हाल के वर्षों में, लेजर सफाई औद्योगिक विनिर्माण के क्षेत्र में अनुसंधान हॉटस्पॉट में से एक बन गई है, अनुसंधान में प्रक्रिया, सिद्धांत, उपकरण और अनुप्रयोग शामिल हैं। औद्योगिक अनुप्रयोगों में, लेजर सफाई तकनीक बड़ी संख्या में विभिन्न सब्सट्रेट सतहों, स्टील, एल्यूमीनियम, टाइटेनियम, कांच और मिश्रित सामग्री आदि सहित वस्तुओं की सफाई करने में सक्षम रही है, एयरोस्पेस, विमानन, शिपिंग, उच्च गति को कवर करने वाले अनुप्रयोग उद्योग रेल, ऑटोमोटिव, मोल्ड, परमाणु ऊर्जा और समुद्री और अन्य क्षेत्र।
1960 के दशक की लेजर सफाई तकनीक में अच्छे सफाई प्रभाव, अनुप्रयोगों की विस्तृत श्रृंखला, उच्च परिशुद्धता, गैर-संपर्क और पहुंच के फायदे हैं। औद्योगिक विनिर्माण, उत्पादन और रखरखाव और अन्य क्षेत्रों में आवेदन की व्यापक संभावनाएं हैं, उम्मीद है कि यह पारंपरिक सफाई विधियों को आंशिक रूप से या पूरी तरह से बदल देगी, और 21वीं सदी में सबसे आशाजनक हरित सफाई तकनीक बन जाएगी।
लेजर सफाई विधि
लेजर सफाई प्रक्रिया बहुत जटिल है, जिसमें विभिन्न प्रकार की सामग्री हटाने के तंत्र शामिल हैं, लेजर सफाई विधि के लिए, सफाई प्रक्रिया में एक ही समय में कई प्रकार के तंत्र मौजूद हो सकते हैं, जो मुख्य रूप से लेजर और सामग्री के बीच बातचीत के लिए जिम्मेदार है, जिसमें शामिल हैं सामग्री की सतह का उच्छेदन, अपघटन, आयनीकरण, क्षरण, पिघलना, दहन, वाष्पीकरण, कंपन, स्पंदन, विस्तार, सिकुड़न, विस्फोट, छीलना, बहना और अन्य भौतिक और रासायनिक परिवर्तन। प्रक्रिया।
वर्तमान में, विशिष्ट लेजर सफाई विधियां मुख्य रूप से तीन हैं: लेजर एब्लेशन सफाई, तरल फिल्म-सहायता वाली लेजर सफाई और लेजर शॉक वेव सफाई विधियां।
लेज़र एब्लेशन सफाई विधि
मुख्य कार्यप्रणाली तंत्र थर्मल विस्तार, वाष्पीकरण, पृथक्करण और चरण विस्फोट हैं। लेज़र सीधे सब्सट्रेट की सतह से हटाई जाने वाली सामग्री पर कार्य करता है और परिवेश की स्थिति हवा, दुर्लभ गैस या वैक्यूम हो सकती है। परिचालन की स्थितियाँ सरल हैं और विभिन्न प्रकार के कोटिंग्स, पेंट, कण या गंदगी को हटाने के लिए सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। नीचे दिया गया चित्र लेजर एब्लेशन सफाई विधि के लिए प्रक्रिया आरेख दिखाता है।
जब सामग्री की सतह पर लेजर विकिरण होता है, तो सब्सट्रेट और सफाई सामग्री पहले थर्मल विस्तार होते हैं। सफाई सामग्री के साथ लेजर इंटरैक्शन समय में वृद्धि के साथ, यदि तापमान सफाई सामग्री की गुहिकायन सीमा से कम है, तो सफाई सामग्री केवल भौतिक परिवर्तन प्रक्रिया है, सफाई सामग्री और सब्सट्रेट थर्मल विस्तार गुणांक के बीच अंतर इंटरफ़ेस पर दबाव की ओर जाता है , सफाई सामग्री का सिकुड़ना, सब्सट्रेट की सतह से टूटना, टूटना, यांत्रिक फ्रैक्चर, कंपन क्रशिंग, आदि, सफाई सामग्री को जेट द्वारा हटा दिया जाता है या सब्सट्रेट सतह से अलग कर दिया जाता है।
