บทนำสู่การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์เทคโนโลยี:
หลักการของการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ คือการใช้คุณสมบัติพลังงานสูงของลำแสงที่ปล่อยออกมาจากเลเซอร์ผ่านการบรรจบกันและการกำหนดทิศทางของลำแสงเลเซอร์เพื่อกำจัดสารมลพิษออกจากพื้นผิวของวัตถุโดยไม่ก่อให้เกิดความเสียหายต่อเมทริกซ์ของวัตถุ
การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ เทคโนโลยีแบ่งออกเป็นสองวิธีหลักๆ คือ การทำความสะอาดแบบแห้งและการทำความสะอาดแบบเปียก และมีกลไกหลักสามประการการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์:การระเหยของอนุภาคที่ปนเปื้อน การกำจัดพื้นผิวและสิ่งสกปรกด้วยการสั่นสะเทือน และการขยายตัวและการแยกตัวของอนุภาคสิ่งสกปรกเนื่องจากความร้อน ลองมาดูหลักการทางเทคนิคของทั้งสามข้อนี้กันการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ กลไกการออกฤทธิ์
1. การระเหยของอนุภาคสิ่งสกปรก：
ตามความแตกต่างในอัตราการดูดซับแสงของเลเซอร์โดยเมทริกซ์วัสดุชิ้นงานและวัสดุอนุภาคสิ่งสกปรก โดยการเลือกพารามิเตอร์เลเซอร์ที่เหมาะสม เมทริกซ์วัสดุจะสะท้อนเลเซอร์ส่วนใหญ่ และอนุภาคสิ่งสกปรกจะดูดซับพลังงานเลเซอร์จำนวนมาก ทำให้เกิดความร้อนและระเหยเพื่อบรรลุวัตถุประสงค์ในการทำความสะอาด
2. การกำจัดพื้นผิวและสิ่งสกปรกด้วยการสั่นสะเทือน：
ด้วยคุณสมบัติความกว้างพัลส์ที่เล็กของเลเซอร์ ภายใต้การทำงานของพัลส์ซ้ำๆ มลพิษบนพื้นผิวของวัสดุที่ทำความสะอาดชิ้นงานจะได้รับผลกระทบ ส่งผลให้ชิ้นงานแตกหรือสั่นและเด้งขึ้น เพื่อกำจัดมลพิษโดยไม่ทำลายเมทริกซ์ของวัสดุ วัตถุประสงค์
3. การขยายตัวเนื่องจากความร้อนและการแยกตัวของอนุภาคสิ่งสกปรก：
การใช้ลำแสงเลเซอร์ที่รวมลำแสงที่มีพลังงานสูง โดยการฉายรังสีสารมลพิษและดูดซับพลังงานอันเนื่องมาจากการขยายตัวและหดตัวเนื่องจากความร้อน สารมลพิษจะขยายตัวด้วยความร้อน มีขนาดใหญ่ขึ้นหรือแตกออก จนถึงขีดจำกัดของการดูดซับกับเมทริกซ์ของวัสดุและหลุดออกไป จึงบรรลุวัตถุประสงค์ในการกำจัดสารมลพิษได้
การเปรียบเทียบเทคโนโลยีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์และเทคโนโลยีการทำความสะอาดแบบดั้งเดิม：
เมื่อเปรียบเทียบกับปัญหาทางเทคนิคของเทคโนโลยีการทำความสะอาดแบบดั้งเดิมและข้อเสียของการผลิตและการใช้งานจริง ข้อได้เปรียบทางเทคนิคของการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ สามารถมองเห็นได้ในทันที
1. การเปรียบเทียบการปกป้องสิ่งแวดล้อมของการทำความสะอาด：
