레이저 클리닝 기술: 원리 및 응용 분야
유해한 화학물질이나 연마제 없이 표면의 잘 지워지지 않는 녹, 페인트 또는 오염 물질을 제거한다고 상상해 보세요. 획기적인 방법인 레이저 청소 기술은 레이저 빔을 사용하여 효율적이고 안전하게 표면을 청소합니다....
빛의 힘을 이용해 금속 표면을 원래의 아름다움으로 복원한다고 상상해 보세요. 레이저 클리닝은 기존 방식에 대한 정밀하고 친환경적인 대안을 제시하며 제조업에 혁신을 일으키고 있습니다. 이 글에서는 숙련된 기계 엔지니어가 레이저 세척 기술의 원리와 장점, 다양한 응용 분야를 설명하면서 레이저 세척 기술의 매력적인 세계를 소개합니다. 이 혁신적인 접근 방식이 금속 부품의 유지보수 및 리퍼비시 방식을 어떻게 변화시키고 있는지 알아보세요.
세계 최초의 레이저는 1960년 미국의 물리학자 시어도어 해롤드 메이먼이 합성 루비 결정을 사용하여 개발했습니다. 그 이후로 레이저는 수많은 분야에 혁명을 일으키며 의료, 정밀 제조, 계측, 재제조 공학 분야의 급속한 발전을 촉진했습니다. 레이저 기술의 확산은 사회 발전을 가속화하고 다양한 산업 분야의 세척 분야에서 획기적인 발전을 가져왔습니다.
레이저 클리닝은 기계적 마모, 화학적 에칭, 초음파 클리닝과 같은 기존 클리닝 방법과 비교했을 때 뚜렷한 장점을 제공합니다. 높은 효율성, 비용 효율성, 환경 친화성, 기판 보존 및 광범위한 재료 호환성을 갖춘 완전 자동화된 작업이 가능합니다. 이는 친환경 제조 및 지속 가능한 공정 원칙에 완벽하게 부합하는 것으로, 레이저 세척은 현재 산업 분야에서 가장 안정적이고 효과적인 세척 방법으로 자리매김하고 있습니다.
재제조 및 유지보수의 맥락에서 세척은 중고 기계 부품을 검사하고 수리하기 위한 중요한 전제 조건입니다. 레이저 클리닝 기술을 사용하면 표면 형태와 거칠기를 정밀하게 제어하는 동시에 기판의 클리닝 후 성능을 향상시킬 수 있습니다. 이 기술은 대형 부품의 제조, 표면 처리 및 재제조까지 다양하게 활용되며 탁월한 정밀도와 일관성을 제공합니다.
레이저 클리닝이 기존 방식을 완전히 대체하지는 못했지만, 제조 부문에서 에너지 절약과 배출량 감소에 대한 강조가 커지면서 레이저 클리닝의 도입이 증가하고 있습니다. 환경 규제가 강화됨에 따라 이 기술의 고유한 장점은 점점 더 중요해지고 있습니다. 2020년 이후 중국의 환경 보호법이 더욱 엄격해지고 안전에 대한 인식이 높아지면서 산업 청소 공정에서 특정 화학물질의 사용이 제한되고 있습니다. 그 결과 더 깨끗하고 비파괴적인 청소 방법에 대한 수요가 증가했습니다.
레이저 세척은 다양한 재료와 형상에 적합한 비마모성, 비접촉식, 열 중립적 접근 방식이 특징입니다. 선택적 코팅 제거, 민감한 표면의 오염 제거, 복잡한 부품의 정밀 세척 등 기존 방식으로는 해결하기 어려운 복잡한 세척 문제를 해결합니다. 업계에서 지속 가능성과 품질을 계속 우선시함에 따라 레이저 세척은 첨단 제조 및 유지보수 공정에서 필수 불가결한 기술이 될 것입니다.
