Il-manifattura ta 'livell għoli u l-konservazzjoni tal-enerġija u t-tnaqqis tal-emissjonijiet għandhom ħtieġa dejjem aktar urġenti għal proċessi avvanzati.F'termini ta 'trattament tal-wiċċ industrijali, hemm ħtieġa urġenti għal aġġornament komprensiv tat-teknoloġija u l-proċessi.Proċessi tradizzjonali tat-tindif industrijali, bħal tindif bil-frizzjoni mekkanika, tindif tal-korrużjoni kimika, tindif b'impatt qawwi, tindif ultrasoniku ta 'frekwenza għolja, mhux biss għandhom ċikli twal ta' tindif, iżda huma diffiċli biex jiġu awtomatizzati, għandhom effetti ta 'ħsara fuq l-ambjent, u jonqsu milli jiksbu l- effett mixtieq tat-tindif.Ma tistax tissodisfa sew il-ħtiġijiet ta 'proċessar multa.
Magni tat-Tindif tal-Lejżer ta 'Preċiżjoni: Disturbi fit-Tindif Industrijali
Madankollu, bil-kontradizzjonijiet dejjem aktar prominenti bejn il-protezzjoni ambjentali, effiċjenza għolja u preċiżjoni għolja, metodi tradizzjonali ta 'tindif industrijali huma sfidati ħafna.Fl-istess ħin, ħarġu diversi teknoloġiji tat-tindif li jwasslu għall-protezzjoni ambjentali u adattati għal partijiet fil-qasam tal-ultra-finishing, u t-teknoloġija tat-tindif bil-lejżer hija waħda minnhom.
Kunċett tat-Tindif bil-Lejżer
It-tindif bil-lejżer huwa teknoloġija li juża lejżer iffukat biex jaġixxi fuq il-wiċċ ta 'materjal biex jivvaporizza jew jitqaxxar malajr il-kontaminanti fuq il-wiċċ, sabiex jitnaddaf il-wiċċ tal-materjal.Meta mqabbel ma 'diversi metodi tradizzjonali ta' tindif fiżiku jew kimiku, it-tindif bil-lejżer għandu l-karatteristiċi ta 'l-ebda kuntatt, l-ebda konsumabbli, l-ebda tniġġis, preċiżjoni għolja, l-ebda ħsara jew ħsara żgħira, u huwa għażla ideali għal ġenerazzjoni ġdida ta' teknoloġija tat-tindif industrijali.
Prinċipju ta 'Ħidma tal-Magni tat-Tindif bil-Lejżer
Il-prinċipju tal-magna tat-tindif bil-lejżer huwa aktar ikkumplikat, u jista 'jinkludi kemm proċessi fiżiċi kif ukoll kimiċi.F'ħafna każijiet, proċessi fiżiċi huma l-proċess ewlieni, akkumpanjati minn xi reazzjonijiet kimiċi.Il-proċessi ewlenin jistgħu jiġu kklassifikati fi tliet kategoriji, inkluż proċess ta 'gassifikazzjoni, proċess ta' xokk u proċess ta 'oxxillazzjoni.
Proċess ta' Gassifikazzjoni
Meta l-laser ta 'enerġija għolja jiġi irradjat fuq il-wiċċ tal-materjal, il-wiċċ jassorbi l-enerġija tal-laser u jikkonvertiha f'enerġija interna, sabiex it-temperatura tal-wiċċ togħla malajr u tilħaq 'il fuq mit-temperatura ta' vaporizzazzjoni tal-materjal, sabiex is-sustanzi li jniġġsu jkunu separati mill-wiċċ tal-materjal fil-forma ta 'fwar.Il-vaporizzazzjoni selettiva ġeneralment isseħħ meta r-rata ta 'assorbiment tad-dawl tal-lejżer minn kontaminanti tal-wiċċ hija ogħla b'mod sinifikanti minn dik tas-sottostrat.Każ ta 'applikazzjoni tipiku huwa t-tindif tal-ħmieġ fuq uċuħ tal-ġebel.Kif muri fil-figura hawn taħt, is-sustanzi li jniġġsu fuq il-wiċċ tal-ġebla għandhom assorbiment qawwi tal-lejżer u huma vaporizzati malajr.Meta l-inkwinanti jitneħħew u l-laser jiġi irradjat fuq il-wiċċ tal-ġebel, l-assorbiment huwa dgħajjef, aktar enerġija tal-laser hija mxerrda mill-wiċċ tal-ġebel, il-bidla fit-temperatura tal-wiċċ tal-ġebel hija żgħira, u l-wiċċ tal-ġebel huwa protett mill-ħsara.
