Лазерийн метал цэвэрлэх машин нь мэдрэг гадаргуунд аюулгүй юу?

Хэрхэн Лазерийн метал цэвэрлэх машинууд Ажил: Хүрэлцэхгүй технологийн нарийн төвөгт ажиллагаагаар

Лазерийн метал цэвэрлэх машин нь бохирдлыг арилгахад хяналттай энерги дамжуулалт физик хүрэлцэлгүйгээр. Лазерын цацрагийг микроскопын бохирдлын дээр төвлөрүүлснээр эдгээр системүүд бохирдлын давхаргуудыг ууршуулж, мэдрэг суурин гадаргууг хэрэгцээтэй байлгана.

Абляцийн эхлэлийн цэг болон сонгомол материал зайлуулах ухаан

Бүх материалууд лазерын молекулын холбоог таслах цэгтээ өөрийн онцлог цэгтэй байдаг. Үүнийг бид абляцийн эхлэлийн цэг гэж нэрлэдэг. Ухаалаг лазерийн систем нь өртөг, исэлдэлтийн давхарга болон цэвэр металлуудын абляцийн эхлэлийн цэгүүдийн ялгааг ашигладаг. Жишээлбэл, зэсэн хайлш авч үзье. Исэлдсэн давхарга нь цэвэр гадаргуутай харьцуулахад ойролцоогоор 150 хувь их энерги шингээдэг тул техникийн ажилчид коррозийг зайлуулж, доод талын сайн металл хэвээр байлгах боломжтой болдог. Орчин үеийн лазер удирдах программ нь жоуль/квадрат сантиметрээр хэмжигдэх чадлын нягтыг тасралтгүй өөрчилж байдаг тул нарийн материалтай ажиллах үед аюулгүй байдлын хязгаарыг давж болохгүй юм. Ийм нарийн тохируулга нь материал бүрэн хадгалагдах нь маш чухал байх үйлдвэрлэлийн орчинд томоохон ялгааг бий болгодог.

Импульс лазер болон тасралтгүй долгион лазер: Яагаад чанарын гадаргуу дээр цөмийн лазер удирдлагыг сайжруулах вэ

Наалдваргүй ажиллахад олон мэргэжилтнүүд импульсийн хатуу төлөвийн лазерыг сонгодог. Учир нь тэдгээрийн энерги нэг сая дахь нэгээс нэг тэр бумны хооронд үргэлжилдэг маш богино цохилт үүсгэдэг. Эдгээрийн халалтын нийтлэг дулааныг тасралтгүй ажилладаг системүүдтэй харьцулахад ойролцоогоор гуравны хоёроор бууруулдаг. Лазерийн ажиллах арга нь материалыг импульс бүрийн дараа хөргөх цагийг олгодог тул материалыг яг хэдэн миллиметрийн хэдэн хувь нь зайлуулахыг хянах боломжийг олгодог. Жишээ нь, электроникуудын үйлдвэрлэлд 50 Вт-ын импульс лазер нимгэн цахиурын хэлхээн дээрх исэлдсэн давхаргаас цэвэрлэхэд маш сайн ажилладаг. Цахиурын зузаан нь 0.2 мм байна. Энэ процессийн үед температур 15 хэмээс доош байгаа тул олон давхаргат хэвлэгдсэн хэлхээний самбарыг муудах эрсдэлгүй байна.

Наалдваргүй цэвэрлэх нь нарийн металл ба давхарга бүхий дэд суурин цэвэрлэх давуу тал

Энэ холболтгүй арга нь цайр (HV 15–25) шиг зөөлөн металлууд дээр жижиг зурхай үлдээхгүйгээр хучилттай материалын гадаргууг хучилтанд бэлтгэж өгдөг. Нисэх онгоцны үйлдвэрлэгчид титанен хөдөлгүүрийн деталейг механик аргаар цэвэрлэхэд хучилт эрдэг 73%-иас хэтрэхгүй байхад лазерийн цэвэрлэгээгээр 98% хүртэл хадгалдаг талаар мэдээлжээ.

Аюулгүй байдал шалгах: Мэдрэг материалыг дулааны болон бүтцийн халдагдлаас урьдчилан сэргийлэх

Зузаан багатай металл дээр лазер цэвэрлэх үед муруйх, өнгө алдах, жижиг гэмтэл үүсэх эрсдэл

