レーザー洗浄の原理、利点、用途の紹介

従来の洗浄業界にはさまざまな洗浄方法があり、そのほとんどは洗浄に化学薬品や機械的方法を使用します。今日、我が国の環境保護規制がますます厳しくなり、環境保護と安全に対する人々の意識が高まっているため、工業生産の洗浄に使用できる化学物質の種類はますます少なくなるでしょう。

よりクリーンで損傷のない洗浄方法を見つける方法は、私たちが考慮しなければならない問題です。レーザー洗浄は、非研磨、非接触、熱影響がないという特徴があり、さまざまな材質の対象物に適しています。これは最も信頼性が高く効果的なソリューションであると考えられています。同時に、レーザー洗浄機は、従来の洗浄方法では解決できない問題を解決できます。

 レーザークリーニングの図

なぜレーザーをクリーニングに使用できるのですか?なぜ洗浄対象物にダメージを与えないのでしょうか?まず、レーザーの性質を理解しましょう。簡単に言うと、レーザーは、共振空洞を使用して光を同じ方向に集束させ、波長や調整などがより単純であることを除いて、私たちの周囲に追従する光（可視光および不可視光）と何ら変わりはありません。したがって、理論的には、すべての波長の光を使用してレーザーを形成できます。しかし、実際には励起できる媒体がそれほど多くなく、工業生産に適した安定したレーザー光源を生成する能力は非常に限られています。最も広く使用されているのは、Nd:YAG レーザー、炭酸ガスレーザー、エキシマレーザーでしょう。Nd:YAG レーザーは光ファイバーを介して伝送でき、産業用途により適しているため、レーザー洗浄にもよく使用されます。

 利点:

機械的摩擦洗浄、化学的腐食洗浄、液体-固体の強力な衝撃洗浄、高周波超音波洗浄などの従来の洗浄方法と比較して、レーザー洗浄には明らかな利点があります。

1. レーザー洗浄は「グリーン」洗浄方法であり、化学薬品や洗浄液を一切使用せず、廃棄物を除去する場合は基本的に固体粉末であり、サイズが小さく、保管しやすく、リサイクル可能であり、引き起こされる環境汚染の問題を簡単に解決できます。化学洗浄による。

2. 従来の洗浄方法は接触洗浄が多く、洗浄対象物の表面に機械的な力がかかり、洗浄対象物の表面にダメージを与えたり、洗浄対象物の表面に付着した洗浄剤を除去することができず、二次的な汚れが発生します。汚れ、非研磨および非接触のレーザー洗浄により、これらの問題が解決されます。

3. レーザーは光ファイバーを介して送信でき、ロボットやロボットを使用して長距離操作を達成するのに便利で、従来の方法では部品に到達するのが簡単ではなかったが、危険な場所で使用すると作業員の安全を確保できます。

4. レーザー洗浄は効率的で時間を節約します。

原則:

パルスファイバーレーザーのクリーニングプロセスは、レーザーによって生成される光パルスの特性に依存し、高強度ビーム、短パルスレーザー、および汚染層の間の相互作用によって引き起こされる光物理反応に基づいています。物理的原理は次のように要約できます。

   レーザークリーニングの概略図

a) レーザーによって放射されたビームは、処理される表面の汚染層によって吸収されます。

b)大きなエネルギーを吸収すると急速に膨張するプラズマ（高度に電離した不安定なガス）が形成され、衝撃波が発生します。

c) 衝撃波により汚染物質が断片化され、排除されます。

d) 光パルスの幅は、処理された表面に破壊的な熱が蓄積するのを避けるために十分に短くなければなりません。

e) 実験により、金属表面に酸化物がある場合、金属表面にプラズマが発生することが示されました。

実用的なアプリケーション：

レーザー洗浄は、有機汚染物質だけでなく、金属錆、金属粒子、塵埃などの無機物質の洗浄にも使用できます。以下にいくつかの実際的なアプリケーションについて説明します。これらのテクノロジーは非常に成熟しており、広く使用されています。

 レーザーによるタイヤ洗浄の図

1.金型の洗浄

世界中のタイヤメーカーによって毎年何億本ものタイヤが製造されるため、ダウンタイムを節約するために、製造中のタイヤ金型の洗浄は迅速かつ確実に行う必要があります。

レーザー洗浄タイヤ金型技術は、初期投資コストが高いものの、待機時間を節約し、金型への損傷を回避し、作業の安全性を確保し、工場での原材料を節約できるため、ヨーロッパや米国の多くのタイヤ業界で使用されています。急速な回復によって得られた利益。

2. 武器および装備の洗浄

レーザー洗浄技術は兵器のメンテナンスに広く使用されています。レーザー洗浄システムを使用すると、腐食や汚染物質を効率的かつ迅速に除去でき、除去場所を選択して洗浄の自動化を実現できます。レーザー洗浄では、化学洗浄処理に比べて清浄度が高いだけでなく、対象物の表面にほとんどダメージを与えません。

3. 古い航空機塗装の除去

ヨーロッパでは、レーザー洗浄システムが航空業界で長年使用されてきました。飛行機の表面は一定期間が経過すると再塗装する必要がありますが、塗装前に古い塗装を完全に除去する必要があります。

従来の機械による塗装除去方法では、航空機の金属表面が損傷する傾向があり、安全な飛行に潜在的なリスクをもたらします。複数のレーザー洗浄システムを使用すると、A320 エアバスの表面の塗装層は、金属表面を損傷することなく 3 日以内に完全に除去できます。

4. エレクトロニクス産業における洗浄

エレクトロニクス産業向けのレーザー酸化物除去: エレクトロニクス産業は高精度の除染を必要とするため、レーザー酸化物除去に特に適しています。回路基板のはんだ付け前に、最適な電気的接触を確保するためにコンポーネントのピンを徹底的に脱酸する必要があり、汚染除去プロセス中にピンが損傷しないようにする必要があります。レーザー洗浄は使用要件を満たしており、非常に効率的であるため、1 つのピンに対して 1 回のレーザー照射のみが必要です。