היכרות עם עקרונות ניקוי לייזר, יתרונות ויישומים

קיימות שיטות ניקוי שונות בתעשיית הניקיון המסורתית, רובן עושות שימוש בחומרים כימיים ובשיטות מכניות לניקוי.כיום, ככל שתקנות הגנת הסביבה במדינה שלי מחמירות יותר ויותר והמודעות של אנשים להגנת הסביבה ולבטיחות גוברת, סוגי הכימיקלים שניתן להשתמש בהם בניקוי ייצור תעשייתי יפחתו ופחות.

איך למצוא שיטת ניקוי נקייה יותר ולא מזיקה היא שאלה שעלינו לשקול.לניקוי בלייזר יש מאפיינים של לא שוחק, ללא מגע, ללא השפעה תרמית ומתאים לחפצים מחומרים שונים.זה נחשב לפתרון האמין והיעיל ביותר.יחד עם זאת, מכונות ניקוי בלייזר יכולות לפתור בעיות שלא ניתן לפתור בשיטות ניקוי מסורתיות.

 תרשים ניקוי בלייזר

מדוע ניתן להשתמש בלייזר לניקוי?למה זה לא גורם נזק לחפצים שמנקים?ראשית, בואו נבין את טיבו של הלייזר.בפשטות, הלייזרים אינם שונים מהאור (אור נראה ואור בלתי נראה) שעוקבים אחרינו סביבנו, אלא שלייזרים משתמשים בחללי תהודה כדי למקד את האור באותו כיוון, והם בעלי אורכי גל, קואורדינציה, וכו' פשוטים יותר. הוא טוב יותר, אז בתיאוריה, אור מכל אורכי הגל יכול לשמש ליצירת לייזרים.אולם למעשה, אין הרבה מדיות שניתן לרגש, ולכן היכולת לייצר מקורות אור יציבים בלייזר המתאימים לייצור תעשייתי היא מוגבלת למדי.הנפוצים ביותר הם כנראה Nd: לייזר YAG, לייזר פחמן דו חמצני ולייזר אקסימר.מכיוון שניתן להעביר לייזר Nd: YAG דרך סיבים אופטיים והוא מתאים יותר ליישומים תעשייתיים, הוא משמש לעתים קרובות גם בניקוי לייזר.

 יתרונות:

בהשוואה לשיטות ניקוי מסורתיות כגון ניקוי חיכוך מכני, ניקוי קורוזיה כימי, ניקוי השפעה חזקה של נוזל-מוצק וניקוי קולי בתדירות גבוהה, לניקוי הלייזר יש יתרונות ברורים.

1. ניקוי בלייזר הוא שיטת ניקוי "ירוקה", ללא שימוש בכימיקלים ופתרונות ניקוי כלשהם, ניקוי הפסולת הוא בעצם אבקה מוצקה, גודל קטן, קל לאחסון, ניתן למיחזור, יכול לפתור בקלות את בעיית זיהום הסביבה הנגרם על ידי ניקוי כימי;

2. שיטות ניקוי מסורתיות הן לעתים קרובות ניקוי מגע, ניקוי פני השטח של החפץ בעל כוח מכני, נזק למשטח החפץ או מדיום ניקוי המחובר למשטח החפץ המיועד לניקוי, לא ניתן להסיר, וכתוצאה מכך משני זיהום, ניקוי לייזר ללא שוחקים וללא מגע כך שבעיות אלו ייפתרו;

3. לייזר יכול להיות מועבר דרך סיבים אופטיים, עם רובוטים ורובוטים, נוח להשיג פעולה למרחקים ארוכים, יכול לנקות את השיטות המסורתיות לא קל להגיע לחלקים, אשר בכמה מקומות מסוכנים לשימוש יכול להבטיח את בטיחות הצוות;

4. ניקוי בלייזר יעיל וחוסך זמן;

עקרונות:

תהליך ניקוי הלייזר בסיבי פולס תלוי במאפיינים של פולסי האור שנוצרים על ידי הלייזר ומתבסס על התגובה הפוטופיזית הנגרמת על ידי האינטראקציה בין הקרן בעוצמה גבוהה, הלייזר הקצר והשכבה המזוהמת.ניתן לסכם את העיקרון הפיזיקלי כך:

   סכמת ניקוי בלייזר

א) הקרן הנפלטת מהלייזר נספגת בשכבה המזוהמת על פני השטח לטיפול.

