Az 1980-as években a félvezetőipar rohamos fejlődése magasabb követelményeket támaszt a szilícium ostya maszkok felületén lévő szennyezett részecskék tisztítási technológiájával szemben. A legfontosabb szempont a szennyezett részecskék és a szubsztrátum közötti nagy adszorpciós erő leküzdése. A hagyományos vegyszeres, mechanikus tisztítási és ultrahangos tisztítási módszerek nem tudják kielégíteni az igényeket, míg a lézeres tisztítás megoldja az ilyen szennyezési problémákat, és a kapcsolódó kutatások és alkalmazások rohamosan fejlődtek. 1987-ben benyújtották az első szabadalmi bejelentést a lézeres tisztításra.
Az 1990-es évekbe lépés után Zapka et al. sikeresen alkalmazta a lézeres tisztítási technológiát a félvezető gyártási folyamatokban, eltávolította a maszk felületén lévő mikrorészecskéket, és elérte a lézeres tisztítási technológia korai alkalmazását az ipari területen. 1995-ben a kutatók sikeresen megtisztították a repülőgép törzsfestékét 2 kW-os TEA-CO2 lézerrel. A 21. századba lépést követően az Ultrashort impulzuslézerek rohamos fejlődésével fokozatosan megnőtt a lézeres tisztítási technológia hazai és külföldi kutatása és alkalmazása, a fémanyagfelületek tisztítására fókuszálva. A tipikus külföldi alkalmazások közé tartozik a repülőgép karosszériafestékének eltávolítása, a penészfelület olajfoltok eltávolítása, a motor belső szénlerakódásának eltávolítása és az illesztési felületek hegesztés előtti tisztítása.
Az acélt legszélesebb körben használják az iparban, például az autóhegesztésben, a hajógyártásban, a festésben és a turbinalapátok gyártásában. A lézeres tisztítási technológia képes eltávolítani a rozsdát, a festéket és a szennyeződést az acél alkatrészek felületéről, ezzel biztosítva a hegesztési minőséget és a festési hatást. Lézeres tisztítási technológiát alkalmaztak a tengeri szénacél lemezek felületének hegesztés előtti tisztítására. A kutatási eredmények azt mutatták, hogy a lézeres tisztítás munkasebessége 1000 mm/percre növelhető az átlagos teljesítmény növelésével vagy a lézerfényforrás növelésével. A lézeres abláció mechanizmusa fizikai és kémiai hatásokat, valamint rugalmas vibrációs hatásokat foglal magában.
Különböző lézerenergia-sűrűség esetén a két hatás eltérő mértékben befolyásolja a tisztító mechanizmust. Megtalálták a lézerindukált plazma lökéshullámok csillapító oszcillációs terjedési törvényét anyagokban, és létrehoztak egy online monitorozó rendszert a lézeres tisztítási folyamathoz. Megállapították az oxideltávolítási fok, a plazma fényintenzitása és a hanghullám időtartama közötti összefüggést. A felületi rozsda teljes eltávolítása mellett a lézer nagyon vékony keményedő réteget is képezhet a hordozó felületén. A keményedő réteg hatékonyan javíthatja a szénacél felületének keménységét, felületerősítő szerepet tölthet be, és bizonyos mértékig megvédheti a szénacélt.
A lézeres tisztítási technológia nemcsak az alumíniumötvözet hegesztés előtti felülettisztítására alkalmazható, hanem az alumíniumötvözet ragasztása előtti felületkezelésre is. Hasonló tanulmányok összehasonlították az alacsony nyomású plazmakezelés és a lézeres tisztítás hatását a ragasztóhézagok nyírószilárdságára. Az eredmények azt mutatják, hogy a lézeres tisztító minták átlagos nyírószilárdsága 19,35 MPa, ami körülbelül 5 MPa-val magasabb, mint a plazmakezelésnél.
A lézeres tisztítás során a megfelelő paramétereket kell kiválasztani, például a lézer hullámhosszát, impulzusszélességét és impulzusfrekvenciáját a különböző tisztítóobjektumok alapján. A bevonatok és kis részecskék lézeres tisztításával kapcsolatos hazai és külföldi kutatások túlnyomó többsége az 1064 nm hullámhosszú nanoszekundumos impulzusszálas lézereket választotta. A lézerimpulzus-frekvenciában azonban jelentős különbség van a kettő között. Az előbbi impulzusfrekvenciája több ezer-több tíz kilohertz, a felületi érdesség tisztítás után elérheti az 1 μ-t. Az utóbbi néhány hertz és több tíz hertz közötti tartományban koncentrálódik, 90 százalék feletti eltávolítási rátával. .
A hazai tudósok viszonylag későn végeztek kutatásokat a lézeres tisztítás területén, amihez maguknak a rövid impulzusú lézereknek a magas költsége is társul, amelyek nagyobb tisztítási hatékonyságot igényelnek a gyakorlati alkalmazásokban való nagy érték eléréséhez. Ezért jelenleg nagyon kevés kapcsolódó alkalmazás létezik. Az elmúlt években Kínában egyes egyetemek, kutatóintézetek és vállalkozások egymás után végeztek kutatásokat a lézeres tisztítási technológia ipari alkalmazásáról, és lézeres tisztítóberendezéseket is gyártottak.
A Kínai Mérnöki Fizikai Akadémia kutatásokat végzett a gumiabroncs formákhoz használt formaleválasztó szerek eltávolításával, a repülőgép szárnyainak és védőburkolatainak (kompozit anyagok) és a tankpáncélzatnak a festék eltávolításával, valamint a tengeri alkatrészek rozsdamentesítésével kapcsolatban. A Suzhou Egyetem kutatásokat végzett az autóipari voluták rozsdamentesítésével, a pálya karbantartásával és a szennyeződés eltávolításával, valamint a szigetelő porcelánpalackok vízkő eltávolításával kapcsolatban.
A fentiek összefoglalják a lézeres tisztítás jelenlegi hazai és külföldi kutatási állását. Elméleti és technológiai szempontból, bár a lézeres tisztítás folyamatkutatásában hazai és nemzetközi szinten is nagyszámú kísérlet történt, a lézeres tisztítás elméleti és mechanizmuskutatása még mindig hiányos. Noha releváns fizikai modelleket hoztak létre, ezeknek a modelleknek még mindig vannak jelentős korlátai. A gyakorlati alkalmazás tekintetében jelentős szakadék tátong Kína és a külföldi országok között.
A HGTECH-ről
A HGTECH a lézeripari alkalmazások úttörője és vezetője Kínában, valamint a globális lézerfeldolgozási megoldások tekintélyes szállítója. Átfogóan tervezzük meg a lézeres intelligens berendezések, mérő- és automatizálási gyártósorok, valamint intelligens gyárak építését, hogy átfogó megoldást nyújtsunk az intelligens gyártáshoz.
Mélyen megragadjuk a feldolgozóipar fejlődési trendjét, folyamatosan gazdagítjuk a termékeket és megoldásokat, ragaszkodunk az automatizálás, az informatizálás, az intelligencia és a feldolgozóipar integrációjának feltárásához, és különféle iparágakat biztosítunk lézervágó rendszerekkel, lézerhegesztő rendszerekkel, lézeres jelölő sorozatokkal, lézeres textúrával komplett berendezések, lézeres hőkezelő rendszerek, lézerfúró gépek, lézerek és különféle tartóeszközök Speciális lézeres feldolgozó berendezések és plazmavágó berendezések, valamint automata gyártósorok és intelligens gyárak építésének átfogó terve.