यदि तापमान सफाई सामग्री के गैसीकरण सीमा तापमान से अधिक है, तो दो स्थितियाँ होंगी: 1) सफाई सामग्री की उच्छेदन सीमा सब्सट्रेट से कम है; 2) सफाई सामग्री की उच्छेदन सीमा सब्सट्रेट से अधिक है।
सफाई सामग्री के ये दो मामले हैं पिघलना, गुहिकायन और उच्छेदन और अन्य भौतिक रासायनिक परिवर्तन, थर्मल प्रभावों के अलावा, सफाई तंत्र अधिक जटिल है, लेकिन इसमें आणविक बंधन टूटने, सफाई सामग्री के अपघटन या गिरावट, चरण के बीच सफाई सामग्री और सब्सट्रेट भी शामिल हो सकते हैं। विस्फोट, सफाई सामग्री गैसीकरण, तात्कालिक आयनीकरण, प्लाज्मा का उत्पादन।
(1)तरल फिल्म सहायता प्राप्त लेजर सफाई
विधि तंत्र में मुख्य रूप से तरल फिल्म उबलते वाष्पीकरण और कंपन आदि होते हैं। उचित लेजर तरंग दैर्ध्य का चयन करने की आवश्यकता का उपयोग, लेजर एब्लेशन सफाई प्रक्रिया में प्रभाव दबाव की कमी को पूरा करने के लिए, हटाने के लिए किया जा सकता है सफाई वाली वस्तु को हटाना कुछ अधिक कठिन है।
जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है, तरल फिल्म (पानी, इथेनॉल या अन्य तरल पदार्थ) सफाई वस्तु की सतह में पहले से ढकी हुई है, और फिर इसे विकिरणित करने के लिए लेजर का उपयोग करें। तरल फिल्म लेजर ऊर्जा को अवशोषित करती है जिसके परिणामस्वरूप तरल मीडिया का एक मजबूत विस्फोट होता है, उबलते तरल का विस्फोट उच्च गति की गति से होता है, सतह की सफाई सामग्री में ऊर्जा का स्थानांतरण होता है, उच्च क्षणिक विस्फोटक बल सफाई उद्देश्यों को प्राप्त करने के लिए सतह की गंदगी को हटाने के लिए पर्याप्त है।
तरल फिल्म-सहायता प्राप्त लेजर सफाई विधि के दो नुकसान हैं।
बोझिल प्रक्रिया और प्रक्रिया को नियंत्रित करना कठिन।
तरल फिल्म के उपयोग के कारण, सफाई के बाद सब्सट्रेट सतह की रासायनिक संरचना को बदलना और नए पदार्थ उत्पन्न करना आसान होता है।
(1)लेजर शॉक वेव प्रकार की सफाई विधि
प्रक्रिया दृष्टिकोण और तंत्र पहले दो से बहुत अलग है, तंत्र मुख्य रूप से शॉक वेव बल हटाने वाला है, सफाई करने वाली वस्तुएं मुख्य रूप से कण हैं, मुख्य रूप से कणों (उप-माइक्रोन या नैनोस्केल) को हटाने के लिए। प्रक्रिया की आवश्यकताएं बहुत सख्त हैं, न केवल हवा को आयनित करने की क्षमता सुनिश्चित करने के लिए, बल्कि लेजर और सब्सट्रेट के बीच एक उपयुक्त दूरी बनाए रखने के लिए भी यह सुनिश्चित करने के लिए कि प्रभाव बल के कणों पर कार्रवाई काफी बड़ी है।