การใช้น้ำยาทำความสะอาดเคมีเพื่อทำความสะอาดหรือการใช้สารเคมีอื่นๆ เพื่อทำความสะอาดอุปกรณ์หรือผลิตภัณฑ์การผลิตมักก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อมจากน้ำยาทำความสะอาดเคมีเสียในระดับหนึ่ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งคราบฝังแน่นชนิดใหม่ที่มีการยึดเกาะสูง มักจำเป็นต้องใช้น้ำยาทำความสะอาดเคมีที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูงในปริมาณมาก หากน้ำยาทำความสะอาดเคมีเสียไม่ได้รับการบำบัดอย่างเหมาะสม มลพิษต่อสิ่งแวดล้อมจะยิ่งรุนแรงขึ้น
สำหรับการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ การดำเนินงาน หลังจากที่อุปกรณ์กำจัดฝุ่นทำการบำบัดอนุภาคแล้ว โดยพื้นฐานแล้ว จะไม่ก่อให้เกิดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมใดๆ ซึ่งเป็นเรื่องจริง
กระบวนการทำความสะอาด "green" ที่มั่นคง นอกจากนี้การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ เป็นการ “ทำความสะอาดแบบไม่สัมผัส” สำหรับอุปกรณ์เลเซอร์ ซึ่งยังช่วยขจัดมลภาวะรองหลังจากการทำความสะอาดอุปกรณ์ต่างๆ ได้อย่างมาก
2. การเปรียบเทียบความละเอียดในการทำความสะอาด：
ข้อได้เปรียบโดยธรรมชาติของเลเซอร์ที่มีทิศทางดีทำให้เลเซอร์ครองตำแหน่งที่โดดเด่นในด้านประสิทธิภาพความละเอียดของกระบวนการผลิตต่างๆ อยู่เสมอ
ยกตัวอย่างเช่นการทำความสะอาดแม่พิมพ์ หากทำความสะอาดไม่ทั่วถึง คราบตกค้างในแม่พิมพ์จะส่งผลกระทบอย่างมากต่อความแม่นยำของผลิตภัณฑ์ เทคนิคการทำความสะอาดด้วยแรงเสียดทานแบบดั้งเดิม เช่น การแปรง การขัดถู และการฉีดน้ำแรงดันสูง แม้ว่าจะสามารถขจัดคราบสกปรกจำนวนมากได้อย่างรวดเร็ว แต่ก็ยังมีคราบสกปรกตกค้างอยู่ในพื้นที่เล็กๆ บางส่วน นอกจากนี้ การทำความสะอาดด้วยแรงเสียดทานเช่นนี้ยังอาจสร้างความเสียหายให้กับแม่พิมพ์ได้ง่ายอีกด้วย
การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ สามารถกำหนดตำแหน่งลำแสงเลเซอร์ได้อย่างแม่นยำทั้งในเวลาและพื้นที่ผ่านคอมพิวเตอร์ระดับมืออาชีพ ซึ่งเหมาะสำหรับความต้องการทำความสะอาดแม่พิมพ์การผลิตที่มีรูปทรงซับซ้อนและชิ้นส่วนโครงสร้างรูปทรงรูในระดับ "มิลลิเมตร" นอกจากนี้ ด้วยความสามารถในการกำหนดทิศทางที่ดีของเลเซอร์ จึงสามารถปรับทิศทางของหัวเลเซอร์ได้อย่างยืดหยุ่น เพื่อนำลำแสงเลเซอร์ไปทำความสะอาดเส้นต่างๆ และ "จุดตันที่ถูกสุขลักษณะ" ของแม่พิมพ์
3. การเปรียบเทียบประสิทธิภาพการทำความสะอาด：
สำหรับงานทำความสะอาด เช่น การลอกสี กำจัดสนิม และกำจัดไขมัน ระหว่างการบำรุงรักษาอุปกรณ์อุตสาหกรรมขนาดใหญ่และท่อ หากใช้น้ำยาทำความสะอาดเคมีทำความสะอาด อุปกรณ์ไม่เพียงแต่ต้องได้รับการปกป้องจากการแทรกซึมและความเสียหายของของเหลวเท่านั้น แต่ยังต้องฉีดพ่นน้ำยาทำความสะอาดอย่างสม่ำเสมอ รวมถึงการทาสีรองพื้น และขั้นตอนที่ซับซ้อนอื่นๆ เช่น การกำจัดสารมลพิษและน้ำยาเสีย วิธีนี้ใช้เวลานานและต้องใช้แรงงานมาก