레이저 청소의 원리
미크론 이하의 오염 입자가 공작물 표면에 부착되면 끈끈한 결합을 형성하여 기존의 세척 방법이 효과적이지 않은 경우가 많습니다. 하지만 나노 레이저로 공작물 표면을 세척하면 매우 효율적이고 정밀한 세척이 가능합니다.
비접촉 방식인 레이저 세척은 치수 정확도를 유지하면서 정밀 가공품과 복잡한 부품을 세척할 때 탁월한 안전성을 제공합니다. 이러한 고유한 특성 덕분에 레이저 세척은 세척 산업, 특히 고정밀 애플리케이션에서 탁월한 솔루션으로 자리매김하고 있습니다.
레이저가 기판을 손상시키지 않고 청소하는 데 효과적인 이유를 이해하려면 먼저 레이저 기술의 기본 원리를 이해해야 합니다. 레이저의 핵심은 우리를 둘러싼 빛과 유사한 전자기 방사선의 한 형태입니다. 그러나 레이저는 광학 공진기를 사용하여 빛을 특정 방향으로 시준하고 증폭하여 기존 광원에 비해 훨씬 더 높은 출력 밀도와 일관성을 가진 빔을 생성합니다.
이론적으로 레이저는 모든 파장의 빛에서 생성될 수 있습니다. 그러나 여기 매체의 현실적인 한계로 인해 안정적이고 산업적으로 실행 가능한 레이저 소스의 범위가 제한됩니다. 그 중에서도 Nd:YAG 레이저, CO2 레이저, 엑시머 레이저는 산업적으로 널리 사용되고 있습니다. 특히 Nd:YAG 레이저는 광섬유를 통해 전송할 수 있어 다양한 산업용 세척 공정에 특히 적합합니다.
과학적인 용어로 레이저 클리닝은 레이저 제거라고 더 정확하게 설명할 수 있습니다. 이 과정에는 레이저 빔을 조사하여 고체(또는 때때로 액체) 표면에서 물질을 제거하는 것이 포함됩니다. 물질 제거 메커니즘은 레이저 플럭스에 따라 달라집니다:
펄스 레이저가 절제에 가장 일반적으로 사용되지만, 연속파 레이저도 강도가 충분히 높으면 재료를 제거할 수 있습니다.
정밀한 광학 절제를 위해서는 파장이 약 200nm인 심자외선 엑시머 레이저가 주로 사용됩니다. 레이저 펄스당 제거 깊이와 제거되는 물질의 양은 여러 가지 요인에 의해 결정됩니다:
각 레이저 펄스에 의해 제거되는 재료의 총 질량은 제거율로 정량화됩니다. 또한 스캐닝 속도 및 라인 오버랩과 같은 레이저 빔 매개변수는 절제 공정의 효율성과 품질에 큰 영향을 미칩니다.
타이어 몰드 레이저 클리닝의 효과
1980년대 중반, 베클레미셰프와 알른 같은 연구자들은 레이저 시스템을 기존의 청소 방법과 통합하여 산업적 요구를 해결함으로써 레이저 청소 기술을 개척했습니다. 이 혁신적인 접근 방식은 레이저 클리닝이 뚜렷한 기술 분야로 발전할 수 있는 토대를 마련했습니다.
레이저 클리닝의 효과는 오염 물질과 기질 재료 사이의 다양한 결합력을 극복하는 능력에 뿌리를 두고 있습니다. 이러한 힘에는 공유 결합, 쌍극자-쌍극자 상호 작용, 모세관 작용, 반데르발스 힘 등이 있습니다. 레이저 클리닝은 이러한 접착 메커니즘을 방해하거나 능가함으로써 효과적인 오염 제거를 달성합니다.
레이저 클리닝은 높은 에너지 밀도, 정밀한 방향성, 강력한 초점 기능 등 레이저 방사선의 고유한 특성을 활용합니다. 이러한 특성을 통해 레이저는 오염 물질과 기판 사이의 결합력을 끊거나 오염 물질을 직접 기화시킬 수 있습니다. 이 프로세스는 접착 강도를 현저히 감소시켜 작업물에서 표면 오염 물질을 쉽게 제거할 수 있습니다.
