Yuqori darajadagi ishlab chiqarish va energiyani tejash va emissiyani kamaytirish ilg'or jarayonlarga borgan sari shoshilinch ehtiyojga ega. Sanoat sirtini qayta ishlash nuqtai nazaridan, texnologiya va jarayonlarni kompleks yangilashga shoshilinch ehtiyoj bor. Mexanik ishqalanishni tozalash, kimyoviy korroziyani tozalash, kuchli zarba tozalash, yuqori chastotali ultratovush tozalash kabi an'anaviy sanoat tozalash jarayonlari nafaqat uzoq tozalash davrlariga ega, balki avtomatlashtirish qiyin, atrof-muhitga zararli ta'sir ko'rsatadi va natijaga erisha olmaydi. kerakli tozalash effekti. U nozik ishlov berish ehtiyojlarini qondira olmaydi.
Biroq, atrof-muhitni muhofaza qilish, yuqori samaradorlik va yuqori aniqlik o'rtasidagi tobora kuchayib borayotgan qarama-qarshiliklar bilan an'anaviy sanoat tozalash usullari katta qiyinchiliklarga duch kelmoqda. Shu bilan birga, atrof-muhitni muhofaza qilish uchun qulay bo'lgan va ultra pardozlash sohasidagi qismlarga mos keladigan turli xil tozalash texnologiyalari paydo bo'ldi va lazerli tozalash texnologiyasi ulardan biridir.
Lazerli tozalash tushunchasi
Lazerni tozalash - bu materialning sirtini tozalash uchun sirtdagi ifloslantiruvchi moddalarni tezda bug'lash yoki tozalash uchun material yuzasida harakat qilish uchun fokuslangan lazerdan foydalanadigan texnologiya. Turli xil an'anaviy fizik yoki kimyoviy tozalash usullari bilan solishtirganda, lazerni tozalash kontaktsiz, sarflanadigan materiallarsiz, ifloslanishsiz, yuqori aniqlikdagi, shikastlanmaydigan yoki kichik zarar ko'rmaydigan xususiyatlarga ega va sanoat tozalash texnologiyasining yangi avlodi uchun ideal tanlovdir.
Lazerli tozalash mashinasining ishlash printsipi
ning printsipilazer tozalash mashinasimurakkabroq bo'lib, u ham fizik, ham kimyoviy jarayonlarni o'z ichiga olishi mumkin. Ko'p hollarda jismoniy jarayonlar asosiy jarayon bo'lib, ba'zi kimyoviy reaktsiyalar bilan birga keladi. Asosiy jarayonlarni gazlashtirish jarayoni, zarba jarayoni va tebranish jarayonini o'z ichiga olgan uchta toifaga ajratish mumkin.
Gazlashtirish jarayoni
Yuqori energiyali lazer material yuzasida nurlantirilganda, sirt lazer energiyasini o'zlashtiradi va uni ichki energiyaga aylantiradi, shuning uchun sirt harorati tez ko'tariladi va materialning bug'lanish haroratidan yuqori bo'ladi, shuning uchun ifloslantiruvchi moddalar material yuzasidan bug 'shaklida ajratilgan. Selektiv bug'lanish, odatda, lazer nurining sirt ifloslantiruvchi moddalar tomonidan yutilish darajasi substratdan sezilarli darajada yuqori bo'lganda sodir bo'ladi. Oddiy dastur ishi tosh yuzalardagi axloqsizlikni tozalashdir. Quyidagi rasmda ko'rsatilganidek, toshning yuzasida ifloslantiruvchi moddalar lazerning kuchli singishiga ega va tezda bug'lanadi. Ifloslantiruvchi moddalar olib tashlanganida va lazer tosh yuzasida nurlantirilganda, assimilyatsiya zaif, ko'proq lazer energiyasi tosh yuzasi tomonidan tarqaladi, tosh yuzasining harorat o'zgarishi kichik bo'ladi va tosh yuzasi shikastlanishdan himoyalangan.
