كيف يعمل التنظيف بالليزر |

التنظيف الصناعي بالليزر هو عملية إطلاق شعاع الليزر على سطح صلب لإزالة المادة غير المرغوب فيها. نظرًا لأن سعر مصدر ألياف الليزر قد انخفض بشكل كبير في السنوات القليلة الماضية، فإن منظفات الليزر تلبي متطلبات السوق الواسعة والآفاق التطبيقية بشكل متزايد، مثل تنظيف عمليات قولبة الحقن، وإزالة الأغشية الرقيقة أو الأسطح مثل الزيت والشحوم، و أكثر من ذلك بكثير. وفي هذا المقال سنتناول المواضيع التالية:

قائمة المحتوى(انقر لتحديد موقع سريع ⇩)

>> ما هو التنظيف بالليزر

>> كيف تعمل منظفات الليزر

>> مميزات التنظيف بالليزر

>> مقارنة بين التنظيف بالليزر وطرق التنظيف الصناعية الأخرى

>> تطبيقات التنظيف بالليزر

ما هو التنظيف بالليزر؟

تقليديًا، لإزالة الصدأ والطلاء والأكسيد والملوثات الأخرى من السطح المعدني، قد يتم تطبيق التنظيف الميكانيكي أو التنظيف الكيميائي أو التنظيف بالموجات فوق الصوتية. إن تطبيق هذه الطرق محدود للغاية من حيث البيئة ومتطلبات الدقة العالية.

وفي الثمانينات، اكتشف العلماء أنه عند إضاءة السطح الصدئ للمعدن باستخدام طاقة ليزر عالية التركيز، تخضع المادة المشععة لسلسلة من التفاعلات الفيزيائية والكيميائية المعقدة مثل الاهتزاز والذوبان والتسامي والاحتراق. ونتيجة لذلك، يتم تجريد الملوثات من سطح المادة. إن طريقة التنظيف البسيطة والفعالة هذه هي التنظيف بالليزر، والذي حل تدريجياً محل طرق التنظيف التقليدية في العديد من المجالات مع العديد من المزايا الخاصة به، مما يظهر آفاقاً واسعة للمستقبل.

كيف تعمل منظفات الليزر؟

تتكون منظفات الليزر من أربعة أجزاء:مصدر ليزر ليفي (ليزر مستمر أو نبضي)، لوحة تحكم، مسدس ليزر محمول، ومبرد مياه بدرجة حرارة ثابتة. تعمل لوحة التحكم في التنظيف بالليزر بمثابة عقل الآلة بأكملها وتعطي الأمر لمولد ليزر الألياف ومسدس الليزر المحمول.

ينتج مولد ليزر الألياف ضوء ليزر عالي التركيز يتم تمريره عبر ألياف متوسطة التوصيل إلى مسدس الليزر المحمول باليد. يعكس جلفانومتر المسح، سواء أحادي المحور أو ثنائي المحور، المُجمَّع داخل مسدس الليزر، طاقة الضوء إلى الطبقة الترابية لقطعة العمل. من خلال مزيج من التفاعلات الفيزيائية والكيميائية، تتم إزالة الصدأ والطلاء والأوساخ الدهنية وطبقة الطلاء وغيرها من الملوثات بسهولة.

دعونا نتناول المزيد من التفاصيل حول هذه العملية. ردود الفعل المعقدة المرتبطة باستخداماهتزاز نبض الليزر, التمدد الحراريمن الجسيمات المشععة،التحلل الضوئي الجزيئيتغيير المرحلة، أوعملهم المشتركللتغلب على قوة الربط بين الأوساخ وسطح قطعة العمل. يتم تسخين المادة المستهدفة (الطبقة السطحية المراد إزالتها) بسرعة عن طريق امتصاص طاقة شعاع الليزر وتلبي متطلبات التسامي بحيث تختفي الأوساخ من السطح لتحقيق نتيجة التنظيف. وبسبب ذلك، يمتص سطح الركيزة طاقة صفر، أو طاقة قليلة جدًا، ولن يؤدي ضوء ليزر الألياف إلى إتلافها على الإطلاق.