लेज़र शॉक वेव सफाई प्रक्रिया का योजनाबद्ध आरेख नीचे दिखाया गया है, लेज़र सब्सट्रेट सतह शॉट की दिशा के समानांतर है, और सब्सट्रेट संपर्क में नहीं आता है। लेज़र फोकस को लेज़र आउटपुट के निकट कण पर समायोजित करने के लिए वर्कपीस या लेज़र हेड को ले जाएं, वायु आयनीकरण घटना का केंद्र बिंदु घटित होगा, जिसके परिणामस्वरूप गोलाकार विस्तार के तेजी से विस्तार के लिए शॉक वेव्स, शॉक वेव्स और संपर्क तक बढ़ाया जाएगा। कणों के साथ. जब कण पर आघात तरंग के अनुप्रस्थ घटक का क्षण अनुदैर्ध्य घटक और कण आसंजन बल के क्षण से अधिक होता है, तो कण को रोल करके हटा दिया जाएगा।
लेजर सफाई तकनीक
लेजर सफाई तंत्र मुख्य रूप से लेजर ऊर्जा के अवशोषण, या वाष्पीकरण और वाष्पीकरण, या सतह पर कणों के सोखना को दूर करने के लिए तात्कालिक थर्मल विस्तार के बाद वस्तु की सतह पर आधारित है, ताकि सतह से वस्तु, और फिर प्राप्त हो सके सफाई का उद्देश्य.
मोटे तौर पर संक्षेप में: 1. लेजर वाष्प अपघटन, 2. लेजर स्ट्रिपिंग, 3. गंदगी कणों का थर्मल विस्तार, 4. सब्सट्रेट सतह कंपन और कण कंपन चार पहलू
पारंपरिक सफाई प्रक्रिया की तुलना में, लेजर सफाई तकनीक में निम्नलिखित विशेषताएं हैं।
1. यह एक "सूखी" सफाई है, इसमें कोई सफाई समाधान या अन्य रासायनिक समाधान नहीं है, और सफाई रासायनिक सफाई प्रक्रिया की तुलना में बहुत अधिक है।
2. गंदगी हटाने का दायरा और लागू सब्सट्रेट रेंज बहुत व्यापक है, और
3. लेजर प्रक्रिया मापदंडों के विनियमन के माध्यम से, दूषित पदार्थों को प्रभावी ढंग से हटाने के आधार पर सब्सट्रेट की सतह को नुकसान नहीं पहुंचाया जा सकता है, सतह नई जितनी अच्छी है।
4. लेजर सफाई को आसानी से स्वचालित ऑपरेशन किया जा सकता है।
5. लेजर परिशोधन उपकरण का उपयोग लंबे समय तक, कम परिचालन लागत के लिए किया जा सकता है।
6. लेजर सफाई तकनीक एक है: हरा: सफाई प्रक्रिया, अपशिष्ट को खत्म करना एक ठोस पाउडर है, छोटे आकार का, भंडारण में आसान है, मूल रूप से पर्यावरण को प्रदूषित नहीं करेगा।
1980 के दशक में, सफाई तकनीक के सिलिकॉन वेफर मास्क संदूषण कणों की सतह पर अर्धचालक उद्योग के तेजी से विकास ने उच्च आवश्यकताओं को आगे बढ़ाया, मुख्य बिंदु सूक्ष्म कणों और महान सोखना बल के बीच सब्सट्रेट के संदूषण को दूर करना है पारंपरिक रासायनिक सफाई, यांत्रिक सफाई, अल्ट्रासोनिक सफाई विधियां मांग को पूरा करने में असमर्थ हैं, और लेजर सफाई ऐसी प्रदूषण समस्याओं को हल कर सकती है, संबंधित अनुसंधान और अनुप्रयोग तेजी से विकसित किए गए हैं।
1987 में, लेजर सफाई पर पेटेंट आवेदन की पहली उपस्थिति। 1990 के दशक में, जैपका ने मास्क की सतह से सूक्ष्म कणों को हटाने के लिए सेमीकंडक्टर निर्माण प्रक्रिया में लेजर सफाई तकनीक को सफलतापूर्वक लागू किया, जिससे औद्योगिक क्षेत्र में लेजर सफाई तकनीक के शुरुआती अनुप्रयोग का एहसास हुआ। 1995 में, शोधकर्ताओं ने विमान के धड़ से पेंट हटाने की सफाई को सफलतापूर्वक प्राप्त करने के लिए 2 किलोवाट TEA-CO2 लेजर का उपयोग किया।