Odatda kimyoviy asosli jarayon ultrabinafsha diapazonidagi lazer organik ifloslantiruvchi moddalarni tozalash uchun ishlatilganda sodir bo'ladi, bu lazer ablasyonu deb ataladi. Ultraviyole lazerlar qisqa to'lqin uzunliklariga va yuqori foton energiyasiga ega. Misol uchun, KrF eksimer lazerlarining to'lqin uzunligi 248 nm va foton energiyasi 5 eV ga teng, bu CO2 lazer foton energiyasidan (0,12 eV) 40 baravar yuqori. Bunday yuqori foton energiyasi organik moddalarning molekulyar aloqalarini yo'q qilish uchun etarli, shuning uchun organik ifloslantiruvchi moddalardagi CC, CH, CO va boshqalar lazerning foton energiyasini o'zlashtirgandan so'ng buziladi, natijada piroliz gazlanishi va sirtdan olib tashlanadi.
Shok jarayoni
Zarba jarayoni lazer va material o'rtasidagi o'zaro ta'sir jarayonida yuzaga keladigan bir qator reaktsiyalardir, so'ngra material yuzasida zarba to'lqini hosil bo'ladi. Shok to'lqini ta'sirida sirt ifloslantiruvchi moddalar parchalanadi va sirtdan tozalangan chang yoki qoldiqlarga aylanadi. Plazma, bug 'va tez termal kengayish va qisqarish kabi zarba to'lqinlarini keltirib chiqaradigan ko'plab mexanizmlar mavjud. Misol sifatida plazma zarba to'lqinlaridan foydalanib, lazerni tozalashda zarba jarayoni sirt ifloslantiruvchi moddalarni qanday olib tashlashini qisqacha tushunish mumkin. Ultra qisqa impuls kengligi (ns) va o'ta yuqori cho'qqi quvvati (107-1010 Vt/sm2) lazerlarni qo'llash bilan sirt harorati keskin ko'tariladi, hatto sirt lazerni engil yutsa ham, bug'lanish haroratiga bir zumda etib boradi. Yuqorida, quyidagi rasmda (a) da ko'rsatilganidek, materialning yuzasida bug' hosil bo'ladi. Bug'ning harorati 104 - 105 K ga yetishi mumkin, bu plazma hosil qilish uchun bug'ning o'zini yoki atrofdagi havoni ionlashtirishi mumkin. Plazma lazerning material yuzasiga etib borishini to'sib qo'yadi va material sirtining bug'lanishi to'xtashi mumkin, ammo plazma lazer energiyasini o'zlashtirishda davom etadi va harorat ko'tarilib, mahalliylashtirilgan holatni hosil qiladi. ultra yuqori harorat va yuqori bosim, bu material yuzasida bir zumda 1-100 kbar hosil qiladi. Quyidagi (b) va (c) rasmlarda ko'rsatilganidek, zarba asta-sekin materialning ichki qismiga o'tkaziladi. Shok to'lqini ta'sirida sirt ifloslantiruvchi moddalar mayda chang, zarrachalar yoki bo'laklarga bo'linadi. Lazer nurlanish holatidan uzoqlashtirilganda, plazma yo'qoladi va mahalliy darajada salbiy bosim hosil bo'ladi va quyidagi (d) rasmda ko'rsatilganidek, ifloslantiruvchi moddalarning zarralari yoki qoldiqlari sirtdan chiqariladi.
Tebranish jarayoni
Qisqa impulslar ta'sirida materialni isitish va sovutish jarayonlari juda tez sodir bo'ladi. Turli materiallar turli xil termal kengayish koeffitsientlariga ega bo'lganligi sababli, qisqa impulsli lazer nurlanishi ostida sirt ifloslantiruvchi moddalar va substrat turli darajadagi yuqori chastotali termal kengayish va qisqarishga duchor bo'ladi, natijada tebranish sodir bo'ladi, bu esa ifloslantiruvchi moddalarning sirtini tozalashga olib keladi. material. Ushbu eksfoliatsiya jarayonida materialning bug'lanishi sodir bo'lmasligi va plazma hosil bo'lmasligi mumkin. Buning o'rniga, tebranish ta'sirida ifloslantiruvchi va substratning interfeysida hosil bo'lgan kesish kuchi ifloslantiruvchi va substrat o'rtasidagi bog'lanishni buzadi. . Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, lazerning tushish burchagi biroz oshganda, lazer va zarrachalar ifloslanishi va substrat interfeysi o'rtasidagi aloqani oshirish mumkin, lazerni tozalash chegarasi kamayishi mumkin, tebranish effekti yanada aniqroq bo'ladi va tozalash samaradorligi yuqori. Biroq, hodisa burchagi juda katta bo'lmasligi kerak. Juda katta hodisa burchagi material yuzasiga ta'sir qiluvchi energiya zichligini kamaytiradi va lazerning tozalash qobiliyatini zaiflashtiradi.
