1. Introdução:
Com o avanço e desenvolvimento da tecnologia, a tecnologia de processamento a laser tem sido amplamente utilizada na prática de produção.
O processamento a laser (Laser Beam Machining, LBM) pode ser usado para perfuração, corte, ajuste fino de dispositivos eletrônicos, soldagem, tratamento térmico, etc.
2. Princípio da tecnologia de limpeza a laser:
1. Formas de contaminantes:
Os contaminantes são principalmente ligados às superfícies através de ligações covalentes, interações dipolo-dipolo, ação capilar, ligações de hidrogênio, adsorção e forças eletrostáticas.
Entre elas, a ação capilar, a adsorção e as forças eletrostáticas (conforme mostrado na Figura 1) são as mais difíceis de quebrar.
Observação:
A força capilar vem da coesão de uma camada muito fina de líquido (como a umidade atmosférica) que se forma nas pequenas lacunas entre as partículas e a superfície do substrato. A força de adesão é a principal força de adesão para poluentes em microescala.
2. Mecanismo de limpeza
O feixe de laser pode produzir pelo menos três efeitos:
(1) Induzir ressonância mecânica na superfície sólida, causando a desintegração e desprendimento da sujeira ou depósito da superfície;
(2) Aquecer a sujeira da superfície para expandir, superando assim a força de adesão do material básico às partículas de sujeira e separando-a da superfície do objeto;
(3) Vaporizar, gaseificar ou decompor instantaneamente moléculas de sujeira.
3. Método de Limpeza 1 – Lavagem a Seco.
Adotando radiação direta pulsada para limpeza, o laser é absorvido pelo substrato ou partículas, resultando em vibração que separa o substrato dos contaminantes.
4. Método de Limpeza 2 – Limpeza de Filme Líquido.
- Laser incidente.
- Filme líquido.
- Partícula contaminante.
- Evaporação explosiva.
- Substrato.
Primeiro, deposite uma camada de filme líquido na superfície do substrato e depois use radiação laser para limpá-lo.
5. Método de Limpeza 3 – Laser + Gás Inerte.
Ao irradiar com laser, sopre gás inerte em direção à superfície da peça de trabalho. Quando a sujeira é removida da superfície, ela é expelida pelo gás para longe da superfície para evitar a repoluição e oxidação da superfície limpa.
3. Aplicações da tecnologia de limpeza a laser.
1. Limpeza de obras de arte.
- 1a. Aparência original da obra de arte.
- 1b. Limpeza a laser utilizada na parte superior da pintura e solvente químico utilizado na parte inferior.
- 1c. Comparação da aparência original com o efeito após a limpeza a laser.
- 1d. Limpeza combinada a laser e solvente químico.
2. Limpeza de Moldes
3. Remoção de tinta velha de aviões.
Na Europa, os sistemas de limpeza a laser já foram utilizados na indústria da aviação. Após um certo período de tempo, a superfície de um avião precisa ser repintada, mas a tinta antiga precisa ser completamente removida antes de repintar.
Os métodos tradicionais de remoção mecânica de tinta são propensos a danificar a superfície metálica do avião, representando riscos de segurança para a operação de voo.
No entanto, ao utilizar vários sistemas de limpeza a laser, a camada de tinta na superfície de um Airbus A320 pode ser completamente removida em dois dias, sem danificar a superfície metálica.
4. Limpeza de Dutos Dentro de Reatores Nucleares.
Ao usar fibras ópticas para guiar feixes de laser de alta potência para o interior dos reatores nucleares, a poeira radioativa pode ser removida diretamente e o material limpo pode ser facilmente descartado.
Além disso, como a operação é feita remotamente, garante a segurança dos trabalhadores.
4. Conclusão
A tecnologia de limpeza a laser pode ser usada para relíquias culturais líquidas, sólidas e detritos espaciais, bem como em situações onde os resíduos são explosivos ou o substrato é facilmente danificado. O uso de lasers apresenta vantagens como segurança, alta eficiência e confiabilidade.
Suas aplicações na remoção de ferrugem e remoção de tinta de superfícies metálicas, como aviões e navios, limpeza de superfícies de edifícios e limpeza de superfícies de cristal na indústria microeletrônica mostram excelente superioridade.
Pode-se inferir que com o desenvolvimento da tecnologia laser e a diminuição dos custos do laser, a aplicação da tecnologia de limpeza a laser se tornará ainda mais difundida.