Proċess tipiku bbażat fuq kimiċi jseħħ meta laser fil-medda ultravjola jintuża biex jitnaddfu kontaminanti organiċi, li tissejjaħ ablazzjoni bil-lejżer.Lejżers ultravjola għandhom wavelengths qosra u enerġija foton għolja.Pereżempju, il-lejżers excimer KrF għandhom wavelength ta '248 nm u enerġija foton għolja daqs 5 eV, li hija 40 darba ogħla mill-enerġija foton tal-lejżer CO2 (0.12 eV).Tali enerġija tal-fotoni għolja hija biżżejjed biex teqred ir-rabtiet molekulari tal-materja organika, sabiex CC, CH, CO, eċċ f'pollutanti organiċi jitkissru wara li jassorbu l-enerġija tal-fotoni tal-laser, li jirriżulta f'gassifikazzjoni tal-piroliżi u tneħħija mill-wiċċ.
Proċess ta 'Xokk
Il-proċess ta 'xokk huwa serje ta' reazzjonijiet li jseħħu matul l-interazzjoni bejn il-lejżer u l-materjal, u mbagħad tiġi ffurmata mewġa ta 'xokk fuq il-wiċċ tal-materjal.Taħt l-azzjoni tal-mewġa ta 'xokk, il-kontaminanti tal-wiċċ jitkissru u jsiru trab jew debris imqaxxar mill-wiċċ.Hemm ħafna mekkaniżmi li jikkawżaw mewġ ta 'xokk, inkluż plażma, fwar, u espansjoni u kontrazzjoni termali mgħaġġla.Bl-użu tal-mewġ ta 'xokk tal-plażma bħala eżempju, huwa possibbli li wieħed jifhem fil-qosor kif il-proċess ta' xokk fit-tindif bil-lejżer ineħħi l-kontaminanti tal-wiċċ.Bl-applikazzjoni ta 'wisa' ta 'polz ultra-qasir (ns) u lejżers tal-ogħla qawwa ultra-għolja (107–1010 W/cm2), it-temperatura tal-wiċċ xorta se tiżdied drastikament anke jekk il-wiċċ jassorbi l-lejżer ħafif, u jilħaq it-temperatura ta' vaporizzazzjoni istantanjament.Hawn fuq, il-fwar iffurmat 'il fuq mill-wiċċ tal-materjal, kif muri f'(a) fil-figura li ġejja.It-temperatura tal-fwar tista 'tilħaq 104 - 105 K, li tista' jonizza l-fwar innifsu jew l-arja tal-madwar biex tifforma plażma.Il-plażma se timblokka l-lejżer milli jilħaq il-wiċċ tal-materjal, u l-vaporizzazzjoni tal-wiċċ tal-materjal tista 'tieqaf, iżda l-plażma se tkompli tassorbi l-enerġija tal-lejżer, u t-temperatura se tkompli tiżdied, u tifforma stat lokalizzat ta' temperatura ultra-għolja u pressjoni għolja, li tipproduċi 1-100 kbar istantanji fuq il-wiċċ tal-materjal.L-impatt jiġi trasferit gradwalment għal ġewwa tal-materjal, kif muri fil-Figuri (b) u (c) hawn taħt.Taħt l-azzjoni tal-mewġa ta 'xokk, il-kontaminanti tal-wiċċ jinqasmu fi trab ċkejkna, partiċelli jew frammenti.Meta l-lejżer jitmexxa 'l bogħod mill-pożizzjoni ta' irradjazzjoni, il-plażma tisparixxi u pressjoni negattiva tiġi ġġenerata lokalment, u l-partiċelli jew debris ta 'kontaminanti jitneħħew mill-wiċċ, kif muri fil-Figura (d) hawn taħt.
Proċess ta 'Oxxillazzjoni
Taħt l-azzjoni ta 'impulsi qosra, il-proċessi ta' tisħin u tkessiħ tal-materjal huma estremament mgħaġġla.Minħabba li materjali differenti għandhom koeffiċjenti ta 'espansjoni termali differenti, taħt l-irradjazzjoni tal-laser tal-polz qasir, il-kontaminanti tal-wiċċ u s-sottostrat se jgħaddu minn espansjoni termali ta' frekwenza għolja u kontrazzjoni ta 'gradi differenti, li tirriżulta f'oxxillazzjoni, u tikkawża li l-kontaminanti jitqaxxru l-wiċċ ta' il-materjal.Matul dan il-proċess ta 'tqaxxir, il-vaporizzazzjoni tal-materjal tista' ma sseħħx, u l-plażma tista 'ma tiġix ġġenerata.Minflok, il-forza ta 'shear iffurmata fl-interface tal-kontaminant u s-sottostrat taħt l-azzjoni ta' oxxillazzjoni teqred ir-rabta bejn il-kontaminant u s-sottostrat..Studji wrew li meta l-angolu inċidentali tal-lejżer jiżdied kemmxejn, il-kuntatt bejn il-lejżer u l-kontaminazzjoni tal-partiċelli u l-interface tas-sottostrat jista 'jiżdied, il-limitu tat-tindif tal-lejżer jista' jitnaqqas, l-effett tal-oxxillazzjoni huwa aktar ovvju, u l- l-effiċjenza tat-tindif hija ogħla.Madankollu, l-angolu tal-inċident m'għandux ikun kbir wisq.Angolu inċidentali kbir wisq inaqqas id-densità tal-enerġija li taġixxi fuq il-wiċċ tal-materjal u jdgħajjef il-kapaċità tat-tindif tal-lejżer.
