تمیز کردن لیزر

آشنایی با اصول و کاربردهای تکنولوژی پاکسازی لیزری

آشنایی با اصول و کاربردهای فناوری پاکسازی لیزری | لیزرچین

با این راهنمای جامع، دنیای انقلابی فناوری تمیز کردن لیزر را کشف کنید. در مورد اصول، انواع و کاربردهای متنوع این روش تمیز کردن با دقت بالا که صنعت را تغییر می دهد، بیاموزید.

مقدمه ای بر تمیز کردن لیزر پیشرفته

ظهور تکنولوژی تمیز کردن لیزر نشان دهنده یک جهش انقلابی در زمینه روش های تمیز کردن است. این تکنیک نوآورانه از چگالی انرژی بالا، دقت و رسانایی کارآمد لیزرها بهره می‌برد و مزایای واضحی را نسبت به روش‌های تمیز کردن سنتی از نظر کارایی، دقت و توانایی تمیز کردن مکان‌های خاص ارائه می‌دهد. یکی از مهم ترین مزایای آن اجتناب از آلودگی محیطی است که معمولاً با روش های تمیز کردن شیمیایی مرتبط است، در حالی که هیچ آسیبی به زیرلایه وارد نمی کند.

اصل تمیز کردن لیزر

آشنایی با اصول و کاربردهای فناوری پاکسازی لیزری | لیزرچین

تمیز کردن لیزر شامل حذف مواد از سطوح جامد (یا گاهی اوقات مایع) با قرار دادن آنها در معرض پرتو لیزر است. در شارهای کم لیزر، انرژی لیزر جذب شده، ماده را گرم و تبخیر یا تصعید می کند. در فلوانس های زیاد، مواد اغلب به پلاسما تبدیل می شوند. به طور معمول، تمیز کردن لیزر به کاربردهای لیزر پالسی برای حذف مواد اشاره دارد، اما با شدت کافی، پرتوهای لیزر موج پیوسته می‌توانند مواد را نیز از بین ببرند. لیزرهای اگزایمر که در اشعه ماوراء بنفش عمیق کار می کنند، عمدتاً برای فوتوابلیشن با طول موج های حدود 200 نانومتر استفاده می شوند. عمق جذب انرژی لیزر و مقدار ماده حذف شده توسط یک پالس لیزر به خواص نوری ماده و همچنین طول موج لیزر و مدت زمان پالس بستگی دارد. جرم کل حذف شده توسط هر پالس، که معمولا به عنوان نرخ فرسایش نامیده می شود، به طور قابل توجهی تحت تاثیر ویژگی های لیزر مانند سرعت اسکن پرتو و همپوشانی خط اسکن است.

انواع تکنولوژی پاکسازی لیزری

  • تمیز کردن با لیزر خشک: این روش شامل تابش لیزر پالسی مستقیم بر روی قطعه کار است که باعث جذب انرژی زیرلایه یا آلاینده‌های سطحی و افزایش دما می‌شود و در نتیجه انبساط حرارتی یا لرزش زیرلایه ایجاد می‌شود و منجر به جدا شدن آنها می‌شود. این می تواند به دو صورت اتفاق بیفتد: یا آلودگی های سطحی با جذب لیزر گسترش می یابند یا بستر به دلیل گرمای ناشی از لیزر می لرزد.
  • تمیز کردن مرطوب با لیزر: قبل از تابش لیزر پالسی، یک فیلم مایع روی سطح قطعه کار اعمال می شود. افزایش سریع دمای لایه مایع تحت تأثیر لیزر باعث تبخیر آن می شود و موج ضربه ای ایجاد می کند که بر ذرات آلاینده تأثیر می گذارد و آنها را از بستر خارج می کند. این روش مستلزم آن است که بستر و فیلم مایع واکنش نشان ندهند، بنابراین محدوده مواد قابل اجرا محدود می شود.
  • تمیز کردن موج شوک پلاسمایی القا شده با لیزر: هنگامی که پرتو لیزر هوا را در طول تابش یونیزه می کند، یک موج ضربه پلاسمای کروی ایجاد می شود. موج شوک بر روی سطح قطعه کار که قرار است تمیز شود ضربه می زند و انرژی آزاد می کند که آلاینده ها را بدون تأثیر بر بستر حذف می کند. این روش می‌تواند ذرات آلاینده را تا قطر ده‌ها نانومتر تمیز کند و با طول موج لیزر محدود نمی‌شود.

