In the 1980s, the rapid development of the semiconductor industry put forward higher requirements for the cleaning technology of contaminated particles on the surface of silicon wafer masks. The key point is to overcome the great adsorption force between the contaminated particles and the substrate. Traditional chemical cleaning, mechanical cleaning, and ultrasonic cleaning methods cannot meet the needs, while laser cleaning can solve such pollution problems, and related research and applications have been rapidly developed. In 1987, there was the first patent application for laser cleaning.
Po vstopu v devetdeseta leta Zapka idr. uspešno uporabil tehnologijo laserskega čiščenja v proizvodnih procesih polprevodnikov, odstranil mikrodelce na površini maske in dosegel zgodnjo uporabo tehnologije laserskega čiščenja na industrijskem področju. Leta 1995 so raziskovalci uspešno očistili barvo trupa letala z 2kW TEA-CO2 laserjem. Po vstopu v 21. stoletje se je s hitrim razvojem ultrakratkih pulznih laserjev postopoma povečala raziskava in uporaba laserske čistilne tehnologije doma in v tujini, s poudarkom na čiščenju površin kovinskih materialov. Tipične uporabe v tujini vključujejo odstranjevanje barve karoserije letala, odstranjevanje oljnih madežev s površine plesni, odstranjevanje notranjih usedlin ogljika v motorju in čiščenje površine spoja pred varjenjem.
Jeklo se najpogosteje uporablja v industriji, kot je varjenje avtomobilov, ladjedelništvo, barvanje in proizvodnja turbinskih lopatic. Tehnologija laserskega čiščenja lahko odstrani rjo, barvo in umazanijo s površine jeklenih komponent ter tako zagotovi kakovost varjenja in učinek barvanja. Tehnologija laserskega čiščenja je bila uporabljena za čiščenje površine ladijskih plošč iz ogljikovega jekla pred varjenjem. Rezultati raziskave so pokazali, da lahko delovno hitrost laserskega čiščenja povečamo na 1000 mm/min s povečanjem povprečne moči ali povečanjem vira laserske svetlobe. Mehanizem laserske ablacije vključuje fizikalne in kemične učinke ter učinke elastičnih vibracij.
Z različno gostoto laserske energije imata oba učinka različno stopnjo vpliva na čistilni mehanizem. Najden je bil zakon dušenja širjenja nihanj lasersko induciranega plazemskega udarnega vala v materialih in vzpostavljen je bil spletni sistem za spremljanje postopka laserskega čiščenja. Ugotovljeno je bilo razmerje med stopnjo odstranitve oksida, svetlobno jakostjo plazme in trajanjem zvočnega vala. Poleg popolne odstranitve površinske rje lahko laser na površini podlage oblikuje tudi zelo tanek utrjevalni sloj. Plast za utrjevanje lahko učinkovito izboljša trdoto površine ogljikovega jekla, igra vlogo krepitve površine in do neke mere zaščiti ogljikovo jeklo.
Tehnologijo laserskega čiščenja ni mogoče uporabiti samo za površinsko čiščenje aluminijeve zlitine pred varjenjem, temveč tudi za površinsko obdelavo pred lepljenjem aluminijeve zlitine. Podobne študije so primerjale učinke obdelave z nizkotlačno plazmo in laserskega čiščenja na strižno trdnost lepilnih spojev. Rezultati kažejo, da je povprečna strižna trdnost vzorcev laserskega čiščenja 19,35 MPa, kar je približno 5 MPa več kot pri obdelavi s plazmo.
Pri laserskem čiščenju je treba izbrati ustrezne parametre, kot so laserska valovna dolžina, širina impulza in frekvenca impulza glede na različne čistilne predmete. Velika večina domačih in tujih raziskav laserskega čiščenja prevlek in majhnih delcev je izbrala nanosekundne impulzne vlaknene laserje z valovno dolžino 1064nm. Vendar pa je med njima velika razlika v frekvenci laserskega impulza. Prva ima frekvenco impulzov od nekaj tisoč do nekaj deset kilohercev, površinska hrapavost po čiščenju pa lahko doseže 1 μ. Druga je koncentrirana v območju od nekaj hercev do nekaj deset hercev, s stopnjo odstranitve nad 90 odstotkov .
Domači znanstveniki so raziskave na področju laserskega čiščenja opravili razmeroma pozno, kar je povezano z visokimi stroški samih laserjev s kratkimi impulzi, ki zahtevajo večjo učinkovitost čiščenja za doseganje visoke vrednosti v praksi. Zato je trenutno zelo malo sorodnih aplikacij. V zadnjih letih so nekatere univerze, raziskovalni inštituti in podjetja na Kitajskem zaporedoma izvajali raziskave o uporabi tehnologije laserskega čiščenja na industrijskem področju in izdelali opremo za lasersko čiščenje.
Kitajska akademija za inženirsko fiziko je izvedla raziskavo o odstranjevanju sredstev za ločevanje kalupov za kalupe za pnevmatike, odstranjevanju barve s kril in kuponov letal (kompozitni materiali) in oklepih tankov ter odstranjevanju rje z morskih delov. Univerza Suzhou je izvedla raziskavo o odstranjevanju rje z avtomobilskih spiral, vzdrževanju tirov in odstranjevanju umazanije ter odstranjevanju vodnega kamna iz izolacijskih porcelanastih steklenic.
Zgoraj je povzeto trenutno stanje raziskav laserskega čiščenja doma in v tujini. Kar zadeva teorijo in tehnologijo, čeprav je bilo v raziskavah procesov laserskega čiščenja tako doma kot v tujini izvedenih veliko število poskusov, so teorije in raziskave mehanizma laserskega čiščenja še vedno nepopolne. Čeprav so bili vzpostavljeni ustrezni fizični modeli, imajo ti modeli še vedno pomembne omejitve. Kar zadeva praktično uporabo, obstaja velika vrzel med Kitajsko in tujino.
O podjetju HGTECH
HGTECH je pionir in vodja laserske industrijske uporabe na Kitajskem ter avtoritativni ponudnik globalnih rešitev laserske obdelave. Celovito načrtujemo gradnjo laserske inteligentne opreme, proizvodnih linij za merjenje in avtomatizacijo ter pametnih tovarn, da zagotovimo celovito rešitev za inteligentno proizvodnjo.
Globoko razumemo razvojni trend proizvodne industrije, nenehno bogatimo izdelke in rešitve, se držimo raziskovanja integracije avtomatizacije, informatizacije, inteligence in proizvodne industrije ter različnim industrijam nudimo laserske rezalne sisteme, laserske varilne sisteme, serije laserskega označevanja, lasersko teksturiranje kompletna oprema, laserski sistemi za toplotno obdelavo, laserski vrtalni stroji, laserji in različne podporne naprave Celoten načrt izgradnje specialne opreme za lasersko obdelavo in opreme za plazemsko rezanje ter avtomatskih proizvodnih linij in pametnih tovarn.
