التنظيف بالليزر: التعريف ، أنواعه ، المزايا ، 5 استخدامات

ما هو التنظيف بالليزر؟

يشير التنظيف بالليزر أو تنظيف السطح بالليزر إلى تقنية الاستفادة من ظاهرة التشعيع بالليزر لإزالة الشوائب والملوثات من سطح المادة. تتضمن عملية التبريد بالليزر إزالة طبقة علوية دقيقة من مادة معينة للتخلص من ملوثات السطح تمامًا.

بشكل عام ، تتطلب عملية تنظيف سطح الليزر شعاع ليزر عالي الطاقة مع نبضات ليزر قصيرة جدًا.

تنظيف بالليزر
آلة تنظيف بالليزر الصناعية. مصدر الصورة: أوبتولاصناعة lazerinio valymo įrangaCC BY-SA 4.0

المحتويات

كيف يعمل التنظيف بالليزر؟

يتضمن التنظيف بالليزر استخدام ظاهرة التشعيع بالليزر لإزالة الشوائب والملوثات من سطح المادة. يتم اختيار ليزر عالي الطاقة مع نبضات ليزر قصيرة لهذه العملية. يتم توجيه طاقة الليزر لاستئصال الطبقة العليا من المادة. في حين أن بعض الملوثات والشوائب تتبخر بعد عملية الاجتثاث ، يبقى بعضها كغبار جسيم. يمكن بعد ذلك جمع هذا الغبار في نظام الترشيح لاحقًا. تتكرر عملية الاجتثاث حتى يتم إزالة السماكة المطلوبة للطبقة العليا من المادة.

ما هي أنواع عمليات التنظيف بالليزر؟

يمكن تقسيم عمليات التنظيف بالليزر إلى نوعين مختلفين:

إزالة الطلاء:

يشير هذا النوع من تنظيف السطح بالليزر ، كما يوحي الاسم ، إلى إزالة الشوائب والملوثات من سطح المادة بمساعدة الليزر. في هذه العملية ، يختلف التركيب الكيميائي والفيزيائي لطبقة الشوائب اختلافًا كبيرًا عن تركيبة الركيزة. تمتص المادة العضوية ضوء الليزر بينما لا تتأثر الركيزة غير العضوية بأي شكل من الأشكال. لم يلاحظ أي تغيير ميكانيكي أو كيميائي أو فيزيائي على الركيزة. تشمل الأمثلة على تطبيق هذه العملية الطلاء والطلاء المطاطي والعزل.

تطهير سطح الليزر:

تتضمن عملية إزالة التلوث السطحي بالليزر إزالة الملوثات والشوائب الموجودة في أعماق سطح المادة المعينة. هذه العملية تزيل فعليًا الطبقة العليا من المادة بأكملها. تشمل أمثلة تطبيق هذه العملية إزالة الطبقات المشعة الخرسانية بمساعدة الجرب بالليزر تقنية.

الاستئصال بالليزر في محلول. مصدر الصورة: ساهيكوليزيسCC BY-SA 4.0

ما هي مميزات التنظيف بالليزر؟

مزايا تنظيف الأسطح بالليزر هي:

  • تنظيف السطح بالليزر هو عملية لا تلامس ، مما يجعلها مريحة للغاية للتطبيق.
  • لا يتضمن تنظيف الأسطح بالليزر استخدام مواد كاشطة أو مواد كيماوية ضارة.
  • لا ينتج عن تنظيف السطح بالليزر أي شكل من أشكال النفايات الثانوية.
  • يسمح تنظيف السطح بالليزر بإزالة الطبقة الدقيقة دون المساومة على بنية أو شكل المادة.
  • لا ينتج عن تنظيف السطح بالليزر أي تغيير كيميائي أو فيزيائي أو ميكانيكي في الركيزة.
  • يمكن إجراء تنظيف السطح بالليزر بواسطة الآلات والروبوتات ، مما يحد من مخاطر تعرض العمال للإشعاع.
  • تنظيف السطح بالليزر تقنية مرنة.

ما هي استخدامات التنظيف بالليزر؟

  • يُستخدم تنظيف الأسطح بالليزر في العديد من الأغراض في الوقت الحاضر. يتم استخدامه في كل من الصناعات على نطاق واسع وعلى نطاق واسع لعدة أغراض التنظيف. يتم إزالة الشوائب مثل الغبار والطلاء والعناصر المشعة وما إلى ذلك بواسطة الليزر.
  • في الصناعة الإلكترونية ، يتم استخدام تنظيف الأسطح بالليزر لتنظيف مناطق التلامس للوسادات والمقابس وأيضًا لإزالة العزل من الكابلات الكهربائية.
  • في صناعة المطاط ، يتم استخدام الليزر لتنظيف سطح المطاط أو قوالب الإطارات. في بعض المواد ، من المستحيل استخدام المواد الكيميائية للتنظيف ؛ يثبت التنظيف بالليزر أنه مفيد لمثل هذه المواد.
  • تتضمن إزالة طبقات الطلاء من المباني والطائرات والسفن والسيارات وما إلى ذلك أيضًا تطبيق تنظيف السطح بالليزر.
  • يتم أيضًا التنظيف الدقيق للرقائق الدقيقة بواسطة الليزر. يعد تنظيف السطح بالليزر طريقة شائعة لإزالة الصدأ والزيوت والشحوم أيضًا.
استئصال الأسطح غير المنتظمة باستخدام الليزر. مصدر الصورة: ترافيس براشيرزالاستئصال بالليزر لعينة تشبه الكويكبCC BY 4.0

ما نوع الليزر المستخدم في التنظيف بالليزر؟

بشكل عام ، يتم استخدام الليزر الضوئي عالي الطاقة لتنظيف الأسطح بالليزر. تنتج ليزر الألياف وتوجه ضوء الليزر باستخدام وسيط مرن يسمح بنقل شعاع الضوء بشكل أفضل وأسهل إلى وجهته المطلوبة. خرج الطاقة من الليزر القائم على الألياف الضوئية أعلى من أنواع الليزر الأخرى. توفر مساحة السطح العالية لنسبة الحجم لهذه المتغيرات الليزرية طاقة خرج مستمرة من نطاق كيلو وات إلى جانب التبريد الفعال. يساهم الدليل الموجي للألياف الضوئية في تقليل تشوه المسار البصري بسبب المشكلات الحرارية. تتميز الليزرات القائمة على الألياف الضوئية عمومًا بتصميم أكثر إحكاما مقارنةً بالليزرات الغازية أو ذات الحالة الصلبة (من نفس خرج الطاقة) وتنتج شعاع ليزر محدود الانعراج.

بصرف النظر عن ليزر الألياف الضوئية ، يتم استخدام ليزر Nd: YAG أيضًا لتنظيف الأسطح بالليزر. يستخدم ليزر Nd: YAG لإصدار الضوء في نطاق الأشعة تحت الحمراء (بالقرب من 946 و 1064 و 1120 و 1320 و 1440 نانومتر). تتكون العينات العضوية (شوائب السطح) في الغالب من الماء وقادرة على امتصاص تردد الأشعة تحت الحمراء للضوء.

Nd: YAG (عقيق الإيتريوم المصنوع من الألومنيوم المشبع بالنيوديميوم). مصدر الصورة: ككمورايباورلايت NdYAGCC BY 3.0

لمعرفة المزيد عن ليزر الألياف الضوئية قم بزيارة https://lambdageeks.com/fiber-lasers/

اترك تعليق

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول المشار إليها إلزامية *

انتقل إلى الأعلى