अलिकडच्या वर्षांत, लेझर क्लीनिंग हे औद्योगिक उत्पादन क्षेत्रातील संशोधनाच्या प्रमुख विषयांपैकी एक बनले आहे, ज्यामध्ये प्रक्रिया, सिद्धांत, उपकरणे आणि अनुप्रयोग यांचा समावेश आहे. औद्योगिक अनुप्रयोगांमध्ये, लेझर क्लीनिंग तंत्रज्ञानाने मोठ्या संख्येने विविध सब्सट्रेट पृष्ठभाग विश्वसनीयपणे स्वच्छ केले आहेत, ज्यामध्ये स्टील, ॲल्युमिनियम, टायटॅनियम, काच आणि संमिश्र साहित्य इत्यादी वस्तूंचा समावेश आहे. याच्या अनुप्रयोगांमध्ये एरोस्पेस, विमानचालन, जहाजबांधणी, हाय-स्पीड रेल्वे, ऑटोमोटिव्ह, मोल्ड, अणुऊर्जा आणि सागरी यांसारख्या उद्योगांचा समावेश आहे.
१९६० च्या दशकापासून अस्तित्वात असलेल्या लेझर स्वच्छता तंत्रज्ञानाचे फायदे म्हणजे उत्तम स्वच्छता परिणाम, अनुप्रयोगांची विस्तृत श्रेणी, उच्च अचूकता, बिनसंपर्क आणि सुलभता. औद्योगिक उत्पादन, निर्मिती आणि देखभाल यांसारख्या क्षेत्रांमध्ये याला अनुप्रयोगाची मोठी संधी आहे. यामुळे पारंपरिक स्वच्छता पद्धतींची जागा अंशतः किंवा पूर्णपणे घेतली जाईल आणि हे २१ व्या शतकातील सर्वात आश्वासक हरित स्वच्छता तंत्रज्ञान बनेल अशी अपेक्षा आहे.
लेझर साफसफाई पद्धत
लेझर स्वच्छता प्रक्रिया अत्यंत गुंतागुंतीची असून, त्यात पदार्थ काढून टाकण्याच्या विविध यंत्रणांचा समावेश असतो. एका लेझर स्वच्छता पद्धतीमध्ये, स्वच्छता प्रक्रियेदरम्यान एकाच वेळी विविध यंत्रणा अस्तित्वात असू शकतात, ज्या प्रामुख्याने लेझर आणि पदार्थ यांच्यातील आंतरक्रियेमुळे घडतात. यामध्ये पदार्थाच्या पृष्ठभागाचे क्षरण, विघटन, आयनीकरण, ऱ्हास, वितळणे, ज्वलन, बाष्पीभवन, कंपन, स्फुटन, प्रसरण, आकुंचन, स्फोट, पापुद्रा निघणे, गळणे आणि इतर भौतिक व रासायनिक बदलांच्या प्रक्रियेचा समावेश होतो.
सध्या, लेझर स्वच्छतेच्या मुख्य तीन पद्धती आहेत: लेझर ॲब्लेशन क्लीनिंग, लिक्विड फिल्म-असिस्टेड लेझर क्लीनिंग आणि लेझर शॉक वेव्ह क्लीनिंग पद्धती.
लेझर ॲब्लेशन स्वच्छता पद्धत
मुख्य पद्धतशीर यंत्रणांमध्ये औष्णिक प्रसरण, बाष्पीभवन, क्षरण आणि प्रावस्था स्फोट यांचा समावेश होतो. लेझर थेट सब्सट्रेटच्या पृष्ठभागावरून काढायच्या असलेल्या पदार्थावर कार्य करतो आणि सभोवतालची परिस्थिती हवा, विरल वायू किंवा निर्वात असू शकते. कार्यान्वयनाच्या अटी सोप्या आहेत आणि विविध प्रकारचे लेप, रंग, कण किंवा घाण काढण्यासाठी याचा सर्वाधिक वापर केला जातो. खालील आकृती लेझर क्षरण स्वच्छता पद्धतीची प्रक्रिया आकृती दर्शवते.