تعرف على المزيد حول هيكل ومبدأ منظف الليزر المحمول

اتصل بنا للحصول على مشورة الخبراء في مجال الليزر

ثلاثة تفاعلات للتنظيف بالليزر

1. التسامي

يختلف التركيب الكيميائي للمادة الأساسية عن المادة الملوثة، وكذلك يختلف معدل امتصاص الليزر. تعكس الركيزة الأساسية أكثر من 95% من ضوء الليزر دون أي ضرر، بينما يمتص الملوث غالبية طاقة الليزر ويصل إلى درجة حرارة التسامي.

2. التمدد الحراري

تمتص جزيئات الملوثات الطاقة الحرارية وتتوسع بسرعة إلى حد الانفجار. ويتغلب تأثير الانفجار على قوة الالتصاق (قوة الجذب بين المواد المختلفة)، وبالتالي تنفصل جزيئات الملوثات عن سطح المعدن. نظرًا لأن وقت تشعيع الليزر قصير جدًا، فإنه يمكن أن ينتج على الفور تسارعًا كبيرًا لقوة التأثير المتفجرة، وهو ما يكفي لتوفير تسارع كافٍ للجزيئات الدقيقة للانتقال من التصاق المادة الأساسية.

3. اهتزاز نبض الليزر

عرض نبضة شعاع الليزر ضيق نسبيًا، وبالتالي فإن الإجراء المتكرر للنبض سيخلق اهتزازًا بالموجات فوق الصوتية لتنظيف قطعة العمل، وسوف تحطم موجة الصدمة جزيئات الملوثات.

مزايا آلة تنظيف الألياف بالليزر

نظرًا لأن التنظيف بالليزر لا يتطلب أي مذيبات كيميائية أو مواد استهلاكية أخرى، فهو صديق للبيئة وآمن في التشغيل وله العديد من المزايا:

✔يعتبر مسحوق Solider بشكل أساسي من النفايات بعد التنظيف، وحجمه صغير، ويسهل جمعه وإعادة تدويره

✔من السهل استنفاد الدخان والرماد الناتج عن ألياف الليزر بواسطة مستخرج الدخان، وليس من الصعب على صحة الإنسان

✔تنظيف بدون تلامس، بدون وسائط متبقية، بدون تلوث ثانوي

✔فقط تنظيف الهدف (الصدأ، الزيت، الطلاء، الطلاء)، لن يلحق الضرر بسطح الركيزة

✔الكهرباء هي الاستهلاك الوحيد، وانخفاض تكلفة التشغيل، وتكلفة الصيانة

✔مناسبة للأسطح التي يصعب الوصول إليها والبنية الأثرية المعقدة

✔يعد روبوت التنظيف بالليزر تلقائيًا اختياريًا، ليحل محل الاصطناعي

مقارنة بين التنظيف بالليزر وطرق التنظيف الأخرى

لإزالة الملوثات مثل الصدأ أو العفن أو الطلاء أو الملصقات الورقية أو البوليمرات أو البلاستيك أو أي مادة سطحية أخرى، تتطلب الطرق التقليدية - تفجير الوسائط والحفر الكيميائي - معالجة متخصصة والتخلص من الوسائط ويمكن أن تكون خطرة بشكل لا يصدق على البيئة والمشغلين أحيانا. يبين الجدول أدناه الاختلافات بين التنظيف بالليزر وطرق التنظيف الصناعية الأخرى

	التنظيف بالليزر	التنظيف الكيميائي	تلميع ميكانيكي	تنظيف الثلج الجاف	التنظيف بالموجات فوق الصوتية
طريقة التنظيف	الليزر، عدم الاتصال	مذيب كيميائي، اتصال مباشر	ورق جلخ، اتصال مباشر	الثلج الجاف، عدم الاتصال	المنظفات، الاتصال المباشر
الأضرار المادية	No	نعم، ولكن نادرا	نعم	No	No
كفاءة التنظيف	عالي	قليل	قليل	معتدل	معتدل
استهلاك	كهرباء	المذيبات الكيميائية	ورقة جلخ / عجلة جلخ	الثلج الجاف	المنظفات المذيبة
نتيجة التنظيف	الناصعة	عادي	عادي	ممتاز	ممتاز
الأضرار البيئية	صديقة للبيئة	ملوثة	ملوثة	صديقة للبيئة	صديقة للبيئة
عملية	بسيطة وسهلة التعلم	إجراء معقد، مطلوب عامل ماهر	مطلوب عامل ماهر	بسيطة وسهلة التعلم	بسيطة وسهلة التعلم