Лазер цэвэрлэх нь ихэнх хэрэглээнд маш сайн ажилладаг боловч тохиргоог нь буруу хийх нь урт хугацаанд асуудал үүсгэж болзошгүй юм. 0.5-2 мм зузаан цуврамт хавтгай дээр ажиллахдаа үнэндээ 150 Вт-аас дээш чадалтай цагаан тасралтгүй лазер ашиглавал муруйх магадлал 12-25% их байдаг. Өнгөрсөн жил “Applied Surface Science”-д хэвлэгдсэн зарим шинэ судалгаа сонирхолтой зүйл харуулсан бөгөөд - импульс лазерын технологийг солиход дулааны нөөцөлдөх нь 40-60% буурдаг тул зэсэн суурьтай материалыг хэрэглэхэд өнгөний өөрчлөлтийг багасгадаг. Мөн никель дээд хайлшийг анхаарах хэрэгтэй, учир нь эдгээр онцгой металлууд лазерын импульс 15 наносекундээс урт үргэлжилбэл 5 мкм-ээс бага гүн хүртэл трещин үүсдэг. Ийм шахам бага хэмжээний гэмтэл нь эхэндээ муу харагдахгүй ч урт хугацааны ажиллагаа, найдвартай байдалд нөлөөлдөг.

Нимгэн гадаргууг хамгаалахын тулд цахилгааны тохируулгыг оновчлох ба импульсын хугацааг тодорхойлох

Аюулгүй материал авах нь тэнцвэртэй параметрүүдэд хамааралтай:

Зөв нарийвчлалыг баталгаажуулахын тулд бага ба дунд зэрэг чадлын лазерыг ашиглан эд ангиудын бүрэлдэхүүний бүхэл байдал алдагдахааргүй байлгана

Цөөн чимхээр (жишээ нь 20-50 Вт) цацрагийн чадалтай ширхэг лазер нь 3 микрометр зеб зеб зузаан байж болох түүхэн үнэрт давсны давхрагыг эвдэхгүйгээр цахилгаан баганын исэлдсэн давхрагыг сонгомол арилгаж чаддаг. 75-120 Вт-ын дунд зэрэг чадалтай системүүд нь хэвлэмэл хэлхээний самбарыг цэвэрлэхэд гайхалтай нарийн төвөгтэй ажилладаг. Тэдгээрийн тусламжтайгаар материалыг 0.02 мм хүртэл хүрээд хүрээгүйгээр авч болох бөгөөд энэ нь 30 AWG-ын утасны давхаргаас давхаргыг авч түүний доторх изоляцийг шүргэлгүйгээр авахтай адил юм. Ийм төрлийн системүүдэд онцгой юм бол тэдгээрийн бодит цагийн дулааны хяналтын онцлог юм. Гадаргуун температур 60 хэмийн чухал ач холбогдолтой цэгт ойртож эхлэхэд ган дээрх полимер давхрага задарч эхлэх ба систем нь эвдрэлийг сэргийлэхийн тулд чадлын гаралтыг бууруулдаг.

Мэдрэг металлууд дээрх хэрэглээ: Үр дүнтэй байдал болон аюулгүй байдлын тэнцвэр

Цагаан тугалга, зэс, титаныг суурь материалыг хор хөнөөлгүйгээр цэвэрлэх

Гэрлийн цэвэрлэгээ нь хөнгөн металл бүхий давсны давхаргыг цэвэрлэхэд маш сайн ажилладаг бөгөөд хөнгөн металлүүдийн бат бөх чанарыг алдагдуулдаггүй. Онцгой нисэх онгоцны хуванцар алюминийн хайлш цэвэрлэхэд 25 Вт-аас бага чадалтай импульсын лазер маш сайн ажилладаг байна. Эдгээр лазерууд металл бетонд байгаа бүх төрлийн бохир, тос, хөрсийг цэвэрлэж чаддэг бөгөөд коррозийн эсэргүүцэлд нөлөөлөхгүй. Цахилгаан аппаратын үйлдвэрлэл нь энэ технологийг ашиглаж эхэлсэн. 10 миллиардны нэг секундээс бага хугацаатай импульсыг цацрагч тогтвортой төлөвийн лазерууд нь зэсний тунимын давхаргыг 0.1 мм зузааныг цэвэрлэхэд жижиг трещинуудыг үлдээхгүйгээр цэвэрлэж чаддаг. Мөн эмнэлгийн хэрэглээнд титаны мэс засалд зориулсан багаж хэрэгсэл нь 1,070 нанометрийн долгионы урттай ширээний лазер ашиглан эмнэлгийн багажийг эмнэлгийн багажийг хүний биед аюулгүй байдлыг хадгалан үлдээж байгаа органик бодисуудыг бүрэн арилгаж чаддаг.

Туршлагын жишээ: Цахилгаан хэрэгсэл үйлдвэрлэхэд зэсний зурааснаас оксидыг арилгах

2023 онд хийсэн үйлдвэрлэлийн туршилтаар 50Вт-ийн импульс лазер нь хэвлэмэл хэлхээний хавтангаас зэсийн исэл (CuO) -ийг 98% үр дүнтэй арилгасан байна. 40% туяаны давхцал, 3.5 Ж/см² нэвчилттэйгээр дэд хавтангийн температур зузаан олон давхаргатай хавтангийн хувьд 8°C-аар нэмэгдсэн нь хэлхээний хавтангийн мурийхийг урьдчилан сэргийлсэн. Энэ арга нь химийн идэвхжүүлэхээс үүдэлтэй хорт боловсруулалтын хаягдлыг арилгаж, цэвэрлэх цагийг 73%-иар бууруулсан.

