关于激光清洗，您需要知道的一切

从航空航天、核污染到面包店和艺术品保护，表面清洁的应用领域非常广泛。虽然所涉及的特定材料和工艺与使用这些材料和工艺的行业一样多种多样，但几乎所有这些不同的应用都有一个共同的核心要求。也就是说，需要在不损坏或改变表层材料的情况下彻底清除表层。

激光为这些材料去除和表面处理任务提供了独特的优势。它们可以彻底清除选择性的材料层，同时对下面的表面几乎没有影响。此外，激光清洗通常比其他方法更快、更环保。由于这些原因，激光清洗在许多应用和行业中的应用越来越广泛。

在此，我们将介绍激光清洗（也称为激光烧蚀和激光喷射）的基本知识，并讨论如何为您的特定应用选择合适的系统。

传统表面清洁

典型的表面清洁工艺包括

• 在焊接、喷涂或粘接前脱脂或清除油污和其他残留物
• 清除金属上的铁锈和其他氧化物
• 脱漆
• 装饰 - 部分（而非全部）去除清漆或底漆等涂层
• 去除轮胎、塑料、食品和复合材料模具中的脱模剂
• 剥除电线绝缘层
• 清洗和修复石碑和建筑外墙
• 核净化--清除管道、储罐、安全壳结构和其他反应堆部件上的放射性表层

长期以来，人们一直使用几种非激光方法来完成这些不同的表面清洁任务。其中大部分可大致分为三类--喷砂、化学溶剂或机械技术。每种方法都值得回顾一下。

喷砂

如何使用

高速推进沙子、玻璃珠、干冰或其他固体颗粒，以机械方式去除涂层或污染物。

主要优势

• 速度快、成本低
• 实施简单
• 当需要粗糙度时，可对表面进行纹理处理

主要缺点

• 不精确，可能会损坏或弄脏基底
• 产生的灰尘和废物必须收集或更换
• 需要消耗介质和喷嘴维护
• 噪音大，通常需要隔音罩

化学清洗

如何使用

使用酸、碱、溶剂或活性溶液来溶解、松动或清除污染物，而基本不影响基材。

主要优势

• 可加工大面积或复杂的内部几何形状，如孔或通道
• 生产出化学清洁、可粘接的表面

主要缺点

• 涉及危险化学品，需要严格处理和高成本处置
• 带来健康和环境风险
• 高吞吐量需要笨重的专用设备

机械研磨/粉碎

如何使用

使用砂轮、刷子或工具直接接触表面，刮削、切割或磨掉不需要的材料。

主要优势

• 简单易懂的流程
• 快速清除厚重的水垢或涂层

主要缺点

• 可使表面刮伤或变形
• 结果不一致
• 不适合复杂形状或精密部件
• 产生的灰尘和碎屑必须收集起来

需要更好的技术

这些传统方法中的每一种都很有效，也都有其用途。但有几个因素正日益促使制造商寻求更好的方法。

变革的主要驱动力之一是跨行业的需求，即支持更高水平的工艺精度和可重复性。此外，新型材料 - 从先进的复合材料到电池组件，都需要比传统技术更温和、更具选择性的清洗。

另一个变化因素是，经济压力不断迫使制造商降低运营成本和耗材成本，并减少与维护和清理相关的停机时间。此外，各种规模的公司都在继续关注适合自动化且与现代过程控制技术兼容的工艺。

最后，全球制造商都面临着越来越严格的环境和安全法规。要遵守这些规定，就必须消除有害化学物质，减少用水量，并减少废物的产生。

激光清洁基础知识

激光清洗是专为克服旧式清洗方法的局限性而开发的。它提供了一种更完全符合现代生产环境和更高精度制造的工艺。而且它更环保、更可持续、更具成本效益。

让我们回顾一下激光清洗的基本原理，了解它是如何实现这些目标的。

在激光清洗中，短时间、高能量的激光脉冲在表面聚焦和扫描，以去除不需要的涂层或污染物。激光参数经过精心选择，使表面层强烈吸收光线，而底层材料要么反射光线，要么将光线吸收降至最低。

上层材料对激光的这种优先吸收可实现高效去除。然而，去除的确切机制取决于特定的激光参数和基底的特性。它可能涉及直接烧蚀、加热和快速汽化、冲击波驱动的剥落，甚至是表面层的光化学分解。

无论具体情况如何，激光清洗都能提供出色的精度和控制，因为通过调整激光参数（如脉冲能量、脉冲持续时间、重复率和扫描速度），可以精确调节材料去除率和深度。

激光清洗还具有空间选择性，这意味着它可以清除表面特定区域的污染物，而不会影响邻近材料。激光清洗的目标定位非常精确，可用于清除面积小于一平方毫米的表面区域内的物质。

此外，激光清洗是非接触式的。它不会产生机械应力，不会留下砂砾或残留物，也不会产生磨损、表面损伤或热变形。非接触式操作还能最大限度地减少消耗品的使用，同时避免溶剂（以及与之相关的所有危险和处理问题）。

最后，激光清洗很容易实现部分或全部自动化。在许多情况下，它可以与现有的生产流程集成在一起。由于激光清洗可以实现自动化和精确控制，因此激光清洗的效果始终如一。所有这些都对成本、质量、产量和吞吐量产生了巨大的积极影响。

但这并不是说激光清洗适合每一种应用。激光清洗最适合清除均匀和局部有限的涂层。通常情况下，对于厚度超过 0.5 毫米的层的去除，尤其是大面积（数平方米）的去除，激光清洗的经济性较差。激光清洗也不太适用于复杂的三维部件，特别是那些阻挡激光光学视线的部件。最后，激光清洗的资本成本通常高于其他方法 - 尽管较低的操作和耗材成本可以很快抵消这一成本。

选择激光清洁解决方案

激光清洗产品范围广泛，从激光源、手持式和便携式设备、小型半自动外壳到专为快速加工大型部件和组件而设计的全自动解决方案。

激光清洗设备既有便携式设备，也有大型自动化系统。

选项之多似乎令人眼花缭乱。那么，如何突破复杂性，找到适合您应用的产品呢？

最好的方法通常是首先考虑污染物类型，然后是基底材料，最后才是实际考虑因素，如产量和集成度。让我们来看看这些因素的典型要求。

步骤 1：确定污染物

步骤 #2：对底层材料进行分类

步骤 #3：确定流程要求

步骤 #4：考虑集成和运行因素

激光清洁入门

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