激光清洗

激光清洗传统清洗工业有各种各样的清洗方法，多是借助化学药剂和机械办法进行清洗。在国内环境保护法规需要愈加严格、大家环保和安全意识日益增强的今天，工业生产清洗中可以用的化学药品类型将变得愈加少。怎么样探寻更清洗，且不具损伤性的清洗方法是大家不能不考虑的问题。而激光清洗具备无研磨、非接触、无热效应和适用于各种材质的物体等清洗特征，被觉得是靠谱、有效的解决方法。同时，激光清洗可以解决使用传统清洗方法没办法解决的问题。

比如，工件表面粘有亚微米级的污染颗粒时，这类颗粒总是粘得非常紧，常规的清洗方法不可以够将它去除，而用纳米激光辐射工件表面进行清洗则很有效。还因为激光对工件是无接触清洗，对精密工件或其精细部位清洗十分安全，可以确保其精度。所以激光清洗在清洗行业中*优势。

激光为何可以用来清洗？为何对被清洗物体不会导致损害呢？第一认识一下激光的本质。简单来讲，激光和在大家身边的如影随形般的光线（可见光和不可见光）没什么不一样，只是激光是借助谐振腔把光聚集在同一个方向上，并且有较单纯的波长，协调性等性能更好，因此理论上所有波长的光都可以用来形成激光，但事实上受限于可以激起的介质不多，因此可以产生稳定且合适工业生产的激光光源相当有限。被广泛用的大概也就是Nd:YAG激光、二氧化碳激光和准分子激光。因为Nd：YAG激光可以通过光纤传输更合适工业应用，因此在激光清洗中也多被使用。

与机械摩擦清洗、化学腐蚀清洗、液体固体强力冲击清洗、高频超声清洗等传统清洗办法相比，激光清洗具备明显的优点。

2．1　激光清洗是一种”绿色”的清洗办法，不需用任何化学药剂和清洗液，清洗下来的废料基本上都是固体粉末，体积小，易于存放，可收购，可以随便解决化学清洗带来的环境污染问题；
2．2　传统的清洗办法总是是接触式清洗，对清洗物体表面有机械用途力，损伤物体的表面或者清洗的介质附着于被清洗物体的表面，没办法去除，产生二次污染，激光清洗的无研磨和非接触性使这类问题迎刃而解；
2．3　激光可以通过光纤传输，与机器手和机器人合适合，便捷地达成远距离操作，能清洗传统办法不容易达到的部位，这在一些危险的场合用可以确保职员的安全；
2．4　激光清洗可以清除各种材料表面的各类型型的污染物，达到常规清洗没办法达到的清洗度。而且还可以在不损伤材料表面的状况下有选择性地清洗材料表面的污染物；
2．5　激光清洗效率高，节省时间；
2．6　购买激光清洗系统虽然前期一次性投入较高，但清洗系统可以长期稳定用，运行本钱低，以Quantel企业的LASERLASTE为例，每小时的运行成本仅为1欧元左右，更要紧的是可以便捷地达成智能化操作。

脉冲式的Nd:YAG激光清洗的过程依靠于激光器所产生的光脉冲的特质，基于由高强度的光束、短脉冲激光及污染层之间的相互用途所致使的光物理反应。其物理原理可概括如下：
a）激光器发射的光束被需处置表面上的污染层所吸收。
b）大能量的吸收形成急剧膨胀的等离子体（高度电离的不稳定气体），产生冲击波。
c）冲击波使污染物变成碎片并被剔除。
d）光脉冲宽度需要足够短，以防止使被处置表面遭到破坏的热积累。
e）实验表明当金属表面上有氧化物时，等离子体产生于金属表面。
等离子体只在能量密度高于阈值的状况下产生，这个阈值取决于被去除的污染层或氧化层。这个阈值效应付在保证基底材料安全的状况下进行有效清洗尤为重要。等离子体的出现还存在第二个阈值。假如能量密度超越这一阈值，则基底材料将被破坏。为在保证基底材料安全的首要条件下进行有效的清洗，需要依据状况调整激光参数，使光脉冲的能量密度严格处于两个阈值之间。
每一个激光脉冲去除肯定厚度的污染层。假如污染层比较厚，则需要多个脉冲进行清洗。将表面清洗干净所需要的脉冲数目取决于表面污染程度。由两个阈值产生的一个要紧结果是清洗的自控性。能量密度高于阈值的光脉冲将一直剔除污染物，直到达到基底材料为止。然而，由于其能量密度低于基底材料的破坏阈值，所以基底不会遭到破坏。

