Как происходит очистка металла лазером

2 фото и 1 видео via

Эта технология уже не нова. Частенько попадаются ролики или рекламные предложения на эту тему. Но до сего момента я как то даже и не задумывался о физических принципах, на которых основан данный метод.

И вот как это действует ...

В обработке лазерными лучами не используется ни газ, ни жидкость, ни механический импульс, а применяется сила импульсов света. Это совершенно особый метод, который входит в категорию методов ударной обработки, поскольку здесь используется ионная бомбардировка. Именно механическое воздействие света, без использования и потребления абразивного материала является одной из оригинальных особенностей этой системы.

Только в конце 80-х годов специалисты занялись изучением возможности развития лазерных аппаратов для их использования в очистке поверхностей.

Очистка лазером основана на фотомеханической реакции, происходящей при взаимодействии между пучком света, исходящим из лазера в коротких импульсах высокой интенсивности и загрязняющим слоем (смазочные материалы, масла, окиси, краска, лак, нагар и т.д.).

Импульсы света, передаваемые лазером, поглощаются внешним слоем обрабатываемой поверхности. Мощная поглощенная энергия создает плазму (ионизированный несбалансированный газ), сильно сжатую, она разжимается, создавая ударную волну. Эта ударная волна расщепляет и удаляет тонкие частицы слоя загрязняющего вещества, которые подхватываются системой всасывания. Световой импульс достаточно короток для того, чтобы избежать возникновения термических явлений, которые могли бы повредить поверхность.

Для эффективной работы интенсивность энергии должна быть приспособлена и отрегулирована на уровне между двумя порогами:

- порог очистки, при котором в загрязняющем слое создается плазма,
- порог ущерба, при котором плазма начинает ухудшать субстрат.

Завершающая


Каждый импульс лазера удаляет некоторый слой загрязняющего вещества. Если слой толстый, для идеальной очистки основы потребуются несколько импульсов. Очень важный эффект, получаемый при сочетании двух порогов - самоограничение очистки: световые импульсы, плотность энергии которых превосходит первый порог, будут "рыть " грязь до основы. В этом месте, плотность их энергии ниже порога ущерба основы. Никакое взаимодействие в данном случае невозможно.

Эта способность дозировки (определяемая предварительными испытаниями) делает из метода лазерной обработки, спектрально избирательную технологию, которая позволяет на одной и той же поверхности воздействовать на определенные вещества сильнее, чем на другие.