Маш нимгэн давхуулаг болон дулаан мэдрэг хайлшийн лазер арилгах аргын хязгаарлалт

Лазерын систем нь 50 мкм-ээс бага зузаантай материалыг тохируулахад анхааралтай ханддаг. Никель-алюминийн дулааныг тусгаарлах давхуулаг 400°C-аас дээш температурт халахад давхраалах эрсдэлтэй байдаг тул 20 кГц-ээс доош давтамж шаарддаг. Автомашины хэсэгт цинк-никель цахилгаан бүрэлдүүлсэн гадаргуугийн хувьд цинкийн хомсдолыг сэргийлэхийн тулд милисекундын хугацааны импульсыг шаарддаг бөгөөд энэ нь өндөр хүртээмжтэй тохируулгын үед ихэвчлэн тохиолддог.

Удамшилт хамгаалалт дахь хазуургагүй цэвэрлэгээ

Соёлын үнэт зүйлсийг лазераар цэвэрлэх: Соронзон хаягдахгүйгээр коррозийг арилгах

Лазерийн цэвэрлэгээ нь соёлын эд зүйлс дээрх орших үнэ цэнэтэй исэлдээгүй байдал хэвээр хадгалан цахлайг сонгомол арилгадаг. Цохилтот биед суурилсан лазер нь бронз болон төмрийн хувьд 0.5–2.5 Ж/см² абляцийн утгын хүрээнд бохирдлыг зориуд арилгадаг бөгөөд эд материалд өөрчлөлт оруулахгүй байна. Хожим үеийн төмрийн эд зүйлсийн 2022 онд хийсэн шинжилгээнд цахлайн 98%-г арилгасан бөгөөд 0.003 мм-ээс бага материал алдагдаж, түүхэн исэлдэлтийн загварыг хадгалан амьд байлгасан байна.

Туршлагын жишээ: Гадаргуугийн цөөхөн нөлөө үзүүлэн хуучин бронзын эд зүйлсийг сэргээх ажил

50 Вт-ын ширхэг лазер нь 15-р зууны Минь улсын бронзын дүрсүүдийг 80 кГц давтамж, 80 нс цохилтын хугацааг ашиглан сэргээжээ. Үр дүн нь:

Энэ процессын үр дүнд 400 жилийн турш цугласан бохирдлыг авч хаях боломжтой болсон ч анхны хам зах юүлэх патин нь хэвээр хадгалагдсан.

Нарийвчлалын парадокс: Буцаан сэргээх боломжгүй хэмнэлтгүй цэвэр гадаргуу олох

2023 онд ИКОМОС-ККРОМ-оор нийтэлсэн судалгаагаар эрдэнэ чулуунд хурдан хорт нөлөө үзүүлдэг хлорид шиг хордуу бодисуудыг устгах гэж оролдож буй үед томоохон асуудал үлдээд байгаа бөгөөд энэ нь фото термал халдлагыг зөвшөөрөхгүй байх ёстой. Өнөөгийн технологи эдгээр асуудлыг хэд хэдэн аргаар шийдвэрлэдэг. Жишээ нь: температурыг тогтмол хянах замаар 80 градус Цельсийн доор байлгах, гэрлийн долгионы уртыг 1030-1070 нанометр хооронд нарийвчлан тохируулах, эмчилгээний явцад шаардлагатай бол лазерын импульсыг тохируулах гэх мэт. Эдгээр шинэ аргачлалууд нь 0.2 мм-ийн зузаан алтны нимгэн нимгэн давхаргыг ч цэвэрлэх боломжийг олгодог бөгөөд анхны материалын 0.1 хувь эсвэл түүнээс багыг алдах нь боломжгүй байсан уламжлалт аргуудыг ашиглах боломжгүй болгож байна.

Мэдрэг орчинд лазерын аюулгүй байдалын стандарт болон ажиллагааны анхааруулга

Лазерийн металл цэвэрлэгч машин нь мөн чанарын аюулгүй байдалд I–IV ангиллын аюулгүй байдал тулгуурлан тусгай протоколыг баримтлах шаардлагатай бөгөөд тухайлбал, мэдрэг гадаргууд онцгой анхаарал хандуулах шаардлагатай. Аж ахуйн цэвэрлэгээнд ихэвчлэн 4-р ангиллын лазер (өндөр чадлын, импульсийн хатуу төлөвийн системүүд) ашигладаг бөгөөд термал деформаци эсвэл зориуд бус абляцийг саатуулах инженерийн хамгаалалтыг шаарддаг.

