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El principio de la limpieza con láser.

2021-12-17
A mediados de la década de 1980, Beklemyshev, Allrn y otros científicos combinaron la tecnología láser y la tecnología de limpieza para necesidades prácticas de trabajo y realizaron investigaciones relacionadas. Desde entonces nació el concepto técnico de limpieza láser (Laser Cleanning). Es bien sabido que la relación entre contaminantes y sustratos La fuerza de unión se divide en enlace covalente, doble dipolo, acción capilar y fuerza de van der Waals. Si esta fuerza puede ser superada o destruida, se logrará el efecto de descontaminación.
La limpieza con láser es el uso de rayos láser que tienen las características de gran densidad de energía, dirección controlable y fuerte capacidad de convergencia, de modo que la fuerza de unión entre los contaminantes y el sustrato se destruye o los contaminantes se vaporizan directamente para descontaminar y reducir los contaminantes. La fuerza de unión con la matriz y luego logra el efecto de limpiar la superficie de la pieza de trabajo. Cuando los contaminantes en la superficie de la pieza de trabajo absorben la energía del láser, se vaporizan rápidamente o se expanden instantáneamente después de calentarse para vencer la fuerza entre los contaminantes y la superficie del sustrato. Debido al aumento de la energía de calentamiento, las partículas contaminantes vibran y caen de la superficie del sustrato.
Todo el proceso de limpieza con láser se divide aproximadamente en 4 etapas, a saber, vaporización y descomposición con láser, decapado con láser, expansión térmica de partículas contaminantes, vibración de la superficie del sustrato y separación de contaminantes. Por supuesto, al aplicar la tecnología de limpieza láser, también debe prestar atención al umbral de limpieza láser del objeto a limpiar y seleccionar la longitud de onda láser adecuada para lograr el mejor efecto de limpieza. La limpieza con láser puede cambiar la estructura del grano y la orientación de la superficie del sustrato sin dañar la superficie del sustrato, y también puede controlar la rugosidad de la superficie del sustrato, mejorando así el rendimiento general de la superficie del sustrato. El efecto de limpieza se ve afectado principalmente por factores como las características del haz, los parámetros físicos del sustrato y el material de suciedad, y la capacidad de la suciedad para absorber la energía del haz.
En la actualidad, la tecnología de limpieza por láser incluye tres métodos de limpieza: tecnología de limpieza por láser en seco, tecnología de limpieza por láser en húmedo y tecnología de onda de choque por plasma láser.
1. La limpieza con láser seco significa que el láser pulsado se irradia directamente para limpiar la pieza de trabajo, de modo que los contaminantes del sustrato o de la superficie absorban energía y la temperatura aumente, lo que da como resultado la expansión térmica o la vibración térmica del sustrato, separando así a los dos. Este método se puede dividir aproximadamente en dos situaciones: una es que los contaminantes de la superficie absorben el láser para expandirse; la otra es que el sustrato absorbe el láser para generar vibración térmica.
2. La limpieza con láser húmedo consiste en precubrir una película líquida en la superficie antes de irradiar la pieza de trabajo con un láser pulsado. Bajo la acción del láser, la temperatura de la película líquida aumenta rápidamente y se vaporiza. En el momento de la vaporización se genera una onda de choque que actúa sobre las partículas contaminantes. , Haz que se caiga del sustrato. Este método requiere que el sustrato y la película líquida no puedan reaccionar, por lo que el alcance de los materiales de aplicación es limitado.
3. La onda de choque de plasma láser es una onda de choque de plasma esférica generada al descomponer el medio de aire durante el proceso de irradiación láser. La onda de choque actúa sobre la superficie del sustrato a lavar y libera energía para eliminar los contaminantes; el láser no actúa sobre el sustrato, por lo que no provoca daños en el sustrato. La tecnología de limpieza por ondas de choque de plasma láser ahora puede limpiar partículas contaminantes con un tamaño de partícula de decenas de nanómetros, y no hay límite para la longitud de onda del láser.
En la producción real, se deben seleccionar específicamente diferentes métodos de prueba y parámetros relacionados de acuerdo con las necesidades para obtener piezas de trabajo de limpieza de alta calidad. En el proceso de limpieza con láser, la eficiencia de la limpieza de superficies y la evaluación de la calidad son métricas importantes para determinar la calidad de la tecnología de limpieza con láser.