Applikazzjonijiet Industrijali ta 'Laser Cleaners
Industrija tal-moffa
Il-laser cleaner jista 'jirrealizza t-tindif mingħajr kuntatt tal-moffa, li huwa sikur ħafna għall-wiċċ tal-moffa, jista' jiżgura l-eżattezza tiegħu, u jista 'jnaddaf il-partiċelli tal-ħmieġ sub-micron li ma jistgħux jitneħħew b'metodi tradizzjonali ta' tindif, sabiex biex jinkiseb tindif tassew ħieles mit-tniġġis, effiċjenti u ta 'kwalità għolja.
Industrija ta 'l-Istrumenti ta' Preċiżjoni
L-industrija tal-makkinarju ta 'preċiżjoni spiss teħtieġ tneħħi esteri u żjut minerali użati għal-lubrikazzjoni u reżistenza għall-korrużjoni minn partijiet, ġeneralment kimikament, u t-tindif kimiku ħafna drabi jħalli residwi.Id-deesterifikazzjoni bil-lejżer tista 'tneħħi kompletament esteri u żjut minerali mingħajr ma tagħmel ħsara lill-wiċċ tal-partijiet.Il-laser jippromwovi l-gassifikazzjoni splussiva tas-saff irqiq tal-ossidu fuq il-wiċċ tal-parti biex tifforma mewġa ta 'xokk, li tirriżulta fit-tneħħija ta' kontaminanti aktar milli interazzjoni mekkanika.
Industrija Ferrovjarja
Fil-preżent, it-tindif kollu ta 'qabel l-iwweldjar tal-binarji jadotta tindif tat-tip tat-tħin tar-rota tat-tħin u taċ-ċinturin li joborxu, li jikkawża ħsara serja lis-sottostrat u stress residwu serju, u jikkonsma ħafna konsumabbli tar-roti tat-tħin kull sena, li jiswa ħafna flus u jikkawża serji tniġġis tat-trab għall-ambjent.It-tindif bil-lejżer jista 'jipprovdi teknoloġija ta' tindif aħdar ta 'kwalità għolja u effiċjenti għall-produzzjoni tat-tqegħid tal-binarji tal-ferrovija b'veloċità għolja ta' pajjiżi, issolvi l-problemi ta 'hawn fuq, jelimina difetti tal-iwweldjar bħal toqob tal-binarji mingħajr saldatura u tikek griżi, u jtejjeb l-istabbiltà u s-sikurezza tal-għoli ta' pajjiżi. -veloċità tal-operat tal-ferrovija.
Industrija tal-Avjazzjoni
Il-wiċċ tal-inġenju tal-ajru jeħtieġ li jiġi miżbugħ mill-ġdid wara ċertu perjodu ta 'żmien, iżda ż-żebgħa l-antika oriġinali trid titneħħa kompletament qabel iż-żebgħa.Tixrib/imsaħ kimiku huwa l-metodu ewlieni tat-tqaxxir taż-żebgħa fil-qasam tal-avjazzjoni.Dan il-metodu jirriżulta f'ammont kbir ta 'skart awżiljarju kimiku, u huwa impossibbli li tinkiseb manutenzjoni lokali u tqaxxir taż-żebgħa.Dan il-proċess huwa xogħol kbir u ta 'ħsara għas-saħħa.It-tindif bil-lejżer jippermetti t-tneħħija ta 'kwalità għolja taż-żebgħa fuq l-uċuħ tal-ġilda tal-inġenji tal-ajru u huwa faċilment awtomatizzat għall-produzzjoni.Fil-preżent, it-teknoloġija tat-tindif bil-lejżer ġiet applikata għall-manutenzjoni ta 'xi mudelli high-end.