그림 1은 레이저 청소의 개략적인 원리를 보여줍니다.
레이저 클리닝의 메커니즘은 표면 오염 물질이 레이저 에너지를 흡수하는 것입니다. 이렇게 흡수된 에너지는 빠른 기화 또는 순간적인 열팽창을 유도하여 오염물질과 기판 사이의 접착력을 극복합니다. 열 에너지가 증가함에 따라 오염 입자는 강한 진동을 겪게 되고 결국 기판 표면에서 분리됩니다.
레이저 청소의 효과는 몇 가지 주요 매개변수의 영향을 받습니다:
그림 1 레이저 청소의 개략도
레이저 청소 프로세스는 네 가지 단계로 나눌 수 있습니다:
레이저 클리닝 기술을 구현할 때는 대상 재료의 레이저 클리닝 임계값을 고려하고 최적의 레이저 파장을 선택하여 클리닝 효과를 극대화하는 것이 중요합니다. 이 임계값은 기판을 손상시키지 않고 클리닝 프로세스를 시작하는 데 필요한 최소 레이저 플루언스에 의해 결정됩니다.
레이저 클리닝은 표면 수정에 있어 고유한 이점을 제공합니다. 기판 표면의 미세 구조와 결정학적 방향을 해로운 영향 없이 변경할 수 있습니다. 또한 표면 거칠기를 정밀하게 제어할 수 있어 접착력, 습윤성, 내마모성 등 전반적인 표면 특성을 크게 향상시킬 수 있습니다.
청소 효과는 주로 세 가지 주요 요인에 의해 영향을 받습니다:
현재 레이저 클리닝 기술은 세 가지 주요 방법론을 포괄합니다:
각 방법론은 오염 물질과 기질 재료의 특성에 따라 뚜렷한 이점을 제공하며 특정 용도에 적합합니다.
펄스 레이저 클리닝은 고강도 레이저 펄스를 사용하여 화학 물질이나 연마제를 사용하지 않고 기판에서 오염 물질을 제거하는 고급 표면 처리 프로세스입니다. 이 비접촉 방식은 작업물을 향해 집중된 레이저 빔을 사용하여 기판 또는 표면 오염 물질의 에너지 흡수와 온도를 빠르게 높입니다. 그 결과 발생하는 열 효과로 원치 않는 물질을 효율적으로 제거할 수 있습니다.
이 프로세스는 두 가지 주요 메커니즘을 통해 작동합니다:
펄스 레이저 세척의 효과는 파장, 펄스 지속 시간, 에너지 밀도, 반복 속도 등 레이저 파라미터를 세심하게 최적화하는 데 달려 있습니다. 이러한 요소는 특정 기판 재료와 오염 물질 특성에 맞게 조정되어 기판 손상 위험을 최소화하면서 효율적인 세척을 보장합니다.
이 기술은 기존의 청소 방법에 비해 다음과 같은 몇 가지 장점이 있습니다:
펄스 레이저 클리닝은 자동차 제조, 전자 제품, 문화유산 보존, 항공우주 부품 유지보수 등 다양한 산업 분야에서 활용되고 있습니다.
습식 레이저 클리닝은 액체 도포와 펄스 레이저 조사를 결합한 고급 표면 준비 기술입니다. 이 프로세스는 레이저 처리 전에 물 또는 특수 세척 용액과 같은 얇은 액체 필름을 기판 표면에 도포하는 것으로 시작됩니다.
고에너지 펄스 레이저 빔이 액체 필름과 상호 작용하면 급속한 국소 가열과 폭발적인 기화를 일으킵니다. 이 급격한 상 변화는 기판-액체 계면에서 강력한 충격파를 생성합니다. 그 결과 발생하는 기계적 힘이 기판 표면에서 잘 지워지지 않는 미립자, 산화물, 유기 잔류물 등의 오염 물질을 효과적으로 제거합니다.