जेव्हा पदार्थाच्या पृष्ठभागावर लेझरचा मारा होतो, तेव्हा सब्सट्रेट आणि क्लिनिंग मटेरियलमध्ये प्रथम औष्णिक प्रसरण होते. क्लिनिंग मटेरियलसोबत लेझरच्या आंतरक्रियेचा कालावधी वाढल्याने, जर तापमान क्लिनिंग मटेरियलच्या कॅव्हिटेशन थ्रेशोल्डपेक्षा कमी असेल, तर क्लिनिंग मटेरियलमध्ये केवळ भौतिक बदलाची प्रक्रिया होते. क्लिनिंग मटेरियल आणि सब्सट्रेटच्या औष्णिक प्रसरण गुणांकातील फरकामुळे इंटरफेसवर दाब निर्माण होतो, ज्यामुळे क्लिनिंग मटेरियल वाकते, सब्सट्रेटच्या पृष्ठभागापासून फाटते, त्याला तडे जातात, यांत्रिकरित्या ते तुटते, कंपनामुळे ते चुरा होते, इत्यादी. शेवटी, जेटद्वारे किंवा सब्सट्रेटच्या पृष्ठभागावरून क्लिनिंग मटेरियल काढून टाकले जाते.
जर तापमान स्वच्छ करणाऱ्या पदार्थाच्या गॅसिफिकेशन थ्रेशोल्ड तापमानापेक्षा जास्त असेल, तर दोन परिस्थिती उद्भवतील: १) स्वच्छ करणाऱ्या पदार्थाचा अॅब्लेशन थ्रेशोल्ड सब्सट्रेटपेक्षा कमी असेल; २) स्वच्छ करणाऱ्या पदार्थाचा अॅब्लेशन थ्रेशोल्ड सब्सट्रेटपेक्षा जास्त असेल.
स्वच्छता सामग्रीच्या या दोन अवस्था म्हणजे वितळणे, कॅव्हिटेशन आणि ॲब्लेशन आणि इतर भौतिक-रासायनिक बदल, स्वच्छता यंत्रणा अधिक गुंतागुंतीची आहे, औष्णिक परिणामांव्यतिरिक्त, त्यात स्वच्छता सामग्री आणि सब्सट्रेट्समधील आण्विक बंधांचे तुटणे, स्वच्छता सामग्रीचे विघटन किंवा ऱ्हास, प्रावस्था स्फोट, स्वच्छता सामग्रीचे वायूकरण आणि तात्काळ आयनीकरण, प्लाझ्माची निर्मिती यांचाही समावेश असू शकतो.
(1)लिक्विड फिल्मच्या साहाय्याने लेझर क्लीनिंग
पद्धतीच्या कार्यप्रणालीमध्ये प्रामुख्याने द्रव फिल्म उकळणे, बाष्पीभवन आणि कंपन इत्यादींचा समावेश होतो. याच्या वापरासाठी योग्य लेझर तरंगलांबी निवडणे आवश्यक असते, जेणेकरून लेझर ॲब्लेशन स्वच्छता प्रक्रियेतील आघाती दाबाची कमतरता भरून काढता येईल आणि स्वच्छ करण्यास अधिक कठीण असलेल्या काही वस्तू काढण्यासाठी याचा उपयोग केला जाऊ शकतो.
खालील आकृतीत दाखवल्याप्रमाणे, स्वच्छ करायच्या वस्तूच्या पृष्ठभागावर आधीच द्रवरूप पातळ थर (पाणी, इथेनॉल किंवा इतर द्रव) पसरवला जातो आणि नंतर त्यावर लेझरचा मारा केला जातो. द्रवरूप पातळ थर लेझर ऊर्जा शोषून घेतो, ज्यामुळे द्रवरूप माध्यमाचा जोरदार स्फोट होतो. उकळत्या द्रवाच्या स्फोटामुळे होणारी प्रचंड हालचाल आणि त्यातून मिळणारी ऊर्जा पृष्ठभागावरील स्वच्छ करणाऱ्या पदार्थांमध्ये हस्तांतरित होते. यातील उच्च क्षणिक स्फोटक शक्ती पृष्ठभागावरील घाण काढून टाकून स्वच्छतेचा उद्देश साध्य करण्यासाठी पुरेशी असते.
