През 80-те години на миналия век бързото развитие на полупроводниковата индустрия постави по-високи изисквания към технологията за почистване на замърсени частици върху повърхността на силиконовите маски. Ключовият момент е да се преодолее голямата сила на адсорбция между замърсените частици и субстрата. Традиционните методи за химическо почистване, механично почистване и ултразвуково почистване не могат да отговорят на нуждите, докато лазерното почистване може да реши подобни проблеми със замърсяването и свързаните с това изследвания и приложения са разработени бързо. През 1987 г. има първата заявка за патент за лазерно почистване.
След навлизането в 90-те години Zapka et al. успешно приложи технологията за лазерно почистване в производствените процеси на полупроводници, премахвайки микрочастиците върху повърхността на маската и постигайки ранно прилагане на технологията за лазерно почистване в индустриалната област. През 1995 г. изследователите успешно постигнаха почистване на боята на фюзелажа на самолета с помощта на 2kW TEA-CO2 лазер. След навлизането в 21-ви век, с бързото развитие на ултракъсите импулсни лазери, изследванията и приложението на технологията за лазерно почистване у нас и в чужбина постепенно се увеличават, като се фокусират върху почистването на повърхности от метални материали. Типичните приложения в чужбина включват премахване на бои от каросерии на самолети, премахване на маслени петна от повърхността на мухъл, премахване на вътрешни въглеродни отлагания на двигателя и почистване на повърхността на фугите преди заваряване.
Стоманата се използва най-широко в промишлеността, като заваряване на автомобили, корабостроене, боядисване и производство на турбинни лопатки. Технологията за лазерно почистване може да премахне ръжда, боя и мръсотия от повърхността на стоманени компоненти, като по този начин гарантира качество на заваряване и ефект на боядисване. Технологията за лазерно почистване е използвана за почистване на повърхността на морските плочи от въглеродна стомана преди заваряване. Резултатите от изследването показаха, че работната скорост на лазерното почистване може да бъде увеличена до 1000 mm/min чрез увеличаване на средната мощност или увеличаване на източника на лазерна светлина. Механизмът на лазерната аблация включва физични и химични ефекти и еластични вибрационни ефекти.
При различна плътност на лазерната енергия, двата ефекта имат различна степен на влияние върху почистващия механизъм. Беше открит законът за разпространение на затихващи трептения на лазерно индуцирана плазмена ударна вълна в материали и беше създадена онлайн система за мониторинг на процеса на лазерно почистване. Установена е връзката между степента на отстраняване на оксида, интензитета на плазмената светлина и продължителността на звуковата вълна. В допълнение към пълното премахване на повърхностната ръжда, лазерът може също така да образува много тънък втвърдяващ слой върху повърхността на основата. Втвърдяващият слой може ефективно да подобри твърдостта на повърхността на въглеродната стомана, да играе роля за укрепване на повърхността и до известна степен да защити въглеродната стомана.
Технологията за лазерно почистване може да се приложи не само за повърхностно почистване на алуминиева сплав преди заваряване, но и за повърхностна обработка преди залепване на алуминиева сплав. Подобни проучвания сравняват ефектите от плазмената обработка с ниско налягане и лазерното почистване върху якостта на срязване на адхезивните съединения. Резултатите показват, че средната якост на срязване на пробите за лазерно почистване е 19,35MPa, което е с около 5MPa по-високо от това при плазмено третиране.
При лазерно почистване е необходимо да изберете подходящи параметри като дължина на лазерната вълна, ширина на импулса и честота на импулса въз основа на различни почистващи обекти. По-голямата част от местните и чуждестранни изследвания за лазерно почистване на покрития и малки частици са избрали наносекундни импулсни влакнести лазери с дължина на вълната 1064 nm. Има обаче значителна разлика в честотата на лазерния импулс между двете. Първият има импулсна честота от няколко хиляди до няколко десетки килохерца, а грапавостта на повърхността след почистване може да достигне 1 μ. Последният е концентриран в диапазона от няколко херца до няколко десетки херца, със степен на отстраняване над 90 процента .
Местни учени са провели изследвания в областта на лазерното почистване сравнително късно, съчетано с високата цена на самите лазери с къси импулси, които изискват по-висока ефективност на почистване, за да постигнат висока стойност в практическите приложения. Следователно в момента има много малко свързани приложения. През последните години някои университети, изследователски институти и предприятия в Китай последователно проведоха изследвания за прилагането на технология за лазерно почистване в индустриалната област и също така произвеждаха оборудване за лазерно почистване.
Китайската академия по инженерна физика е извършила изследване за премахване на отделящи агенти за формите за гуми, премахване на боя от крила и обтекатели на самолети (композитни материали) и броня на танкове и отстраняване на ръжда от морски части. Университетът Суджоу е провел изследване за отстраняване на ръжда от автомобилни спирали, поддръжка на коловози и отстраняване на мръсотия и отстраняване на котлен камък от изолационни порцеланови бутилки.
Горното обобщава текущото състояние на изследванията на лазерното почистване у нас и в чужбина. По отношение на теорията и технологията, въпреки че са проведени голям брой експерименти в процеса на изследване на лазерното почистване както в страната, така и в международен план, изследването на теорията и механизма на лазерното почистване все още е непълно. Въпреки че са създадени подходящи физически модели, тези модели все още имат значителни ограничения. По отношение на практическото приложение има значителна разлика между Китай и чужди страни.
Относно HGTECH
HGTECH е пионер и лидер в лазерното индустриално приложение в Китай и авторитетен доставчик на глобални решения за лазерна обработка. Ние изчерпателно планираме изграждането на лазерно интелигентно оборудване, производствени линии за измерване и автоматизация и интелигентни фабрики, за да предоставим цялостно решение за интелигентно производство.
Ние дълбоко разбираме тенденцията на развитие на производствената индустрия, непрекъснато обогатяваме продуктите и решенията, придържаме се към проучване на интеграцията на автоматизацията, информатизацията, интелигентността и производствената индустрия и предоставяме на различни индустрии системи за лазерно рязане, системи за лазерно заваряване, серии за лазерно маркиране, лазерно текстуриране цялостно оборудване, системи за лазерна топлинна обработка, лазерни пробивни машини, лазери и различни поддържащи устройства Общият план за изграждане на специално оборудване за лазерна обработка и оборудване за плазмено рязане, както и автоматични производствени линии и интелигентни фабрики.