اصول فیزیکی تمیز کردن پلاسما را می توان به شرح زیر خلاصه کرد:

  1.  پرتو لیزر ساطع شده توسط لیزر توسط لایه آلاینده روی سطح تحت درمان جذب می شود.
  2.  جذب انرژی بالا باعث ایجاد پلاسمای سریع در حال انبساط (گاز بسیار یونیزه و ناپایدار) می شود و موج ضربه ای ایجاد می کند.
  3.  موج شوک آلاینده ها را تکه تکه می کند و سپس به بیرون پرتاب می شود.
  4.  عرض پالس نور باید به اندازه کافی کوتاه باشد تا از تجمع حرارتی که می تواند به سطح تحت درمان آسیب برساند جلوگیری شود.
    ه) آزمایش ها نشان می دهد که وقتی اکسید روی سطح فلز وجود دارد، پلاسما در سطح مشترک فلز تشکیل می شود.

پلاسما تنها زمانی تولید می شود که چگالی انرژی از یک آستانه فراتر رود که بستگی به حذف آلودگی یا لایه اکسیدی دارد. این اثر آستانه برای تمیز کردن موثر و در عین حال اطمینان از ایمنی مواد بستر ضروری است. آستانه دوم برای تشکیل پلاسما وجود دارد. بیش از حد آن می تواند به بستر آسیب برساند. برای اطمینان از تمیز کردن مؤثر بدون آسیب رساندن به زیرلایه، پارامترهای لیزر باید طوری تنظیم شوند که چگالی انرژی پالس به شدت بین دو آستانه باشد.

در ابتدا، این سه نوع فناوری تمیز کردن لیزری برای تمیز کردن ذرات میکروسکوپی از ویفرهای نیمه هادی توسعه یافتند و در کنار پیشرفت فناوری نیمه هادی پدیدار شدند. با این حال، تمیز کردن لیزر از آن زمان در زمینه‌های دیگری مانند تمیز کردن قالب‌های لاستیک، حذف رنگ از پوست هواپیما و بازسازی سطوح آثار فرهنگی استفاده شده است.

کاربردهای فناوری پاکسازی لیزری

آشنایی با اصول و کاربردهای فناوری پاکسازی لیزری | لیزرچین

میدان نیمه هادی

تمیز کردن ویفرهای نیمه هادی و بسترهای نوری شامل فرآیندهای مشابهی است: شکل دادن به مواد خام از طریق برش، آسیاب و روش های دیگر. در طی این فرآیندها، آلاینده های ذرات معلق وارد می شوند که به سختی حذف می شوند و خطر جدی آلودگی مجدد را به همراه دارند. آلاینده های روی سطح ویفرهای نیمه هادی می توانند بر کیفیت چاپ صفحه مدار تأثیر بگذارند و طول عمر تراشه های نیمه هادی را کاهش دهند. آلاینده‌های روی لایه‌های نوری می‌توانند بر کیفیت دستگاه‌ها و پوشش‌های نوری تأثیر بگذارند و به طور بالقوه منجر به توزیع نابرابر انرژی و کاهش طول عمر شوند.

از آنجایی که لیزر خشک می تواند به راحتی به بستر آسیب برساند، استفاده از آن در تمیز کردن ویفرهای نیمه هادی و زیرلایه های نوری محدود است. تمیز کردن لیزر مرطوب و تمیز کردن امواج پلاسمایی ناشی از لیزر با موفقیت بیشتری در این زمینه اعمال شده است.

زمینه مواد فلزی

تمیز کردن سطوح مواد فلزی شامل آلاینده هایی در محدوده ماکروسکوپی است، برخلاف موارد میکروسکوپی که در ویفرهای نیمه هادی و بسترهای نوری یافت می شود. آلاینده‌های سطوح فلزی معمولاً شامل لایه‌های اکسیدی (زنگ)، لایه‌های رنگ، پوشش‌ها و چسبندگی‌های دیگر هستند که می‌توانند آلی (رنگ، ​​پوشش‌ها) یا غیرآلی (زنگ) باشند.

تمیز کردن آلاینده های سطح فلز عمدتاً برای آماده سازی برای پردازش یا استفاده بعدی انجام می شود. به عنوان مثال، قبل از جوشکاری قطعات آلیاژ تیتانیوم، لازم است یک لایه اکسید با ضخامت حدود 10 میکرومتر برداشته شود، یا هنگام تعمیرات اساسی هواپیما، لایه رنگ اصلی را از روی پوست برای رنگ آمیزی مجدد جدا کنید. تمیز کردن منظم قالب های لاستیک برای حذف ذرات لاستیک چسبیده نیز برای حفظ تمیزی سطح ضروری است که کیفیت لاستیک های تولید شده و طول عمر قالب ها را تضمین می کند. از آنجایی که آستانه آسیب مواد فلزی بالاتر از آستانه تمیز کردن لیزر برای آلاینده‌های سطحی آن‌ها است، انتخاب دستگاه لیزر پاک‌کننده با توان مناسب می‌تواند به نتایج خوبی دست یابد و این امر با موفقیت در زمینه‌های مختلف اعمال شده است.