लिक्विड फिल्म-असिस्टेड लेझर क्लीनिंग पद्धतीचे दोन तोटे आहेत.
किचकट प्रक्रिया आणि प्रक्रियेवर नियंत्रण ठेवणे कठीण.
लिक्विड फिल्मच्या वापरामुळे, साफसफाईनंतर सब्सट्रेटच्या पृष्ठभागाची रासायनिक रचना सहजपणे बदलते आणि नवीन पदार्थ तयार होतात.
(1)लेझर शॉक वेव्ह प्रकारची स्वच्छता पद्धत
प्रक्रियेचा दृष्टिकोन आणि कार्यप्रणाली पहिल्या दोन पद्धतींपेक्षा खूप वेगळी आहे. यातील कार्यप्रणाली मुख्यत्वे शॉक वेव्ह फोर्स रिमूव्हलवर आधारित आहे. स्वच्छ केल्या जाणाऱ्या वस्तू प्रामुख्याने कण असतात आणि ही प्रक्रिया मुख्यत्वे (सब-मायक्रॉन किंवा नॅनोस्केल) कण काढून टाकण्यासाठी वापरली जाते. प्रक्रियेच्या आवश्यकता खूप कडक आहेत; हवेचे आयनीकरण करण्याची क्षमता सुनिश्चित करणे, तसेच लेझर आणि सब्सट्रेटमध्ये योग्य अंतर राखणे आवश्यक आहे, जेणेकरून कणांवर पडणाऱ्या आघाती शक्तीची क्रिया पुरेशी मोठी असेल.
लेझर शॉक वेव्ह क्लीनिंग प्रक्रियेची योजनाबद्ध आकृती खाली दर्शविली आहे. लेझर सब्सट्रेटच्या पृष्ठभागाच्या समांतर दिशेने सोडला जातो आणि सब्सट्रेटच्या संपर्कात येत नाही. वर्कपीस किंवा लेझर हेड हलवून लेझरच्या आउटपुटजवळ असलेल्या कणावर लेझर फोकस समायोजित केला जातो. या फोकस बिंदूवर हवेच्या आयनीकरणाची घटना घडते, ज्यामुळे शॉक वेव्ह्स निर्माण होतात. या शॉक वेव्ह्स वेगाने गोलाकार विस्तारतात आणि कणांच्या संपर्कात येईपर्यंत पसरतात. जेव्हा कणावरील शॉक वेव्हच्या आडव्या घटकाची क्षणिक शक्ती, उभ्या घटकाच्या क्षणिक शक्तीपेक्षा आणि कण चिकटण्याच्या शक्तीपेक्षा जास्त असते, तेव्हा तो कण घरंगळत जाऊन वेगळा होतो.
लेझर स्वच्छता तंत्रज्ञान
लेझर साफसफाईची यंत्रणा प्रामुख्याने वस्तूच्या पृष्ठभागावर लेझर ऊर्जेचे शोषण, किंवा बाष्पीभवन आणि उत्थापन, किंवा तात्कालिक औष्णिक प्रसरण यानंतर पृष्ठभागावरील कणांचे अधिशोषण दूर करण्यावर आधारित आहे, जेणेकरून वस्तू पृष्ठभागावरून वेगळी होते आणि मग साफसफाईचा उद्देश साध्य होतो.
ढोबळमानाने सारांशित केल्यास: १. लेझर बाष्प विघटन, २. लेझर स्ट्रिपिंग, ३. धुळीच्या कणांचे औष्णिक प्रसरण, ४. सब्सट्रेट पृष्ठभागाचे कंपन आणि कणांचे कंपन हे चार पैलू.
पारंपारिक स्वच्छता प्रक्रियेच्या तुलनेत, लेझर स्वच्छता तंत्रज्ञानामध्ये खालील वैशिष्ट्ये आहेत.
१. ही एक "कोरडी" स्वच्छता आहे, यात कोणतेही स्वच्छता द्रावण किंवा इतर रासायनिक द्रावण वापरले जात नाही आणि रासायनिक स्वच्छता प्रक्रियेपेक्षा यातील स्वच्छता खूपच जास्त असते.
