技術。

            傳統的清洗方法包括機械清洗法、化學清洗法和超聲波清洗法。機械清洗方法使用機械手段,如刮擦、擦拭、刷洗和噴砂來清除表面污垢。濕式化學清洗法使用有機清洗劑,通過噴灑、噴淋、浸泡或高頻振動去除表面附著物。超聲波清洗法是將待處理的零件放入清洗劑中,利用超聲波產生的振動效應去除污垢。目前,這三種清洗方法在我國清洗市場上仍占據主導地位,但都不同程度地產生污染物,在環保和高精度的要求下,其應用受到很大限制。

            激光清洗技術是指利用高能高頻激光束照射工件表面,使表面的污垢、銹斑或涂層瞬間蒸發或剝離,快速有效地去除清洗物體表面的附著物或涂層,從而實現清潔的激光工藝。激光具有高方向性、單色性、高相干性和高亮度的特點。通過聚焦透鏡和調Q開關,能量可以集中到一個非常小的空間和時間范圍。從細分方法來看,有四種激光清洗方法:

            • 激光干洗,即脈沖激光直接輻射去污;

            • 激光+液膜法,即先在襯底表面沉積一層液膜,然后用激光輻射去污;當激光照射在液膜上時,液膜迅速加熱產生爆炸汽化,爆炸沖擊波使基片表面的污垢松動。并隨著沖擊波飛離被處理物體表面,達到去污的目的。

            • 激光+惰性氣體的方法,即當激光被輻射時,惰性氣體被吹到襯底表面。當污垢從表面剝離時,會立即被氣體吹離表面,避免表面的再污染和氧化;

            • 用激光清除污垢后,用無腐蝕性的化學方法進行清潔。

            目前,由于我國高端制造業的發展和環保要求的不斷提高,傳統的清洗技術(化學法和機械拋光法)遠遠不能滿足我國工業生產的需要,清洗技術的落后制約了我國一些重要行業的正常生產和運營。因此,隨著中國高端制造業的快速發展,作為綠色高效制造的代表,激光清洗技術具有廣闊的市場規模。

            與傳統清洗方法相比,激光清洗是一種“綠色”清洗方法,具有無可比擬的優點:不需要使用任何化學試劑或清洗液,清洗后的廢物基本上是固體粉末,體積小,易于儲存,吸附回收,無光化學反應,無噪音和環境污染,同時不損害操作人員的健康,易于實現自動控制,并可遠程控制清洗。

             激光清洗在各個領域的廣泛應用

             1、模具清洗。

            本發明能夠實現模具的非接觸清洗,對模具表面非常安全,能夠保證精度,能夠清洗傳統清洗方法無法去除的亞微米級污垢顆粒,實現真正的無污染、高效、高質量清洗。

            精密儀器行業的精密消毒清洗。精密機械行業通常需要通過化學方法去除用于潤滑和耐腐蝕零件的酯類和礦物油,化學清洗通常仍有殘留物。激光脫脂可以完全去除酯類和礦物油,而不會損壞零件表面。激光促進零件表面薄氧化層的爆炸氣化,形成沖擊波,從而去除污垢,而不是機械作用。

             2、鐵軌清潔。

            目前,鋼軌焊前清理采用砂輪和砂帶打磨式清理?;鍝p壞嚴重,殘余應力嚴重。此外,每年消耗大量的砂輪耗材,導致成本高,對環境的粉塵污染嚴重。激光清洗可以為我國高速鐵路鋪軌生產提供高質量、高效率的綠色清洗技術,解決上述問題,消除無縫鋼軌孔洞、灰斑等焊接缺陷,提高我國高速鐵路運營的穩定性和安全性。

             3、航空。

            經過一段時間后,飛機的表面需要重新油漆,但是在油漆之前,原有的舊油漆需要完全清除?;瘜W浸泡/擦拭是航空領域中主要的油漆去除方法。這種方法造成了大量的化學輔助廢物,并且不能實現局部維護和油漆去除。這一過程工作量大,對健康有害。激光清洗可以實現飛機蒙皮表面高質量的油漆去除,易于實現自動化生產。目前,該技術已應用于國外一些高端車型的維修。

            4、 船舶領域。

            目前,船舶的產前清洗主要是通過噴砂進行的,對周圍環境造成了嚴重的粉塵污染,已被逐步禁止,從而導致船舶生產企業減產甚至停產。激光清洗技術將為船舶表面防腐噴涂提供一種綠色無污染的清洗方案。

            5、軍事工業。

            激光清洗技術廣泛應用于武器維修。使用激光清洗系統,可以高效、快速地清除鐵銹和污染物,選擇清洗位置,實現清洗自動化。使用激光清洗不僅比化學清洗工藝具有更高的清潔度,而且對物體表面的損傷也很小。

            上述許多領域都屬于國民經濟的支柱產業,加上激光清洗技術后產生的經濟和社會效益非??捎^。利用我國現有的激光技術條件,開發配套的激光清洗設備,并在短時間內實現實用化和產業化是完全可能的,這對促進高新技術產業的發展也具有重要意義。

            激光清洗行業的發展現狀及前景

            激光清洗技術在歐洲推廣應用已經有幾年了,已經有了產品。然而,我國剛剛起步,主要是因為激光設備投資昂貴,普遍應用仍然困難。我國激光清洗技術的研究和設備的發展基本上是跟隨國外的發展。雖然在短時間內取得了一些成績,但與國外相比還有很大差距。

            2010年,中國工程物理研究所激光融合中心率先在中國開發激光清洗設備,并成功應用于云岡石窟、石墻、石像、壁畫等文物。在接下來的幾年里,國內各科研機構關于激光清洗技術的論文逐漸增多,行業對激光清洗技術的關注也逐漸增加。許多企業試圖開發激光清洗設備。

            目前,中國激光清洗產業主要集中在珠三角、長三角、華中和環渤海四大工業區,代表企業有大祖激光、明鐳激光、創新激光、武漢中國三江航天學院、瑞科激光、北京郭克世紀、江蘇中科四象、迪那激光、鞍山玉子激光。

            激光清洗技術作為一種綠色高效的清洗技術,具有顯著的經濟效益和廣闊的市場前景。然而,我國對激光清洗的研究還不夠。如果我們能利用現有的激光技術開發配套的激光清洗設備并投入生產實現產業化,我們相信隨著激光成本的降低,激光清洗技術將會逐步推廣。技術創新和替代可以從源頭上減少污染源,真正促進我國環境保護工作的實施。

            激光清洗技術作為激光制造中的一項先進技術,在工業發展中具有巨大的應用價值潛力。大力發展激光清洗技術,對于大幅提升我國高端激光制造技術和設備的國際競爭力,以及經濟和社會發展具有重要的戰略意義。國家科技和環境保護的有關部門應給予更多的關注。



            文章來自激光制造網

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