레이저 클리닝 기술의 원리와 산업적 응용

Mar 31, 2021 메시지를 남겨주세요

최근 몇 년 동안 전 세계적으로 환경에 대한 인식이 높아지면서 전통적인 산업용 청소 분야에 상당한 압력이 가해졌습니다. 친환경적인 대안에 대한 긴급한 요구에 부응하여 레이저 클리닝 기술은 획기적이고 지속 가능한 솔루션으로 등장했습니다.-

 

Graphic demonstration of laser rust removal principle: focusing a laser beam to ablate and vaporize surface corrosion.

 

레이저 클리닝은 고에너지-집속 레이저 빔을 활용하여 공작물의 표면을 조사하는 고급 프로세스입니다. 이러한 노출로 인해 녹, 산화물, 먼지 또는 위험한 코팅과 같은-표면 오염 물질이-즉시 기화, 녹거나 제거되어 기판이 원래대로 남게 됩니다. 기존의 기계적 긁힘, 화학적 에칭 또는 액체 초음파 세척과 달리 레이저 세척에는 CFC- 기반 유기 용매가 필요하지 않고 오존층을 파괴하는 부산물-이 발생하지 않으며 2차 소음과 화학 폐기물이 최소화됩니다. 이는 프리미엄 비접촉식 "친환경" 표면 처리 기술로 널리 알려져 있습니다.-

 

기존 방법에 비해 주요 장점

 

기존 연마재 분사 또는 화학적 세척과 비교하여 레이저 세척은 뚜렷한 기술적, 재정적 이점을 제공합니다.

 

  • 비파괴적 청소:-기계적 마찰이 없고 열 영향이 최소화되어 기본 재료(기판)가 완전히 손상되지 않은 상태로 유지됩니다.
  • 친환경-운영:독성 화학물질 처리를 제거합니다. 제거된 입자는 모두 진공 청소기로 청소하고 즉시 필터링할 수 있습니다.
  • 자동화 및 원격 제어:로봇 팔 및 CNC 시스템과 쉽게 통합되어 정확하고 반복 가능한 핸즈프리 작업이 가능합니다.-
  • 비용-효율성과 안전성:지속적인 소모품이 필요하지 않아 운영 비용이 낮으며 작업자가 가혹한 화학 물질에 노출되지 않습니다.

 

핵심 작업 원리 및 메커니즘

 

레이저 클리닝은 고급 광학 및 Q{0}}스위칭 기술을 통해 달성되는 높은 지향성, 단색성 및 피크 전력 밀도에 의존합니다. 프로세스는 세 가지 기본 메커니즘을 통해 기능합니다.

 

1. 열절제 및 순간 기화

엄청난 에너지를 매우 짧은 시간 내에 집중함으로써-집속된 레이저 빔은 표면 오염 물질의 온도를 즉시 섭씨 수천도까지 올립니다. 이로 인해 열이 금속 베이스 깊숙히 전달되기 전에 대상 파편이 기화되거나 승화됩니다.

 

2. 정밀한 스팟 및 에너지 제어

최적화된 발산각과 초점 광학을 통해 레이저 스폿 직경과 에너지 밀도를 정확한 정확도로 조정할 수 있습니다. 이러한 맞춤화를 통해 빔 에너지는 오염 물질의 손상 임계값을 초과하면서도 기판의 손상 임계값 미만으로 안전하게 유지됩니다.

 

3. 광열 팽창과 음향 충격

레이저 펄스가 표면에 닿으면 오염 물질 층이 방사선을 빠르게 흡수하고 급격한 열 팽창을 겪습니다. 이 팽창력이 오염 물질을 기판에 결합시키는 접착력을 초과하면 잔해가 표면에서 떠오르고 박리됩니다.

 

working principle of laser cleaning

 

주요 산업 응용 분야

 

레이저 클리닝 시스템광범위한 까다로운 부문에서 일관된 성능을 제공합니다.

 

  • 정밀 금형 유지 관리:중요한 공차를 변경하지 않고 복잡한 타이어 몰드, 사출 몰드 및 스탬핑 다이를 청소합니다.
  • 용접 전-및 용접 후-용접 검사:깨끗한 용접 비드와 완벽한 비파괴 테스트(NDT)를 위해 페인트, 스케일, 그리스를 선택적으로 제거합니다.-
  • 산화물 및 녹 처리:구조용 강철 및 기계 부품에서 완고한 산화물 층과 두꺼운 녹 밀 스케일을 제거합니다.
  • 역사적 자산 복원:근본적인 골동품 질감을 손상시키지 않고 수십 년간의 그을음과 오염을 제거하여 역사적인 석조물, 벽돌 벽돌 및 기념물을 부드럽게 보존합니다.

 

Industrial applications of laser cleaning: pre-weld treatment, selective paint removal, and metal oxide stripping