فناوری تمیز کردن لیزری یک تکنیک پیشرفته با تحقیقات گسترده و چشم‌انداز کاربردی در زمینه‌های پیشرفته مانند هوافضا، تجهیزات نظامی و الکترونیک است. کاربردهای آن به لطف کارایی، سازگاری با محیط زیست و نتایج تمیزکننده موثر در حال گسترش است. این فناوری نه تنها برای آن به خوبی تثبیت شده است حذف رنگ و زدودن زنگ اما در سال های اخیر برای تمیز کردن لایه های اکسید روی سیم های فلزی نیز گزارش شده است. گسترش کاربردهای فعلی و اکتشاف زمینه های جدید، پایه و اساس توسعه فناوری تمیز کردن لیزر را ایجاد می کند. توسعه و تنوع تجهیزات جدید تمیز کردن لیزر، از جمله ماشین‌هایی که کاربردهای متعددی را پوشش می‌دهند و آن‌هایی که برای اهداف خاص طراحی شده‌اند، ادامه دارد. ادغام آینده با روبات‌های صنعتی برای دستیابی به تمیز کردن لیزری کاملاً خودکار نیز یک جهت امیدوارکننده است.

روند توسعه فناوری تمیز کردن لیزر

  • تقویت تحقیقات نظری در تمیز کردن لیزر برای هدایت کاربرد آن. بررسی ادبیات گسترده نشان می‌دهد که هیچ سیستم نظری بالغی وجود ندارد که از فناوری تمیز کردن لیزر پشتیبانی کند، و بیشتر تحقیقات تجربی هستند. ایجاد یک سیستم نظری برای بلوغ بیشتر فناوری تمیز کردن لیزری اساسی است.
  • گسترش برنامه های کاربردی در زمینه های موجود و کاوش در زمینه های جدید. فناوری تمیز کردن لیزر در کاربردهایی مانند حذف رنگ و زنگ زدگی به بلوغ رسیده است و گزارش‌های اخیر استفاده از آن را در تمیز کردن لایه‌های اکسید روی سیم‌های فلزی برجسته کرده‌اند. رشد کاربردهای آن هم در حوزه های موجود و هم در زمینه های جدید، زمینه مساعدی برای توسعه فناوری است.
  • توسعه ماشین‌های تمیزکننده لیزری جدید. تجهیزات آینده احتمالاً متنوع خواهند شد، به طوری که برخی از ماشین‌ها چندین کاربرد را پوشش می‌دهند، مانند یک ماشین منفرد که قادر به حذف رنگ و زنگ زدگی است، و برخی دیگر برای کارهای خاص طراحی شده‌اند، شاید نیاز به جک سفارشی یا فیبر نوری برای تمیز کردن آلاینده‌ها در فضاهای کوچک داشته باشند. همکاری با ربات‌های صنعتی برای دستیابی به تمیز کردن لیزری کاملاً خودکار یکی دیگر از جهت‌گیری‌های کاربردی داغ است.

نتیجه

فناوری تمیز کردن لیزر، که توسط دستگاه تمیزکننده لیزری نشان داده می‌شود، نمونه درخشانی از نوآوری مدرن است که طیف وسیعی از مزایایی را ارائه می‌دهد که روش‌های تمیز کردن سنتی نمی‌توانند با آن‌ها مطابقت داشته باشند. با توسعه مداوم تجهیزات جدید تمیز کردن لیزر و گسترش کاربردهای آن در بخش های جدید، آینده فرآیندهای تمیز کردن روشن به نظر می رسد. مانند ليزرچين مهندسان همچنان در این زمینه پیشگام هستند، ما می توانیم انتظار داشته باشیم که تمیز کردن لیزر به یک عنصر اصلی در صنایع با دقت بالا تبدیل شود و استاندارد جدیدی برای تمیزی، کارایی و مسئولیت زیست محیطی ایجاد کند.

برای راه حل های لیزر تماس بگیرید

با بیش از دو دهه تخصص در لیزر و طیف وسیعی از محصولات شامل اجزای جداگانه تا ماشین آلات کامل، شریک نهایی شما برای رفع تمام نیازهای مرتبط با لیزر شما است.

پست‌های مرتبط

پاسخ دهید

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخشهای موردنیاز علامتگذاری شدهاند *