導(dǎo)語
模具、武器裝備、精密機(jī)械、電子工業(yè)中，常需要去除產(chǎn)品、設(shè)備表面的銹跡、氧化物、污染物等。傳統(tǒng)的化學(xué)藥劑或機(jī)械方式存在去除不徹底、損害基體材料等缺陷，相比之下，激光清洗是一種綠色、靈活、高效的清除方式，在保證清除效果的同時(shí)，對(duì)基體材料幾乎無損害，能靈活地應(yīng)對(duì)各種形狀尺寸，耗電量低。
模具、武器裝備、精密機(jī)械、電子工業(yè)中，常需要去除產(chǎn)品、設(shè)備表面的銹跡、氧化物、污染物等。傳統(tǒng)的化學(xué)藥劑或機(jī)械方式存在去除不徹底、損害基體材料等缺陷，相比之下，激光清洗是一種綠色、靈活、高效的清除方式，在保證清除效果的同時(shí)，對(duì)基體材料幾乎無損害，能靈活地應(yīng)對(duì)各種形狀尺寸，耗電量低。
1. 激光清洗的原理及應(yīng)用
激光清洗基于激光束與污染層之間發(fā)生的光物理反應(yīng)，其原理主要有兩種方式：一是激光被材料表面上的污染層所吸收，一是激光作用下形成等離子體，產(chǎn)生沖擊波，沖擊波使污染物變成碎片并被去除。
激光清洗不但可以用來清洗有機(jī)污染物，也可以用來清洗無機(jī)物，包括金屬的銹蝕、金屬微粒、灰塵等，主要可以用于模具清洗、武器裝備清洗、電子工業(yè)清洗、精密機(jī)械清洗、文物清洗等方面。
激光清洗不但可以用來清洗有機(jī)污染物，也可以用來清洗無機(jī)物，包括金屬的銹蝕、金屬微粒、灰塵等，主要可以用于模具清洗、武器裝備清洗、電子工業(yè)清洗、精密機(jī)械清洗、文物清洗等方面。
2. MAXPulse 100W激光清洗案例
采用創(chuàng)鑫激光自主研發(fā)生產(chǎn)的MAXPulse 100W脈沖激光器，配合高速振鏡系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)材料表面污染物的高速清洗，且不損害基體材料。
產(chǎn)品介紹
創(chuàng)鑫激光Max Pulse100W脈沖光纖激光器，具有脈寬窄、峰值功率高等特點(diǎn)，適合于不銹鋼、銅、鋁等材料的精密加工，材料熱變形小，加工精度高。其結(jié)構(gòu)緊湊，易于系統(tǒng)集成。
采用創(chuàng)鑫激光自主研發(fā)生產(chǎn)的MAXPulse 100W脈沖激光器，配合高速振鏡系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)材料表面污染物的高速清洗，且不損害基體材料。
產(chǎn)品參數(shù)見下表
激光清洗過程
影響激光清洗效果的主要因素有激光功率、脈沖頻率、激光掃描路徑、掃描填充間距等。
激光功率、脈沖頻率的影響
對(duì)比不同情況下的清洗效果，研究對(duì)激光功率密度有影響的兩個(gè)主要因素。在能達(dá)到最優(yōu)清洗效果的前提下，優(yōu)先選擇頻率較高的功率參數(shù)。實(shí)驗(yàn)時(shí)清洗區(qū)域?yàn)?0mm×40mm的矩形區(qū)域，振鏡固定，掃描速度為6000mm/s。
圖片中清洗區(qū)域與上述表格中位置對(duì)應(yīng)
圖片中清洗區(qū)域與上述表格中位置對(duì)應(yīng)
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：
a) 激光功率不變，隨著脈沖頻率的增大，清洗區(qū)域損傷減輕；
b) 激光頻率不變，隨著激光功率的增大，清洗區(qū)域損傷加重；
c) 實(shí)驗(yàn)表明，在上述設(shè)定參數(shù)下，均能完全去除碳鋼表面的銹跡；
d) 清洗兩次與一次相比，基體損傷整體呈加重趨勢，功率50%時(shí)不明顯；
e) 從上述實(shí)驗(yàn)看出，50%時(shí)，清洗效果最好，且二次清洗與一次清洗區(qū)別不大，考慮到后續(xù)手動(dòng)移動(dòng)速度，選擇一次清洗的A3工藝。
激光掃描路徑的影響
軟件預(yù)設(shè)如下四種激光掃match描路徑。
在上述實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選擇最佳工藝參數(shù)，改變光斑路徑模式。
清洗效果如下圖示：
可以看出掃描模式(a)、(c) 、(d)清洗效果相對(duì)較好，(c)效果稍差。
掃描填充間距的影響
保持其他工藝參數(shù)不變，改變激光掃描填充間距。
可以看出，隨著填充間距的變大，清洗后基體表面顏色越來暗，表面清洗效果越來越差。而間距變小時(shí)，基體出現(xiàn)燒損變黃。
激光清洗效果
通過工藝試驗(yàn)，采用工藝參數(shù)：預(yù)設(shè)清洗圖形尺寸30mm×0.2mm，手動(dòng)移動(dòng)速度為6mm/s~7mm/s，激光功率50%~60%，脈沖頻率160kHz，掃描速度6000mm/s，掃描填充間距0.10mm，激光掃描路徑如路徑圖(a)所示。
典型的清洗效果如下圖示。
典型的清洗效果如下圖示。
MAXPulse 100W脈沖光纖激光器，具有脈寬窄、峰值功率高等特點(diǎn)，能輕松應(yīng)對(duì)各種形狀尺寸工件表面的清洗需求。
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