레이저 에너지와 액체 기화의 시너지 효과로 건식 레이저 청소 방식에 비해 청소 효율이 향상되며, 특히 미크론 이하의 입자와 박막을 제거할 때 더욱 효과적입니다. 또한 액체 필름은 제거된 오염 물질을 가두고 가두어 재침착 위험을 줄이고 공기 중 미립자를 최소화하는 데 도움이 됩니다.
하지만 이 기술에는 한계가 있습니다. 원치 않는 반응이나 표면 저하를 방지하기 위해 기판은 도포된 액체에 화학적으로 불활성이어야 한다는 점이 가장 큰 제약 조건입니다. 이는 특히 반응성 금속이나 물에 민감한 기판의 경우 적용 가능한 재료의 범위를 제한합니다. 또한 세척 공정을 최적화하기 위해 표면 장력, 점도, 레이저 파장 흡수와 같은 요소를 고려하여 액체를 선택해야 합니다.
이러한 어려움에도 불구하고 습식 레이저 세척은 반도체 제조, 문화유산 보존, 항공우주 및 자동차 산업의 고가 부품 보수 등 정밀 세척 분야에서 상당한 이점을 제공합니다.
레이저 플라즈마 충격파 청소 기술은 고강도 레이저 펄스가 주변 공기 매질을 이온화하여 분해할 때 발생하는 구형으로 확장되는 플라즈마 충격파의 힘을 활용합니다. 이 고급 청소 방법은 기존의 레이저 청소 기술에 비해 몇 가지 뚜렷한 이점을 제공합니다.
빠르게 전파되는 충격파가 기판 표면과 상호작용하여 레이저와 기판의 직접적인 접촉 없이도 오염 물질을 제거할 수 있는 운동 에너지를 전달합니다. 이 간접 에너지 전달 메커니즘은 기본 재료의 열 손상이나 제거 위험을 크게 줄여주므로 특히 민감하거나 섬세한 표면에 적합합니다.
이 기술의 주요 강점 중 하나는 일반적으로 10~50nm 크기의 나노 단위까지 미립자 오염물질을 효과적으로 제거할 수 있다는 점입니다. 기존의 레이저 세척 방법과 달리 플라즈마 충격파 세척의 효과는 레이저 파장의 제약을 받지 않으므로 시스템 설계 및 적용에 있어 더 큰 유연성을 제공합니다.
산업용 애플리케이션에서 청소 프로세스를 최적화하려면 다음과 같은 다양한 매개변수를 신중하게 고려해야 합니다:
이러한 매개변수는 최적의 결과를 보장하기 위해 특정 기질 재료, 오염 물질 유형 및 청소 요구 사항에 맞게 조정해야 합니다.
공정 검증 및 최적화를 위해서는 세척 효율과 표면 품질을 평가하는 것이 중요합니다. 일반적인 평가 방법에는 다음이 포함됩니다:
레이저 청소는 기계적 마찰, 화학적 부식, 액체-고체 충격, 고주파 초음파 청소와 같은 기존의 청소 방법에 비해 상당한 이점을 제공합니다:
2.1 환경 친화적: 레이저 청소는 화학 약품이나 세척액이 필요 없는 '친환경' 기술입니다. 발생하는 폐기물은 주로 고체 분말로, 부피가 작고 쉽게 담을 수 있으며 재활용이 가능한 경우가 많습니다. 따라서 화학적 청소 방법과 관련된 환경 문제를 해결하여 오염 및 유해 폐기물 관리 문제를 줄일 수 있습니다.
