מה ההבדל בין מכונת ניקוי הלייזר הדופק למכונת ניקוי הלייזר הרציף?

כיום, ישנן שתי מכונות ניקוי לייזר מיינסטרים, האחת היא מכונת ניקוי הלייזר הדופק, והשנייה היא מכונת הניקוי הרציף בלייזר.

משתמשי קצה תעשייתיים רבים אינם יודעים את ההבדל ביניהם, וכיצד לבחור את הסוג המתאים ביניהם עבור היישומים שלהם.

ההבדל העיקרי בין השניים הוא שהלייזרים שבהם נעשה שימוש שונים. מנקה הלייזר הדופק משתמש במשדר הלייזר הדופק, ואילו מנקה הלייזר הרציף משתמש במשדר הלייזר הרציף. שניהם יכולים להסיר את הלכלוך על פני המצע. מכונת ניקוי הלייזר הדופק יכולה להשיג אפס נזק למצע לאחר ניקוי הלכלוך, המתאים לניקוי מוצרים בעלי דרישות גבוהות על פני המצע; מכונת הניקוי הרציפה בלייזר היא בעלת יעילות גבוהה ומתאימה לניקוי שטחים גדולים כגון הסרת חלודה פלדה, הסרת צבע והסרת חלודה במספנה.

מכונת ניקוי לייזר ניידת בעוצמה של 100W/200W

מכונת ניקוי לייזר מתמשכת 1000W/1500W/2000W

ביצענו בדיקה השוואתית על יישומי ניקוי הלייזר של לייזר מתמשך ולייזר דופק, וניתחנו את המאפיינים שלהם ואת תרחישי היישום הישימים, בתקווה לספק התייחסות שימושית למשתמשים תעשייתיים בבחירת טכנולוגיית ניקוי הלייזר המתאימה.

אובייקט בדיקה

1. מקור לייזר

דגם הלייזר הוא YDFLP-CL-200-12-A, שהוא לייזר דופק, ו-CW-RBW-2000, שהוא לייזר רציף. טבלה 1 מציגה את ההשוואה בין הפרמטרים המפורטים של שני מקורות הלייזר.

טבלה 1. השוואת פרמטרים בין לייזר דופק ללייזר מתמשך

2. חומרים

דוגמה 1 ששימשה בניסוי היא לוח מסגסוגת אלומיניום, וגודל לוחית סגסוגת האלומיניום הוא 400 מ"מ באורך, רוחב וגובה × 400 מ"מ × 4 מ"מ. דוגמה 2 היא צלחת שטוחה מפלדת פחמן, והממד של פלדת פחמן הוא 400 מ"מ באורך, רוחב וגובה × 400 מ"מ × 10 מ"מ. משטח הדגימה מרוסס בצבע לבן, ועובי הצבע בדגימה 1 הוא כ-20 מיקרומטר. עובי הצבע על פני השטח של מדגם 2 הוא כ-40 מיקרומטר.

תוצאת הבדיקה

שני סוגים של לייזרים משמשים לביצוע ניסויים להסרת צבע על משטחים של שני חומרים, ופרמטרי ניקוי הלייזר מותאמים להשגת רוחב הפולסים, התדר, מהירות הסריקה ופרמטרים אחרים הטובים ביותר. אפקט הניקוי והיעילות בתנאי הניסוי האופטימליים מושווים.

1. ניסוי צבע לניקוי בלייזר דופק

בניסוי הסרת צבע באור פועם, הספק הלייזר הוא 200W, אורך המוקד של מראת השדה המשמשת הוא 163 מ"מ, וקוטר נקודת המיקוד של הלייזר הוא בערך 0.32 מ"מ . השטח של גוש ניקוי יחיד הוא 13 מ"מ על 13 מ"מ, ומרווח המילוי הוא 0.16 מ"מ. כאשר משטח סגסוגת האלומיניום נצבע, ניקוי סריקת הלייזר חוזר פעמיים, וכאשר משטח פלדת הפחמן נצבע, ניקוי סריקת הלייזר חוזר על עצמו ארבע פעמים. בתנאי שקצב הנחת האורך והרוחב של כתם האור הוא 50 אחוז, נבדקת השפעת פרמטרים של רוחב, תדירות ומהירות סריקת הלייזר (כפי שמוצג בטבלה 2) על אפקט הניקוי. ההשפעה של ניסוי הסרת צבע פני השטח מסגסוגת אלומיניום מוצגת באיור 1, וההשפעה של ניסוי הסרת צבע פני השטח של פלדת פחמן מוצגת באיור 2.