Lazerli tozalash vositalarining sanoat ilovalari
Qolib sanoati
Lazerli tozalash vositasi qolipning yuzasi uchun juda xavfsiz bo'lgan qolipni kontaktsiz tozalashni amalga oshirishi mumkin, uning aniqligini ta'minlaydi va an'anaviy tozalash usullari bilan olib tashlanishi mumkin bo'lmagan mikron ostidagi axloqsizlik zarralarini tozalashi mumkin. chinakam ifloslanishsiz, samarali va yuqori sifatli tozalashga erishish.
Nozik asboblar sanoati
Nozik mashinasozlik sanoati ko'pincha moylash va korroziyaga chidamlilik uchun ishlatiladigan esterlarni va mineral moylarni qismlardan, odatda kimyoviy jihatdan olib tashlashi kerak va kimyoviy tozalash ko'pincha qoldiqlarni qoldiradi. Lazerli deesterifikatsiya esterlarni va mineral moylarni qismlarning yuzasiga zarar bermasdan butunlay olib tashlashi mumkin. Lazer zarba to'lqinini hosil qilish uchun qismning yuzasida nozik oksidli qatlamning portlovchi gazlanishiga yordam beradi, bu mexanik ta'sirga emas, balki ifloslantiruvchi moddalarni olib tashlashga olib keladi.
Temir yo'l sanoati
Hozirgi vaqtda relslarni payvandlashdan oldingi barcha tozalash silliqlash g'ildiragi va abraziv kamar silliqlash turini tozalashni qo'llaydi, bu esa substratga jiddiy zarar etkazadi va jiddiy qoldiq stressni keltirib chiqaradi va har yili juda ko'p silliqlash g'ildiragi sarf materiallarini iste'mol qiladi, bu qimmat va jiddiy sabablarga ko'ra atrof-muhitning chang bilan ifloslanishi. Lazerli tozalash mening mamlakatimning yuqori tezlikda temir yo'l yotqizish ishlab chiqarishi uchun yuqori sifatli va samarali yashil tozalash texnologiyasini ta'minlashi, yuqoridagi muammolarni hal qilishi, choksiz temir yo'l teshiklari va kulrang dog'lar kabi payvandlash nuqsonlarini bartaraf etishi va mamlakatimning yuqori barqarorligi va xavfsizligini yaxshilashi mumkin. -tezkor temir yo'l harakati.
Aviatsiya sanoati
Samolyotning sirtini ma'lum vaqtdan keyin qayta bo'yash kerak, lekin bo'yashdan oldin asl eski bo'yoqni butunlay olib tashlash kerak. Kimyoviy namlash / artish aviatsiya sohasida bo'yoqlarni tozalashning asosiy usuli hisoblanadi. Bu usul ko'p miqdorda kimyoviy yordamchi chiqindilarni keltirib chiqaradi va mahalliy parvarishlash va bo'yoqlarni tozalashga erishish mumkin emas. Bu jarayon og'ir ish yuki va sog'liq uchun zararli. Lazerli tozalash samolyot terisi yuzalarida bo'yoqni yuqori sifatli olib tashlash imkonini beradi va ishlab chiqarish uchun osonlik bilan avtomatlashtiriladi. Hozirgi vaqtda lazerni tozalash texnologiyasi ba'zi yuqori darajadagi modellarga xizmat ko'rsatishda qo'llanilgan.