2.2 비접촉 프로세스: 표면에 기계적 힘을 가하여 잠재적으로 손상을 일으키거나 잔여물을 남길 수 있는 기존의 접촉 기반 청소 방법과 달리 레이저 청소는 비마모성이며 비접촉식입니다. 따라서 표면 손상과 2차 오염의 위험이 없어 청소 대상의 무결성을 보존할 수 있습니다.
2.3 다용도성 및 접근성: 레이저 빔은 광섬유를 통해 전송되어 로봇 시스템이나 조작기와 통합되어 원격으로 작동할 수 있습니다. 이를 통해 기존 방식으로는 접근하기 어려운 구역과 부품을 청소할 수 있습니다. 또한 사람이 직접 개입하지 않고도 위험한 환경에서 청소 작업을 할 수 있어 작업자의 안전도 향상됩니다.
2.4 정밀도와 선택성: 레이저 청소는 다양한 재료 표면의 광범위한 오염 물질을 탁월한 정밀도로 효과적으로 제거할 수 있습니다. 기존 방법으로는 달성할 수 없는 수준의 청결도를 달성할 수 있습니다. 기본 기판에 영향을 주지 않고 오염물질을 선택적으로 제거하도록 공정을 미세하게 조정할 수 있어 섬세하거나 고가의 부품에 이상적입니다.
2.5 높은 효율성: 레이저 청소 프로세스는 일반적으로 기존 방식보다 속도가 빨라 청소 사이클 시간을 크게 단축합니다. 이러한 고속 작업은 산업용 애플리케이션에서 생산성 향상과 가동 중단 시간 감소로 이어집니다.
2.6 장기적인 비용 효율성: 레이저 청소 시스템에 대한 초기 투자 비용은 상당하지만 장기적인 운영 비용은 낮습니다. 이러한 시스템은 최소한의 소모품으로 안정적이고 장기적인 성능을 제공합니다. 운영 비용은 주로 전기 비용으로 제한되므로 특히 대량 또는 연속 청소 애플리케이션에서 시간이 지남에 따라 경제적으로 유리합니다.
2.7 자동화 잠재력: 레이저 세척 시스템은 자동화된 생산 라인에 쉽게 통합할 수 있어 공정 일관성을 향상시키고 제조 흐름을 방해하지 않고 인라인 세척이 가능합니다. 이러한 통합 기능은 인더스트리 4.0 원칙 및 스마트 제조 이니셔티브와 잘 부합합니다.
펄스형 Nd:YAG 레이저 클리닝 프로세스는 레이저 광학 펄스의 고유한 특성을 활용하며, 기본적으로 고강도, 단시간 레이저 빔과 오염층 사이의 인터페이스에서 발생하는 광물리학적 반응을 기반으로 합니다.
기본 물리적 원리는 다음과 같이 설명할 수 있습니다:
a) 방출된 레이저 빔은 대상 표면의 오염층에 선택적으로 흡수됩니다.
b) 이렇게 집중된 에너지의 빠른 흡수는 고도로 이온화되고 불안정한 가스 상태인 고온의 급팽창 플라즈마의 형성을 유도합니다. 이 플라즈마 생성은 충격파의 전파를 촉발합니다.
c) 이러한 충격파는 표면에서 오염 물질의 파편화 및 후속 배출을 촉진합니다.
d) 이 프로세스에서 중요한 것은 레이저의 펄스 폭으로, 열 축적과 기본 기판의 잠재적인 열 손상을 방지할 수 있을 만큼 충분히 짧아야 합니다.
e) 실험적 증거에 따르면 금속에 표면 산화물이 있는 경우 플라즈마 형성은 금속-산화물 계면에서 우선적으로 발생합니다.
플라즈마 생성은 레이저 에너지 밀도가 특정 임계값을 초과할 때만 시작되며, 이는 제거할 오염물 또는 산화물 층의 특성에 따라 달라집니다.
그러나 에너지 밀도가 더 높은 임계값을 초과하면 기본 재료가 손상될 위험이 있습니다.
