레이저 클리닝 기술: 원리 및 응용 분야

1. 소개:

기술의 발전과 발전으로 레이저 가공 기술은 생산 현장에서 널리 사용되고 있습니다.

레이저 가공(레이저 빔 가공, LBM)은 드릴링, 절단, 전자 장치의 미세 조정, 용접, 열처리 등에 사용할 수 있습니다. 레이저 가공 기술의 한 분야로 레이저 클리닝 기술이 등장했습니다.

2. 레이저 클리닝 기술의 원리:

1. 오염 물질의 형태:

오염 물질은 주로 공유 결합, 쌍극자-쌍극자 상호작용, 모세관 작용, 수소 결합, 흡착, 정전기 등을 통해 표면에 결합됩니다.

그 중에서도 모세관 작용, 흡착, 정전기력(그림 1 참조)이 가장 깨지기 어렵습니다.

참고:

모세관 힘은 입자와 기질 표면 사이의 작은 틈에 형성되는 매우 얇은 액체 층(예: 대기 습도)의 응집력에서 비롯됩니다. 접착력은 미세한 오염 물질의 주요 접착력입니다.

2. 청소 메커니즘

레이저 빔은 최소 세 가지 효과를 낼 수 있습니다:

(1) 고체 표면에 기계적 공명을 유도하여 표면 먼지 또는 침전물의 분해 및 분리를 유발합니다;

(2) 표면의 먼지를 가열하여 팽창시켜 기본 재료의 먼지 입자에 대한 접착력을 극복하고 물체 표면에서 분리합니다;

(3) 먼지 분자를 순간적으로 기화, 기체화 또는 분해합니다.

3. 청소 방법 1 - 드라이클리닝.

세척을 위해 펄스 직접 방사선을 채택한 레이저는 기판이나 입자에 흡수되어 진동을 일으켜 기판과 오염 물질을 분리합니다.

4. 청소 방법 2 - 액상 필름 청소.

1. 인시던트 레이저.
2. 액체 필름.
3. 오염 입자.
4. 폭발적인 증발.
5. 서브스트레이트.

먼저 기판 표면에 액체 필름 층을 증착한 다음 다음을 사용합니다. 레이저 방사 를 눌러 청소하세요.

5. 청소 방법 3 - 레이저 + 불활성 가스.

레이저를 조사하는 동안 작업물 표면을 향해 불활성 가스를 분사합니다. 표면에서 먼지가 벗겨지면 표면에서 멀리 떨어진 가스에 의해 먼지가 날아가 청소된 표면의 재오염과 산화를 방지합니다.

3. 레이저 청소 기술의 응용.

1. 아트웍 청소.

• 1a. 작품의 원본 모습.
• 1b. 그림 위쪽에는 레이저 세척을, 아래쪽에는 화학 용제를 사용했습니다.
• 1c. 원래 모습과 레이저 클리닝 후 효과 비교.
• 1d. 레이저와 화학 용매를 결합한 청소.

2. 금형 청소

3. 비행기에서 오래된 페인트 제거하기.

유럽에서는 이미 항공 산업에서 레이저 클리닝 시스템이 사용되고 있습니다. 일정 기간이 지나면 비행기 표면을 다시 칠해야 하는데, 다시 칠하기 전에 오래된 페인트를 완전히 제거해야 합니다.

기존의 기계식 페인트 제거 방식은 비행기의 금속 표면을 손상시켜 비행 안전에 위험을 초래할 수 있습니다.

그러나 여러 레이저 클리닝 시스템을 사용하면 금속 표면을 손상시키지 않고도 A320 에어버스 표면의 페인트 층을 이틀 이내에 완전히 제거할 수 있습니다.

4. 원자로 내부 파이프라인 청소.

광섬유를 사용하여 고출력 레이저 빔을 원자로 내부로 유도함으로써 방사성 먼지를 직접 제거하고, 청소된 물질을 쉽게 폐기할 수 있습니다.

또한 원격으로 작업이 이루어지기 때문에 작업자의 안전을 보장합니다.

4. 결론

레이저 청소 기술은 액체, 고체, 문화 유물, 우주 쓰레기뿐만 아니라 폭발성 폐기물이거나 기질이 쉽게 손상되는 상황에서도 사용할 수 있습니다. 레이저를 사용하면 안전성, 고효율, 신뢰성 등의 장점이 있습니다.

비행기나 선박과 같은 금속 표면의 녹 제거 및 페인트 벗겨내기, 건물 표면 청소, 마이크로 전자 산업의 크리스탈 표면 청소에 적용하면 탁월한 우수성을 보여줍니다.

레이저 기술의 발전과 레이저 비용의 감소로 레이저 클리닝 기술의 적용이 더욱 확산될 것으로 추론할 수 있습니다.