טבלה 2. פרמטרים ניסויים של ניקוי לייזר דופק של סגסוגת אלומיניום וצבע משטח פלדת פחמן

איור 1. השוואה של שכבות צבע על משטח סגסוגת אלומיניום שנוקה בלייזר דופק תחת פרמטרים שונים של לייזר

דמות. 2 תרשים השוואה של שכבת הצבע על משטח פלדת פחמן מנוקה בלייזר דופק תחת פרמטרים שונים של לייזר

תוצאות הניסוי מראות שתחת אותה תדירות, רוחב הדופק הקצר יכול להסיר בקלות את שכבת הצבע על פני השטח של סגסוגת אלומיניום ופלדת פחמן בהשוואה לרוחב הדופק הארוך. תחת אותו רוחב פולסים, ככל שהתדר נמוך יותר, כך קל יותר לפגוע במטריצה. כאשר התדר גדול מערך מסוים, ככל שהתדירות גבוהה יותר, כך אפקט הסרת שכבת הצבע גרוע יותר. תוצאות הניסוי מראות שהפרמטר האופטימלי לניקוי שכבת צבע משטח סגסוגת אלומיניום בפולס הוא 15 # (הספק לייזר 200W, רוחב דופק 100ns, תדר 60kHz, מהירות סריקה 9600mm/s), והפרמטר האופטימלי לניקוי שכבת צבע פני השטח מפלדת פחמן הוא 13 # (הספק לייזר 200W, רוחב פולסים 100ns, תדר 40kHz, מהירות סריקה 6400mm/s). שני הפרמטרים הללו יסירו את שכבת הצבע נקייה, ובעצם יפגעו במצע המדגם.

2. ניסוי עם צבע ניקוי בלייזר מתמשך

בניסוי הרציף של הסרת צבע אור, הספק הלייזר הוא 50 אחוזים, מחזור העבודה הוא 20 אחוזים (שווה ערך להספק הממוצע של 200W), והתדר הוא 30kHz. אורך המוקד של מראת השדה המשמשת הוא 220 מ"מ, וקוטר נקודת מיקוד הלייזר הוא כ-0.2 מ"מ. השטח לניקוי חתיכה בודדת הוא 13 מ"מ על 13 מ"מ, ומרווח המילוי הוא 0.1 מ"מ. בעת ניקוי שכבת הצבע על משטח סגסוגת האלומיניום, סריקת הלייזר חוזרת פעמיים, וכאשר מנקים את שכבת הצבע על משטח פלדת הפחמן, סריקת הלייזר חוזרת על עצמה ארבע פעמים. השפעת מהירות סריקת הלייזר על אפקט הניקוי נבדקת בתנאי שעוצמת הלייזר, מחזור העבודה והתדירות קבועים. פרמטרי הניקוי של הסרת צבע משטח מסגסוגת אלומיניום מוצגים בטבלה 3, ואפקט הניקוי מוצג באיור 3. פרמטרי הניקוי של הסרת צבע משטח פלדת פחמן מוצגים בטבלה 4, ואפקט הניקוי מוצג באיור 4.

טבלה 3. פרמטרים ניסיוניים של ניקוי לייזר מתמשך של צבע משטח מסגסוגת אלומיניום

טבלה 4. פרמטרים ניסיוניים של ניקוי לייזר מתמשך של צבע משטח פלדת פחמן

איור 3. השוואה של שכבות צבע על משטח סגסוגת אלומיניום שנוקה בלייזר רציף במהירויות סריקת לייזר שונות

דמות. 4 דיאגרמת השוואה של צבע ניקוי לייזר מתמשך על פני פלדת פחמן במהירויות סריקת לייזר שונות

תוצאות הניסוי מראות שככל שמהירות סריקת הלייזר נמוכה יותר, כך גדל הנזק למצע תחת אותו כוח ותדירות לייזר. כאשר מהירות הסריקה גדולה מערך מסוים, ככל שמהירות הסריקה מהירה יותר, כך אפקט הסרת הצבע גרוע יותר. תוצאות הניסוי מראות שהפרמטרים האופטימליים לניקוי לייזר מתמשך של שכבת צבע משטח סגסוגת אלומיניום הם 21 # (הספק לייזר 200W, תדר 30kHz, מהירות סריקה 2000mm/s) ו-37 # (הספק לייזר 200W, תדר 30kHz, מהירות סריקה/3400mm ס). שני פרמטרים אלה לא רק מסירים את הציפוי על פני פלדת הפחמן אלא גם גורמים פחות נזק למצע המדגם.