기판의 무결성을 유지하면서 효과적인 세척을 달성하려면 레이저 파라미터를 정밀하게 조정하는 것이 중요합니다. 광학 펄스의 에너지 밀도가 이 두 임계값 사이의 창에 속하도록 세심하게 제어해야 합니다.
각 레이저 펄스는 한정된 두께의 오염층을 제거합니다. 더 심각한 오염의 경우, 일반적으로 완전한 청소를 위해 여러 번의 펄스가 필요합니다.
철저한 표면 청소에 필요한 펄스 횟수는 오염 정도에 정비례합니다. 이 이중 임계값 메커니즘의 주요 장점은 청소 프로세스의 고유한 자체 조절 기능입니다.
낮은 임계값 이상의 에너지 밀도를 가진 레이저 펄스는 기본 재료가 노출될 때까지 오염 물질을 계속 제거합니다.
결정적으로, 에너지 밀도가 기판 재료의 손상 임계값 이하로 유지되는 한, 청소 프로세스는 기본 표면의 무결성을 손상시키지 않고 자동으로 종료됩니다.
레이저 청소는 금속 부식, 금속 입자, 먼지 등과 같은 유기 및 무기 오염 물질을 효과적으로 제거할 수 있는 다목적 기술입니다. 다음은 이미 높은 수준의 성숙도에 도달하여 널리 사용되고 있는 이 기술의 몇 가지 실제 적용 사례입니다.
전 세계 타이어 제조업체는 매년 수억 개의 타이어를 생산합니다. 생산 공정에서 타이어 몰드 세척은 효율적이고 효과적으로 이루어져야 가동 중단 시간을 최소화할 수 있습니다.
샌드블라스팅, 초음파 세척 또는 이산화탄소 세척과 같은 기존의 세척 방법을 사용하려면 세척 장비로 옮기기 전에 몇 시간 동안 금형을 식혀야 합니다. 이 과정은 상당한 시간이 걸리고 금형의 정확도가 쉽게 손상될 수 있습니다. 또한 화학 용매의 사용과 그로 인한 소음으로 인해 안전과 환경 보호에 대한 우려가 제기될 수 있습니다.
레이저 클리닝 방식은 이러한 문제에 대한 해결책을 제시합니다. 레이저는 광섬유를 통해 전송할 수 있기 때문에 사용 유연성이 뛰어납니다. 또한 레이저 클리닝 방식은 광섬유와 결합하여 금형의 손이 닿기 어려운 부분까지 빛을 전달할 수 있어 청소가 더 쉬워집니다. 또한 레이저 세척 공정은 고무를 가스화하지 않으므로 유독 가스 배출의 위험이 없고 안전한 작업 환경을 보장합니다.
타이어 몰드용 레이저 클리닝 기술은 유럽과 미국 타이어 산업에서 널리 채택되고 있습니다.
레이저 클리닝 타이어의 효과
레이저 세척 장비의 초기 비용은 높지만 가동 중단 시간 감소, 곰팡이 손상 방지, 안전성 향상, 원자재 사용량 감소 등의 이점을 통해 이러한 투자를 빠르게 상쇄할 수 있습니다.
타이어 회사의 생산 라인에서 실시한 세척 테스트에 따르면, 레이저 세척 장비를 사용하여 대형 트럭 타이어 몰드 세트를 온라인으로 단 2시간 만에 세척할 수 있었습니다.
기존 청소 방법과 비교했을 때 레이저 청소의 경제적 이점은 분명합니다.
식품 산업에서는 위생을 유지하기 위해 금형의 점착 방지 탄성 필름을 정기적으로 교체해야 합니다. 화학 약품이 필요 없는 레이저 클리닝은 이러한 용도에 매우 적합합니다.
곰팡이 청소 효과
레이저 클리닝 기술은 무기 유지 보수에 널리 활용되고 있습니다.