激光清洗不但可以用来清洗有机的污染物，也可以用来清洗无机物，包含金属的锈蚀、金属微粒、灰尘等。下面介绍一些实质应用状况，这类技术已很成熟，已被广泛应用。

4．1　模具的清洗：
每年*的汽车轮胎生产企业制造数亿个汽车轮胎，生产过程中汽车轮胎模具的清洗需要飞速靠谱，以节省停机的时间。传统的清洗办法包含喷沙、超声波或二氧化碳清洗等，但这类办法一般需要在高热的模具经数小时冷却后，再移往清洗设施进行清洗，清洗所需的时间长，并容易损害模具的精度，化学溶剂及噪声还会产生安全和环保等问题。借助激光清洗方法，因为激光可借助光纤来传输，因此在用上深具弹性；因为激光清洗方法可用光纤连接而将光导至模具的死角或不容易清除的部位进行清洗，因此用便捷；因为橡胶并无气化，因此不会产生有毒害的气体，影响工作环境的安全。激光清洗汽车轮胎模具的技术已经很多在欧美的汽车轮胎工业中被使用，虽然初期投资本钱较高，但可在节省待机时间、防止模具损毁、工作安全及节省原材料上所获得的收益飞速得到收购。依据Quantel企业的LASERLASTE 激光清洗系在上海双钱载重汽车轮胎公司生产线上进行的清洗试验表明，只需要2个小时就能在线清洗一套大型载重汽车轮胎的模具。和常规清洗办法相比，经济效益是显而易见的。
食品工业模具上防粘的弹性膜层需要按期更换以保证卫生，不需要化学试剂而用激光清洗也特别合适这种应用。
4.2武器装备的清洗：
激光清洗技术在武器养护上广泛应用。使用激光清洗系统，可以、快捷地清除锈蚀、污染物，并可以对清除部位进行选择，达成清洗的智能化。使用激光清洗，不但清洗度高于化学清洗工艺，而且对于物体表面几乎无损害。Quantel企业的LASERLASTE通过设定不同参数，还可以在金属物体表面形成一层致密的氧化物保护膜或金属熔融层，提升表面强度和耐腐蚀性。激光清除的废料对环境基本上不构成污染，还可以进行远距离操作，有效降低了对操作职员的健康损害。
4.3飞机旧漆的清除：
在欧洲激光清洗系统早已应用在航空工业中。飞机的表面过肯定时间后要重新喷漆，但喷漆之前需要将原来的旧漆*除去。传统的机械清除油漆法容易对飞机的金属表面导致损伤，给安全飞行带来隐患。如使用多个激光清洗系统，可在两天之内将一架A320空中客车表面的漆层*除掉，且不会损伤到金属表面。
4.4楼宇外墙的清洗：
伴随国内经济的快速进步，愈加多的摩天大楼被打造起来，大楼外墙的清洗问题日益凸现，LASERLASTE激光清洗系统通过长70米的光纤对建筑物外墙的清洗提供了非常不错的解决方案，它可以对各种石材、金属、玻璃上的各种污染物进行有效清洗，且比常规清洗效率高不少倍。还可以对建筑物的各种石材上的黑斑、色斑进行清除。LASERLASTE激光清洗系统在嵩山少林寺对建筑物、石碑进行的清洗试验表明，使用激光清洗对保护古建筑恢复外观成效很好。
4.5电子工业中的清洗
电子工业用激光去除氧化物：电子工业需要高精度地去污，特别合适使用激光去氧化物。在电路板焊接前，元件针脚需要*去氧化物以保证佳的电接触，在去污过程中还不可以损毁针脚。激光清洗可以满足用需要，且效率非常高，一个针脚仅需照射一次激光。
4.6精密机械工业中的去酯清洗：
精密机械工业常常需对零件上用来润滑和抗腐蚀的酯类及矿物油加以清除，一般是用化学办法，而化学清洗总是仍有残留物。激光去酯可以将酯类及矿物油*去除，不损伤零件表面。其污染物去除是由冲击波完成，零件表面氧化物薄层爆炸性气化形成了冲击波，致使污物去除，而非机械互用途。材料*去酯用于航天工业机械零件的清理。机械零件加工中的油酯去除同样可使用激光清洗。
4.7核电站反应堆内管道清洗：
激光清洗系统还应用于核电站反应堆内管道的清洗。它使用光导纤维，将高功率激光束引入反应堆内部，直接清除放射性粉尘，清洗下来的物质清理便捷。而且因为是远距离操作，可以确保员工的安全。
综上所述，激光清洗在不少范围发挥着要紧用途，并且在汽车制造、半导体晶圆片清洗、精密零件加工制造、军事装备清洗、建筑物外墙清洗、文物保护、电路板清洗、精密零件加工制造、液晶显示器清洗、口香糖残迹去除等范围均可发挥要紧用途。

激光清洗办法主要有4种：
①激光干洗法，即使用脉冲激光直接辐射去污；
②激光+液膜办法，即第一沉积一层液膜于基体表面，然后用激光辐射去污；
③激光+惰性气体的办法，即在激光辐射的同时，用惰性气体吹向基体表面，当污物从表面剥离后会立即被气体吹离表面，以防止表面第三污染和氧化；
④运用激光使污垢松散后，再用非腐蚀性化学办法清洗。
常见的是前 3种办法。第4种办法仅见于石质文物的清洗中。
国际上，激光清洗技术对石质材料的应用已有十几年的历史。在国内，石质材料的激光清洗起步较晚。因为激光设施的投资还较为昂贵，常见化应用还有肯定困难程度。但激光清洗技术具备传统清洗办法*的优点，伴随技术的不断健全和设施的批量化生产，激光清洗技术势必在石质材料的清洗业中发挥要紧有哪些用途。