Kema sanoati
Hozirgi vaqtda kemalarni ishlab chiqarishdan oldin tozalash asosan qumni portlatish usulini qo'llaydi. Qumni portlatish usuli atrof-muhitga jiddiy chang ifloslanishiga olib keldi va asta-sekin taqiqlandi, natijada kema ishlab chiqaruvchilari tomonidan ishlab chiqarishni qisqartirish yoki hatto to'xtatib turish. Lazerli tozalash texnologiyasi kema yuzalarida korroziyaga qarshi püskürtme uchun yashil va ifloslanishsiz tozalash eritmasini ta'minlaydi.
Qurol-yarog'
Lazerli tozalash texnologiyasi qurolga texnik xizmat ko'rsatishda keng qo'llanilgan. Lazerli tozalash tizimi zang va ifloslantiruvchi moddalarni samarali va tez olib tashlashi mumkin va tozalashni avtomatlashtirishni amalga oshirish uchun tozalash qismini tanlashi mumkin. Lazerni tozalashdan foydalanib, nafaqat tozalik kimyoviy tozalash jarayonidan yuqori, balki ob'ekt yuzasiga deyarli zarar etkazmaydi. Turli xil parametrlarni o'rnatish orqali lazer tozalash mashinasi, shuningdek, sirt mustahkamligi va korroziyaga chidamliligini yaxshilash uchun metall buyumlar yuzasida zich oksidli himoya plyonka yoki metall erituvchi qatlam hosil qilishi mumkin. Lazer yordamida olib tashlangan chiqindilar asosan atrof-muhitni ifloslantirmaydi va u uzoq masofada ham ishlashi mumkin, bu esa operatorning sog'lig'iga zararni samarali kamaytiradi.
Binoning tashqi ko'rinishi
Tobora ko'proq osmono'par binolar qurilmoqda va tashqi devorlarni qurishda tozalash muammosi tobora ortib bormoqda. Lazerli tozalash tizimi binolarning tashqi devorlarini optik tolalar orqali yaxshi tozalaydi. Maksimal uzunligi 70 metr bo'lgan eritma turli xil toshlar, metallar va shishalardagi turli ifloslantiruvchi moddalarni samarali tozalashi mumkin va uning samaradorligi an'anaviy tozalashga qaraganda ancha yuqori. Bundan tashqari, binolardagi turli toshlardan qora dog'lar va dog'larni olib tashlashi mumkin. Binolar va tosh yodgorliklarda lazerli tozalash tizimining tozalash sinovi lazer bilan tozalash qadimiy binolarning ko'rinishini himoya qilishda yaxshi ta'sir ko'rsatishini ko'rsatadi.
Elektron sanoat
Elektron sanoati oksidlarni olib tashlash uchun lazerlardan foydalanadi: elektronika sanoati yuqori aniqlikdagi zararsizlantirishni talab qiladi va lazer deoksidatsiyasi ayniqsa mos keladi. Optimal elektr aloqasini ta'minlash uchun taxtani lehimlashdan oldin komponent pinlari yaxshilab deoksidlangan bo'lishi kerak va zararsizlantirish jarayonida pinlar shikastlanmasligi kerak. Lazerni tozalash foydalanish talablariga javob berishi mumkin va samaradorlik juda yuqori va har bir igna uchun faqat bitta lazer nurlanishi talab qilinadi.
Atom elektr stansiyasi
Lazerli tozalash tizimlari atom elektr stantsiyalarida reaktor quvurlarini tozalashda ham qo'llaniladi. Radioaktiv changni to'g'ridan-to'g'ri olib tashlash uchun reaktorga yuqori quvvatli lazer nurini kiritish uchun optik toladan foydalanadi va tozalangan materialni tozalash oson. Masofadan boshqarilgani uchun esa xodimlarning xavfsizligi kafolatlanishi mumkin.
Xulosa
Bugungi ilg'or ishlab chiqarish sanoati xalqaro raqobatning eng yuqori cho'qqisiga aylandi. Lazer ishlab chiqarishda ilg'or tizim sifatida lazerni tozalash mashinasi sanoatni rivojlantirishda qo'llash qiymati uchun katta imkoniyatlarga ega. Kuchli rivojlanayotgan lazerli tozalash texnologiyasi iqtisodiy va ijtimoiy rivojlanish uchun juda muhim strategik ahamiyatga ega.