4. การเปรียบเทียบความสามารถในการทำความสะอาดของวัสดุต่างๆ：
สำหรับเทคโนโลยีการทำความสะอาดแบบดั้งเดิม หากเลือกเทคโนโลยีการทำความสะอาดไม่เหมาะสม ไม่เพียงแต่จะไม่สามารถบรรลุผลการทำความสะอาดตามที่คาดหวังเท่านั้น แต่ยังทำให้เกิดการสูญเสียในการผลิตอีกด้วย โดยเฉพาะอย่างยิ่งวิธีการทำความสะอาดทางเคมี จำเป็นต้องพิจารณาถึงผลเสียของปฏิกิริยาทางเคมีของสารที่กระทำต่อวัสดุของวัตถุที่จะทำความสะอาด เช่น การกัดกร่อนของชิ้นส่วนอุปกรณ์ การเปลี่ยนสีบนพื้นผิวของวัสดุ เป็นต้น เทคโนโลยีการทำความสะอาดแบบดั้งเดิมแต่ละอย่างมีขอบเขตของวัตถุในการทำความสะอาดที่น้อยกว่า และยังมีปัจจัยที่ครอบคลุมมากกว่าที่ต้องพิจารณา
ในทางตรงกันข้าม,การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ เทคโนโลยีนี้ง่ายกว่ามาก สำหรับโลหะ ไม้ หิน คอนกรีต และวัสดุผสมทุกชนิด เทคโนโลยีเลเซอร์แบบพัลส์สามารถใช้ทำความสะอาดได้ เพียงแค่ปรับกำลังเลเซอร์ ความถี่ และพารามิเตอร์อื่นๆ ของเลเซอร์การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ เมื่อใช้อุปกรณ์นี้แล้วปล่อยลำแสงเลเซอร์ที่มีความหนาแน่นพลังงานและความกว้างของลำแสงที่แตกต่างกัน ก็สามารถบรรลุข้อกำหนดในการทำความสะอาดวัสดุและมาตรฐานที่แตกต่างกันได้อย่างง่ายดาย มันคือ "เครื่องจักรอเนกประสงค์" อย่างแท้จริง!
5. ข้อดีอื่นๆ ของการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์กระบวนการ:
ในปัจจุบันนี้การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ โดยทั่วไปอุปกรณ์จะมีอายุการใช้งานยาวนานภายใต้เงื่อนไขการบำรุงรักษาที่ดี ขณะเดียวกัน อุปกรณ์เลเซอร์ส่วนใหญ่ใช้พลังงานไฟฟ้าและพลังงาน และไม่จำเป็นต้องเพิ่มวัสดุสิ้นเปลืองอื่นๆ เมื่อเปรียบเทียบกับการล้างด้วยน้ำแรงดันสูง การทำความสะอาดด้วยสารเคมี และการขัดถูแบบเดิมแล้ว อุปกรณ์นี้ยังช่วยประหยัดต้นทุนวัสดุสิ้นเปลืองในการทำความสะอาดได้อีกด้วยการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ การดำเนินการโดยทั่วไปสามารถควบคุมได้ ดังนั้นเจ้าหน้าที่จึงสามารถสังเกตการดำเนินการทำความสะอาดได้ตลอดเวลา และในเวลาเดียวกันการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ อุปกรณ์มีเสียงรบกวนต่ำในระหว่างการทำงานและจะไม่ก่อให้เกิดมลภาวะทางเสียงที่มากเกินไปต่อการเชื่อมต่อการทำงาน
ในการปกป้องโบราณวัตถุอันล้ำค่า ประเทศต่างๆ ทั่วโลกแทบไม่ใช้วิธีการทำความสะอาดด้วยสารเคมีและวิธีการทำความสะอาดด้วยแรงเสียดทานเชิงกลที่อาจทำให้โบราณวัตถุอันล้ำค่าเสียหาย และค่อยๆ ส่งเสริมการใช้วิธีการเหล่านี้การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ เทคโนโลยีที่เป็นอันตรายต่อโบราณวัตถุน้อยกว่าและมีประสิทธิภาพในการทำความสะอาดที่ดีกว่าและมีประสิทธิภาพมากกว่า