२. घाण काढण्याची व्याप्ती आणि लागू होणाऱ्या पृष्ठभागांची श्रेणी खूप विस्तृत आहे, आणि
३. लेझर प्रक्रिया पॅरामीटर्सच्या नियमनाद्वारे, दूषित घटक प्रभावीपणे काढून टाकण्याच्या आधारावर सब्सट्रेटच्या पृष्ठभागाला नुकसान पोहोचू दिले जात नाही, ज्यामुळे पृष्ठभाग अगदी नवीनसारखा होतो.
४. लेझर क्लीनिंगची प्रक्रिया सहजपणे स्वयंचलित केली जाऊ शकते.
५. लेझर निर्जंतुकीकरण उपकरणे दीर्घकाळ वापरता येतात, तसेच त्यांचा परिचालन खर्च कमी असतो.
६. लेझर स्वच्छता तंत्रज्ञान ही एक हरित स्वच्छता प्रक्रिया आहे, ज्यामुळे निर्माण होणारा कचरा घन पावडरच्या स्वरूपात असतो, तो लहान आकाराचा असून साठवायला सोपा असतो आणि त्यामुळे मूलतः पर्यावरणाचे प्रदूषण होत नाही.
१९८० च्या दशकात सेमीकंडक्टर उद्योगाच्या जलद विकासामुळे सिलिकॉन वेफर मास्कच्या पृष्ठभागावरील दूषित कणांच्या साफसफाईच्या तंत्रज्ञानासाठी उच्च आवश्यकता निर्माण झाल्या. सूक्ष्म कण आणि सब्सट्रेट यांच्यातील प्रचंड शोषण शक्तीवर मात करणे हा मुख्य मुद्दा होता. पारंपरिक रासायनिक साफसफाई, यांत्रिक साफसफाई, अल्ट्रासोनिक साफसफाई पद्धती ही मागणी पूर्ण करू शकत नव्हत्या, आणि लेझर साफसफाई अशा प्रदूषणाच्या समस्या सोडवू शकते, त्यामुळे संबंधित संशोधन आणि अनुप्रयोग वेगाने विकसित झाले आहेत.
१९८७ मध्ये, लेझर क्लीनिंगवरील पेटंट अर्ज पहिल्यांदा सादर झाला. १९९० च्या दशकात, झाप्काने सेमीकंडक्टर उत्पादन प्रक्रियेमध्ये मास्कच्या पृष्ठभागावरील सूक्ष्म कण काढून टाकण्यासाठी लेझर क्लीनिंग तंत्रज्ञानाचा यशस्वीपणे वापर केला, ज्यामुळे औद्योगिक क्षेत्रात लेझर क्लीनिंग तंत्रज्ञानाचा सुरुवातीचा वापर साकार झाला. १९९५ मध्ये, संशोधकांनी २ किलोवॅट क्षमतेच्या TEA-CO2 लेझरचा वापर करून विमानांच्या बाह्य आवरणावरील (फ्युजलेजवरील) रंग काढण्याचे काम यशस्वीपणे पूर्ण केले.
२१ व्या शतकात प्रवेश केल्यानंतर, अल्ट्रा-शॉर्ट पल्स लेझर्सच्या वेगवान विकासामुळे, धातूंच्या पृष्ठभागावर लक्ष केंद्रित करून, लेझर क्लीनिंग तंत्रज्ञानाचे देश-विदेशातील संशोधन आणि वापर हळूहळू वाढला. विमानांच्या मुख्य भागावरील रंग काढणे, मोल्डच्या पृष्ठभागावरील ग्रीस काढणे, इंजिनमधील कार्बन काढणे आणि वेल्डिंगपूर्वी सांध्यांचा पृष्ठभाग स्वच्छ करणे हे याचे काही ठळक परदेशी उपयोग आहेत. अमेरिकेच्या एडिसन वेल्डिंग इन्स्टिट्यूटने FG16 लढाऊ विमानाची लेझरने स्वच्छता केली असता, १ किलोवॅट लेझर पॉवरवर प्रति मिनिट २.३६ घन सेंटीमीटर पृष्ठभाग स्वच्छ झाला.