레이저 클리닝 시스템은 녹과 오염 물질을 효율적이고 빠르게 제거할 수 있는 방법이며, 선택적으로 제거할 수 있어 자동화된 클리닝 프로세스를 제공합니다.
레이저 청소는 화학적 청소에 비해 더 높은 수준의 청결도를 제공할 뿐만 아니라 청소 대상의 표면 손상을 최소화합니다.
또한 다양한 파라미터를 조정하여 금속 표면에 고밀도 산화물 보호막 또는 금속 용융층을 형성하여 강도와 부식에 대한 내성을 향상시킬 수 있습니다.
마지막으로 레이저 청소로 발생하는 폐기물은 환경 친화적이며 원격으로 프로세스를 수행할 수 있어 작업자의 건강 위험을 줄일 수 있습니다.
유럽에서는 레이저 청소 시스템이 항공 산업에서 오랫동안 널리 사용되어 왔습니다.
항공기 표면은 일정 기간이 지나면 다시 칠해야 하지만, 그 전에 오래된 페인트를 완전히 제거해야 합니다.
기존의 기계식 페인트 제거 방법은 항공기의 금속 표면을 쉽게 손상시켜 안전 비행에 위협이 될 수 있습니다.
하지만 여러 레이저 클리닝 시스템을 활용하면 금속 표면을 손상시키지 않고 이틀 안에 A320 에어버스 표면의 페인트 층을 완전히 제거할 수 있습니다.
중국 경제의 급속한 성장과 함께 점점 더 많은 고층 빌딩이 건설되고 있으며 외벽 청소에 대한 문제가 점점 더 널리 퍼지고 있습니다. Laserlaste 레이저 청소 시스템은 최대 70미터 길이의 광섬유를 통해 건물 외벽을 청소하는 데 효과적인 솔루션을 제공합니다.
이 시스템은 돌, 금속, 유리 등 다양한 표면의 모든 종류의 오염 물질을 효과적으로 청소할 수 있어 기존 청소 방법보다 몇 배 더 높은 청소 효율을 제공합니다.
또한 건물 외관에 사용되는 다양한 석재에서 검은 반점과 변색을 제거할 수 있습니다.
송산 소림사의 건물과 석판에 레이저 청소 시스템을 사용한 실험 결과, 레이저 청소가 고대 건물을 보호하고 외관을 복원하는 데 매우 긍정적인 효과가 있는 것으로 나타났습니다.
전자 산업은 산화물 제거를 위해 레이저 기술을 활용합니다. 이 산업에서는 정밀한 오염 제거가 매우 중요하므로 레이저 산화물 제거가 이상적인 솔루션입니다.
회로 기판을 용접하기 전에 최적의 전기 접촉을 보장하기 위해 구성 요소 핀에서 산화물을 완전히 제거해야 합니다. 이 과정에서 핀이 손상되지 않아야 합니다.
레이저 클리닝은 이러한 요건을 충족할 수 있으며 매우 효율적입니다. 실제로 핀 하나만 레이저에 한 번만 노출하면 효과적으로 오염을 제거할 수 있습니다.
정밀 기계 산업에서는 윤활과 내식성을 위해 사용되는 에스테르와 미네랄 오일을 부품에서 제거해야 하는 경우가 많습니다. 이 작업은 일반적으로 화학적 방법을 통해 수행되지만 화학적 세척은 종종 잔여물을 남깁니다.
레이저 탈에스테레이션은 부품 표면을 손상시키지 않고 에스테르와 미네랄 오일을 완전히 제거할 수 있는 대안입니다. 이는 충격파를 사용하여 이루어집니다.
충격파는 부품 표면의 얇은 산화물 층이 폭발적으로 기화되어 형성되므로 기계적 상호작용이 아닌 오염 물질 제거로 이어집니다.
이 레이저 세척 방법은 항공우주 산업에서 기계 부품의 철저한 탈에스테르를 위해 널리 사용됩니다.
또한 기계 부품 가공에 적용하여 오일 에스테르를 제거할 수 있습니다.