21वीं सदी में प्रवेश करने के बाद, अल्ट्रा-शॉर्ट पल्स लेजर के उच्च गति विकास के साथ, घरेलू और विदेशी अनुसंधान और लेजर सफाई तकनीक के अनुप्रयोग में धीरे-धीरे वृद्धि हुई, धातु सामग्री की सतह पर ध्यान केंद्रित करते हुए, विशिष्ट विदेशी अनुप्रयोग विमान धड़ पेंट हटाने, मोल्ड हैं सतह को ख़राब करना, इंजन के आंतरिक कार्बन को हटाना और वेल्डिंग से पहले जोड़ों की सतह की सफाई करना। यूएस एडिसन वेल्डिंग इंस्टीट्यूट FG16 युद्धक विमान की लेजर सफाई, जब 1 किलोवाट की लेजर शक्ति, प्रति मिनट 2.36 सेमी 3 की सफाई की मात्रा।
गौरतलब है कि उन्नत मिश्रित भागों को हटाने के लिए लेजर पेंट का अनुसंधान और अनुप्रयोग भी एक प्रमुख आकर्षण का केंद्र है। अमेरिकी नौसेना HG53, HG56 हेलीकॉप्टर प्रोपेलर ब्लेड और F16 फाइटर जेट की सपाट पूंछ और अन्य मिश्रित सतहों को लेजर पेंट हटाने के अनुप्रयोगों में लागू किया गया है, जबकि विमान अनुप्रयोगों में चीन की मिश्रित सामग्री देर से है, इसलिए ऐसा शोध मूल रूप से खाली है।
इसके अलावा, जोड़ की मजबूती में सुधार के लिए चिपकाने से पहले जोड़ की सीएफआरपी समग्र सतह के उपचार के लिए लेजर सफाई तकनीक का उपयोग भी वर्तमान अनुसंधान फोकस में से एक है। हल्के एल्यूमीनियम मिश्र धातु दरवाजे के फ्रेम ऑक्साइड फिल्म की सतह को साफ करने के लिए फाइबर लेजर सफाई उपकरण प्रदान करने के लिए लेजर कंपनी को ऑडी टीटी कार उत्पादन लाइन में अनुकूलित करें। रोल्स जी रॉयस यूके ने टाइटेनियम एयरो-इंजन घटकों की सतह पर ऑक्साइड फिल्म को साफ करने के लिए लेजर सफाई का उपयोग किया।
लेजर सफाई तकनीक पिछले दो वर्षों में तेजी से विकसित हुई है, चाहे वह लेजर सफाई प्रक्रिया पैरामीटर और सफाई तंत्र हो, सफाई वस्तु अनुसंधान या अनुसंधान के अनुप्रयोग ने काफी प्रगति की है। लेज़र क्लीनिंग तकनीक बहुत सारे सैद्धांतिक शोध के बाद, इसके शोध का ध्यान लगातार अनुसंधान के अनुप्रयोग और आशाजनक परिणामों के अनुप्रयोग पर केंद्रित है। भविष्य में, सांस्कृतिक अवशेषों और कला के कार्यों की सुरक्षा में लेजर सफाई तकनीक का अधिक व्यापक रूप से उपयोग किया जाएगा, और इसका बाजार बहुत व्यापक है। विज्ञान और प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, उद्योग में लेजर सफाई तकनीक का अनुप्रयोग एक वास्तविकता बन रहा है, और आवेदन का दायरा अधिक से अधिक व्यापक होता जा रहा है।
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पोस्ट करने का समय: नवंबर-14-2022