Industrija tal-vapur
Fil-preżent, it-tindif ta 'qabel il-produzzjoni tal-vapuri prinċipalment jadotta l-metodu tal-ibblastjar tar-ramel.Il-metodu ta 'l-ibblastjar tar-ramel ikkawża tniġġis serju tat-trab għall-ambjent tal-madwar u ġie pprojbit gradwalment, li rriżulta fit-tnaqqis jew saħansitra sospensjoni tal-produzzjoni mill-manifatturi tal-vapuri.It-teknoloġija tat-tindif bil-lejżer se tipprovdi soluzzjoni tat-tindif ħadra u ħielsa mit-tniġġis għall-bexx kontra l-korrużjoni fuq l-uċuħ tal-vapuri.
Armi
It-teknoloġija tat-tindif bil-lejżer intużat ħafna fil-manutenzjoni tal-armi.Is-sistema tat-tindif bil-lejżer tista 'tneħħi s-sadid u l-kontaminanti b'mod effiċjenti u malajr, u tista' tagħżel il-parti tat-tindif biex tirrealizza l-awtomazzjoni tat-tindif.Bl-użu tat-tindif bil-lejżer, mhux biss l-indafa hija ogħla mill-proċess ta 'tindif kimiku, iżda wkoll m'għandha kważi l-ebda ħsara lill-wiċċ tal-oġġett.Billi tistabbilixxi parametri differenti, il-magna tat-tindif tal-lejżer tista 'wkoll tifforma film protettiv ta' ossidu dens jew saff ta 'tidwib tal-metall fuq il-wiċċ ta' oġġetti tal-metall biex ittejjeb is-saħħa tal-wiċċ u r-reżistenza għall-korrużjoni.L-iskart imneħħi mill-lejżer bażikament ma jniġġesx l-ambjent, u jista 'wkoll jitħaddem f'distanza twila, li effettivament inaqqas il-ħsara lis-saħħa tal-operatur.
Bini Esterni
Qed jinbnew aktar u aktar skyscrapers, u l-problema tat-tindif tal-bini tal-ħitan ta 'barra saret dejjem aktar prominenti.Is-sistema tat-tindif bil-lejżer tnaddaf il-ħitan ta 'barra tal-bini sew permezz ta' fibri ottiċi.Is-soluzzjoni b'tul massimu ta '70 metru tista' tnaddaf b'mod effettiv diversi sustanzi li jniġġsu fuq diversi ġebel, metalli u ħġieġ, u l-effiċjenza tagħha hija ħafna ogħla minn dik tat-tindif konvenzjonali.Jista 'wkoll ineħħi tikek suwed u tbajja minn diversi ġebel fil-bini.It-test tat-tindif tas-sistema tat-tindif bil-lejżer fuq il-bini u l-monumenti tal-ġebel juri li t-tindif bil-lejżer għandu effett tajjeb fuq il-protezzjoni tad-dehra ta 'bini antik.
Industrija Elettronika
L-industrija tal-elettronika tuża lejżers biex tneħħi l-ossidi: L-industrija tal-elettronika teħtieġ dekontaminazzjoni ta 'preċiżjoni għolja, u d-deossidazzjoni tal-lejżer hija partikolarment adattata.Il-brilli tal-komponenti għandhom jiġu deossidati sewwa qabel l-issaldjar tal-bord biex jiġi żgurat kuntatt elettriku ottimali u l-brilli m'għandhomx jiġu mħassra matul il-proċess ta 'dekontaminazzjoni.It-tindif bil-lejżer jista 'jissodisfa r-rekwiżiti tal-użu, u l-effiċjenza hija għolja ħafna, u hija meħtieġa biss irradjazzjoni bil-lejżer għal kull labra.
Impjant Nukleari
Is-sistemi tat-tindif bil-lejżer jintużaw ukoll fit-tindif tal-pajpijiet tar-reattur f'impjanti tal-enerġija nukleari.Juża fibra ottika biex tintroduċi raġġ tal-laser ta 'qawwa għolja fir-reattur biex tneħħi direttament it-trab radjuattiv, u l-materjal imnaddaf huwa faċli biex jitnaddaf.U minħabba li titħaddem mill-bogħod, is-sigurtà tal-persunal tista 'tiġi garantita.
Sommarju
L-industrija tal-manifattura avvanzata tal-lum saret l-għoli kmandanti tal-kompetizzjoni internazzjonali.Bħala sistema avvanzata fil-manifattura tal-lejżer, il-magna tat-tindif tal-lejżer għandha potenzjal kbir għall-valur tal-applikazzjoni fl-iżvilupp industrijali.It-teknoloġija tat-tindif bil-lejżer li tiżviluppa b'mod vigoruż għandha sinifikat strateġiku importanti ħafna għall-iżvilupp ekonomiku u soċjali.