ב) ספיגת אנרגיה גדולה יוצרת פלזמה המתרחבת במהירות (גז לא יציב מיונן מאוד), אשר מייצרת גל הלם.

ג) גל ההלם גורם למזהמים להתפרק ולדחייה.

ד) רוחב דופק האור חייב להיות קצר מספיק כדי למנוע הצטברות חום הרסנית על המשטח המטופל.

ה) ניסויים הראו שפלזמה נוצרת על משטחי מתכת כאשר יש תחמוצת על פני השטח.

יישומים מעשיים:

ניתן להשתמש בניקוי בלייזר לניקוי לא רק מזהמים אורגניים, אלא גם חומרים אנאורגניים, לרבות חלודה ממתכת, חלקיקי מתכת, אבק וכן הלאה.להלן מתארים כמה יישומים מעשיים, טכנולוגיות אלה בוגרות מאוד ונעשה בהן שימוש נרחב.

 תרשים ניקוי צמיגים בלייזר

1. ניקוי תבניות

עם מאות מיליוני צמיגים המיוצרים מדי שנה על ידי יצרני צמיגים ברחבי העולם, ניקוי תבניות הצמיגים במהלך הייצור חייב להיות מהיר ואמין כדי לחסוך בזמן השבתה.

טכנולוגיית עובש צמיגים לניקוי בלייזר שימשה במספר רב של תעשיית הצמיגים באירופה ובארה"ב, למרות שעלויות ההשקעה הראשוניות גבוהות, אך יכולות לחסוך זמן המתנה, למנוע נזק לעובש, בטיחות בעבודה ולחסוך בחומרי גלם על רווחים שהושגו בעקבות ההתאוששות המהירה.

2. ניקוי נשק וציוד

טכנולוגיית ניקוי בלייזר נמצאת בשימוש נרחב בתחזוקת נשק.השימוש במערכת ניקוי לייזר יכול להסיר ביעילות ובמהירות קורוזיה ומזהמים, ויכול לבחור את אתר ההסרה כדי לממש את האוטומציה של הניקוי.בניקוי בלייזר, לא רק שהניקיון גבוה יותר מזה של תהליכי ניקוי כימיים, אלא שלמעשה אין נזק לפני השטח של החפץ.

3. הסרת צבע מטוס ישן

באירופה מערכות ניקוי לייזר משמשות כבר זמן רב בתעשיית התעופה.יש לצבוע מחדש את פני השטח של מטוס לאחר פרק זמן מסוים, אך יש להסיר לחלוטין את הצבע הישן לפני הצביעה.

שיטות מסורתיות להסרת צבע מכאניות מועדות לנזק למשטח המתכת של המטוס, מה שמציב סיכון פוטנציאלי לטיסה בטוחה.אם נעשה שימוש במספר מערכות ניקוי בלייזר, ניתן להסיר את שכבת הצבע על פני השטח של A320 Airbus לחלוטין תוך שלושה ימים מבלי לפגוע במשטח המתכת.

4. ניקיון בתעשיית האלקטרוניקה

הסרת תחמוצת בלייזר לתעשיית האלקטרוניקה: תעשיית האלקטרוניקה דורשת טיהור דיוק גבוה ומתאימה במיוחד להסרת תחמוצת בלייזר.לפני הלחמת לוח מעגלים, יש לבצע ביטול חמצון יסודי של פיני רכיבים כדי להבטיח מגע חשמלי אופטימלי, ואסור שהפינים ייפגעו במהלך תהליך הטיהור.ניקוי בלייזר עונה על הדרישות לשימוש והוא כל כך יעיל שצריך רק חשיפת לייזר אחת לסיכה אחת.