在现代制造业中，如何有效去除材料表面的污染物，同时保持其完整性和高效生产，成为了企业面临的一大挑战。传统的清洗方法虽然被广泛应用，但往往存在效率低下、环境污染、清洁不彻底等问题。

随着科技的进步，激光清洗技术逐渐崭露头角，以其高效、环保、精密的特性，迅速成为各行业的“新宠”。今天，小奇将带您深入了解激光清洗的工作原理以及它在工业领域中的独特优势。

01 什么是激光清洗？

激光清洗是激光烧蚀的一种形式，是一种利用激光能量从表面去除选择性材料层的方法。激光清洗工艺利用光子能量剥离、汽化、升华或烧掉不需要的废料，而不会对底层的大块材料造成伤害。

在大多数激光材料加工应用中，聚焦光束会在目标材料上形成一个相对较小的光斑。激光清洗也不例外，尽管其使用范围通常相对较广。激光清洗使用的是一种称为激光扫描的技术，该技术可快速引导或 "扫描 "激光束沿某一路径或在更大范围内移动。这意味着激光每次只与目标材料发生几分之一秒的相互作用。

02 激光清洗是如何工作的？

激光清洗的目的是去除表面材料，而不损坏下面的材料。虽然激光可以切割几英寸厚的钢板，但清洁工作需要更轻的触感和对烧蚀阈值的了解。每种材料都有一个烧蚀阈值，它有效地定义了使材料气化所需的能量。保持在阈值以下，散装材料就不会受损。然而，哪怕一次超过阈值，散装材料也会受到影响。

幸运的是，与钢和铝等金属相比，大多数制造商需要去除的材料（如铁锈、油和涂层）的烧蚀阈值较低。不过，要避免对基材造成损坏，仍需要对激光参数（如波长和脉冲能量）进行仔细调整。对光斑大小和形状的精确控制还有助于在光束扫描时尽量减少重叠，从而提高激光清洗的效率。

03 激光清洗有哪些优势？

与传统的材料去除方法相比，激光清洗具有众多优势，因此在各行各业的采用率激增。

● 非接触式：

激光清洗是一种远程过程。换句话说，激光束的光源可在几英寸甚至几英尺之外操作。这使得清洗过程更加灵活，并避免了研磨方法造成的表面损伤。

● 高度选择性：

激光较为精确，发射精度几乎为零。因此，激光只清洁所需的区域，而不论其大小或形状。这就省去了遮蔽等额外步骤。

● 高速：

激光清洗是一种高速工艺，每秒可清洗数百平方英寸的材料。激光每小时可清洁 10,000 平方英尺以上的材料。具体的材料去除率取决于激光参数和材料特性。

● 安全：

激光清洗无需使用研磨材料或化学溶剂，从而降低了噪音，避免了接触粉尘和有害物质。清洗过程中产生的任何蒸汽都可以通过排烟系统轻松清除。

● 可持续发展：

作为一种无介质工艺，激光清洗无需处理或处置材料。此外，激光系统能耗更低，大大减少了与清洁介质和化学品的运输和处置相关的二氧化碳排放量。

● 成本效益高：

激光清洗解决方案只需较少的材料处理、占地面积、能源和维护，使用寿命长，成本效益较高，尤其是长期而言。

04 其他清洗方式

● 喷砂

喷砂是一种常见的清洁工艺，这种方法可以提供可接受的清洁速度，但需要昂贵的材料处理和处置费用。安全是任何喷砂作业的主要考虑因素。许多磨料会产生大量粉尘，要求工人采取包括呼吸设备和全身个人防护设备在内的安全预防措施。爆破过程的噪音也是出了名的大，对工人的听力造成严重损害。

● 化学清洗

化学清洗使用溶剂来分解涂层和残留物，但不会损坏底层材料。这种方法通常速度较慢，需要材料长时间浸泡在化学槽中，并在清洗完成后进行干燥。必要的危险化学品还需要采取重要的安全预防措施，如个人防护设备和严格的处置程序。

● 热清洗

热清洗利用较高的温度烧掉表面材料。这种方法的能源成本很高，而且可能对底层材料造成损坏，这取决于表面材料和基底的耐热性。热清洗本身也无法进行选择性清除，即使使用掩膜也是如此。

05 激光清洗的应用

● 如何使用激光清洗？

激光清洗是清洗各种材料和零件类型的理想方法。激光清洗的应用范围很广，可用于生产的各个阶段，包括作为生产线上另一道工序之前或之后的一个步骤，或用于现有部件的修复。常见的激光清洗应用包括：

• 清除铁锈、油和燃烧沉积物等污染物

• 剥离油漆、电子涂层、陶瓷和氧化物等涂层

• 去除脱模剂和残留物，简化模具维护工作

• 通过准备焊接、粘接、喷漆和涂层的表面来提高粘接性

• 通过粘合前清洁或表面纹理处理提高粘合力

• 在涂抹部件涂层前进行预清洁，延长涂层寿命

• 医疗和食品应用中关键设备的消毒

● 哪些行业使用激光清洗？

任何必须提供或处理清洁表面的行业都能从激光清洗的众多优势中获益。作为一种工艺，激光清洗很容易实现自动化并集成到生产车间。激光清洗通常用于以下行业：

• 一般制造业

• 航空航天制造

• 处理核污染

• 医疗器械消毒

• 餐饮

IPG-YLPN激光器清洗子系统方案

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文章来源：IPG光纤激光器

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