हे नमूद करण्यासारखे आहे की, प्रगत संमिश्र भागांवरील लेझर पेंट काढण्याचे संशोधन आणि उपयोजन हा देखील एक प्रमुख चर्चेचा विषय आहे. यूएस नेव्हीच्या HG53, HG56 हेलिकॉप्टरच्या प्रोपेलर ब्लेड्सवर आणि F16 फायटर जेटच्या सपाट शेपटी व इतर संमिश्र पृष्ठभागांवर लेझर पेंट काढण्याचे उपयोजन साकारले गेले आहे, तर चीनमध्ये विमानांच्या उपयोगातील संमिश्र सामग्रीच्या बाबतीत उशीर झाला आहे, त्यामुळे असे संशोधन मूलतः दुर्लक्षित आहे.
याव्यतिरिक्त, जोड जोडण्यापूर्वी सीएफआरपी कंपोझिटच्या पृष्ठभागावर लेझर क्लीनिंग तंत्रज्ञानाचा वापर करून जोडाची मजबुती वाढवणे, हा देखील सध्याच्या संशोधनाचा एक केंद्रबिंदू आहे. ॲडॅप्ट लेझर कंपनीने ऑडी टीटी कारच्या उत्पादन लाइनला हलक्या वजनाच्या ॲल्युमिनियम मिश्रधातूच्या डोअर फ्रेमवरील ऑक्साईड फिल्मचा पृष्ठभाग स्वच्छ करण्यासाठी फायबर लेझर क्लीनिंग उपकरणे पुरवली. रोल्स-रॉइस यूकेने टायटॅनियम एअरो-इंजिनच्या घटकांवरील ऑक्साईड फिल्म स्वच्छ करण्यासाठी लेझर क्लीनिंगचा वापर केला.
गेल्या दोन वर्षांत लेझर स्वच्छता तंत्रज्ञानाचा वेगाने विकास झाला आहे. लेझर स्वच्छता प्रक्रियेचे मापदंड आणि स्वच्छता यंत्रणा असो, स्वच्छता वस्तूंचे संशोधन असो किंवा उपयोजनाचे संशोधन असो, या सर्व क्षेत्रांत मोठी प्रगती झाली आहे. लेझर स्वच्छता तंत्रज्ञानावर बरेच सैद्धांतिक संशोधन झाल्यानंतर, त्याच्या संशोधनाचा भर सातत्याने उपयोजनाच्या संशोधनाकडे झुकत आहे आणि उपयोजनामध्ये आश्वासक परिणाम दिसून येत आहेत. भविष्यात, सांस्कृतिक अवशेष आणि कलाकृतींच्या संरक्षणासाठी लेझर स्वच्छता तंत्रज्ञानाचा अधिक व्यापकपणे वापर केला जाईल आणि त्याची बाजारपेठ खूप विस्तृत आहे. विज्ञान आणि तंत्रज्ञानाच्या विकासाबरोबर, उद्योगात लेझर स्वच्छता तंत्रज्ञानाचा वापर प्रत्यक्षात येत आहे आणि त्याच्या उपयोजनाची व्याप्ती अधिकाधिक विस्तारत आहे.
मेव्हेन लेझर ऑटोमेशन कंपनी गेल्या १४ वर्षांपासून लेझर उद्योगात कार्यरत आहे. आम्ही लेझर मार्किंगमध्ये विशेषज्ञ आहोत. आमच्याकडे मशीन कॅबिनेट लेझर क्लीनिंग मशीन, ट्रॉली केस लेझर क्लीनिंग मशीन, बॅकपॅक लेझर क्लीनिंग मशीन आणि थ्री-इन-वन लेझर क्लीनिंग मशीन आहेत. याव्यतिरिक्त, आमच्याकडे लेझर वेल्डिंग मशीन, लेझर कटिंग मशीन आणि लेझर मार्किंग एनग्रेव्हिंग मशीन देखील आहेत. जर तुम्हाला आमच्या मशीनमध्ये रस असेल, तर तुम्ही आम्हाला फॉलो करू शकता आणि आमच्याशी निःसंकोचपणे संपर्क साधू शकता.
पोस्ट करण्याची वेळ: १४ नोव्हेंबर २०२२