Лазерын ангилал (I–IV) болон мэдрэг гадаргуу цэвэрлэхэд холбогдолтой байдал

4-р ангиллын лазер (500 мВт–10 кВт) нь материалыг зориуд бус устгах эсвэл цацраг сарних зэрэг эрсдэлтэй байдаг. IEC 60825-1 ба ANSI Z136.1 (2023) цацрагийн хаалт, уур шингээгч төхөөрөмж, лазерын аюулгүй байдал хариуцагч (LSO) -ын хяналт шаарддаг бөгөөд 50 мкм-ээс бага зууван дулааныг мэдрэх чадвартай хайлш эсвэл давсгүйдэлтэй ажиллах үед онцгой анхаарал хандуулах шаардлагатай.

Лазер цэвэрлэх үед операторуудыг болон материалуудыг хамгаалахын тулд шаардлагатай аюулгүй байдалд авах арга хэмжээнүүд

Чухал анхаарах зүйлс дараахуудыг оруулна:

1. Долгионы уртад тохирсон нүдний хамгаалалт 1,064 нм ширэг лазерийн ойлтот гэрлийг нь багасгах зориулалттай OD⏥7 оптик нягттай
2. Алюминийн хувьд дэд суурь дээрх температурыг <120°C, полимер давхаргын хувьд <80°C-аас доош хязгаарлах бодит цагийн дулааны хяналт
3. Муруй гадаргуун дээр нарийвчлалыг <5 ¼м-ээс доош байлгах вибрацийг дамжуулагчтай тусгаарлалтын ширээ

Аюулгүй байдалын дүрэм журмыг эвгүй цэвэрлэх ажлын явцад нэвтрүүлэх

Орчин үеийн системүүд ажлын дараалалд аюулгүй байдалыг тусгаж өгдөг — хаалт нь онгорхой болвол ажлыг зогсоодог тусгай түгжилтүүд болон гадаргууны дутагдал илэрвэл цахилгааны хүчийг тохируулдаг Искусственный интеллекттэй харааны системүүд нь ажиллуулдаг. Энэхүү нэвтрүүлэлт нь түрүүчийн гар аргын системтэй харьцуулахад хүний алдааг 72%-иар бууруулдаг (Laser Processing Journal, 2023). Энэ нь түүхийн баримт бичгүүд болон агаарын тээврийн хэрэгслийн хэсгүүдийг сэргээхэд маш чухал сайжруулалт юм.

Лазерийн металл цэвэрлэх машинтай холбоотой асуулт хариулт

Лазерийн металл цэвэрлэх машиныг юуны тулд ашигладаг вэ?

Лазерийн металл цэвэрлэх төхөөрөмжийг металл гадаргуугаас бохирдлыг хүрэлцэхгүйгээр цэвэрлэхэд ашигладаг бөгөөд, хяналттай лазерын цацраг ашиглан хур шохойжүүлэх замаар цэвэрлэх нарийвчлалыг хангана.

Импульс лазер ба тасралтгүй долгионы лазерын ялгаа юу вэ?

Импульс лазер нь богино энергийн цохилтыг гаргаж, дулааныг багасгадог бөгөөд энэ нь нарийн гадаргууг цэвэрлэхэд илүү тохиромжтой, харин тасралтгүй долгионы лазер нь тогтмол энергийг цацрага бөгөөд дулааны стрессыг ихэсгэж болзошгүй.

Яагаад лазерийн цэвэрлэгээ нь нарийн металл ба давсны хувьд илүү тохиромжтой гэж үздэг вэ?

Лазерийн цэвэрлэгээ нь зүсэлтгүй бөгөөд анхны металл ба давсыг гадаргуугийн зулгахгүйгээр хадгалж, мэдрэг материалыг цэвэрлэхэд тохиромжтой болгож өгдөг.

Лазер цэвэрлэх төхөөрөмж ашиглаж байгаа үед ямар аюулгүй байдлын арга хэмжээ чухал вэ?

Аюулгүй байдлын чухал арга хэмжээнүүдэд тодорхой долгионы урттай нүдний хамгаалалт, бодит цагийн дулааны хяналт, тусгаарлалтын ширээ, лазерын аюулгүй байдлын ангилал, стандартыг баримтлах нөхцөл бүрдүүлнэ.

Лазерийн цэвэрлэгээ нь уламжлалт хөрөнгийн хадгалалтанд ямар ашигтай вэ?

Лазерын цэвэрлэгээ нь хамгаалагчдад соёлын баримт бичгийн дэвсгэр болон анхны материал дээр хохирол учруулахгүйгээр идээшлэлийг арилгах боломжийг олгодог бөгөөд түүхэн бүрэн байдал нь хадгалагдана.