레이저 클리닝 시스템은 원자력 발전소 원자로의 배관 청소에도 활용되고 있습니다.
광섬유를 사용하여 고출력 레이저 빔을 원자로에 도입하여 방사성 먼지를 직접 제거하기 때문에 청소가 용이합니다. 또한 원격 작동으로 작업자의 안전을 보장합니다.
결론적으로 레이저 클리닝은 자동차 제조, 반도체 웨이퍼 청소, 정밀 부품 가공 및 제조, 군사 장비 청소, 건물 외벽 청소, 문화재 보호, 회로 기판 청소, 정밀 부품 가공 및 제조, LCD 청소, 껌 잔여물 제거 등 많은 분야에서 중요한 역할을 합니다.
펄스 레이저에 의한 직접 방사선 오염 제거라고도 하는 레이저 드라이 클리닝 방법. 이 기술은 고에너지 레이저 펄스를 사용하여 추가 매체 없이 기판 표면의 오염 물질을 직접 제거합니다.
레이저 보조 액막 방식은 레이저를 조사하기 전에 기판 표면에 얇은 액막을 증착하는 방식입니다. 이 액체는 레이저 에너지를 흡수하고 국소 기화 및 음향 충격파를 통해 오염 물질 제거를 용이하게 하여 세척 효율을 높입니다.
불활성 가스 어시스트를 사용한 레이저 세척은 레이저 방사와 불활성 가스 흐름을 동시에 사용합니다. 레이저가 오염 물질을 제거하면 불활성 가스(일반적으로 아르곤 또는 질소)가 이물질을 즉시 제거하여 재침착과 산화를 방지합니다. 이 방법은 민감한 표면이나 반응성 물질로 작업할 때 특히 효과적입니다.
섬세한 석조 문화 유물에 주로 사용되는 레이저-화학 하이브리드 클리닝은 레이저 방사선을 이용해 오염 물질을 풀어준 다음 비부식성 화학 세제를 표적에 도포하는 방식입니다. 이 2단계 프로세스를 통해 깨지기 쉬운 유물을 더 부드럽게 세척할 수 있습니다.
처음 세 가지 방법은 산업 분야에서 널리 채택되고 있으며, 네 번째 방법은 전문 보존 작업을 위해 예약되어 있습니다.
레이저 클리닝 기술은 10년 이상 전 세계적으로 석재에 적용되어 문화유산 보존과 산업 표면 처리에서 그 효과를 입증해 왔습니다. 중국에서는 레이저 장비의 초기 높은 자본 비용으로 인해 석재에 레이저 클리닝을 도입하는 속도가 더디게 진행되었습니다.
초기 투자 비용이 더 많이 들지만 레이저 클리닝은 기존 방식에 비해 다음과 같은 상당한 이점을 제공합니다:
빔 품질, 전력 효율, 시스템 통합이 개선되고 장비의 비용 효율성이 향상되고 널리 보급되는 등 레이저 기술이 계속 발전함에 따라 레이저 세척은 석재 세척 산업에서 점점 더 중요한 역할을 하게 될 것입니다. 이러한 추세는 문화유산 보존부터 첨단 제조에 이르기까지 다양한 분야에서 지속 가능한 고정밀 표면 처리 공정에 대한 수요가 증가함에 따라 더욱 힘을 얻고 있습니다.
MachineMFG의 창립자인 저는 10년 넘게 금속 가공 산업에 종사해 왔습니다. 폭넓은 경험을 통해 판금 제조, 기계 가공, 기계 공학 및 금속용 공작 기계 분야의 전문가가 될 수 있었습니다. 저는 이러한 주제에 대해 끊임없이 생각하고, 읽고, 글을 쓰면서 제 분야에서 선두를 유지하기 위해 끊임없이 노력하고 있습니다. 저의 지식과 전문성을 귀사의 비즈니스에 자산으로 활용하세요.
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