Vantagens comparativas da limpeza a laser em relação a outras limpezas convencionais

Compararativo vantagens da limpeza a laser Acima de outra limpeza convencionals

Para começar, gostaria de apresentar brevemente os princípios da limpeza a laser.

A limpeza a laser para remoção de ferrugem e tinta é baseada nos seguintes princípios.

1. Princípio da Ablação

Quando o feixe de laser de alta energia irradia a superfície do objeto com ferrugem ou tinta, a energia do laser é absorvida pelos contaminantes, como ferrugem e camadas de tinta. A energia do laser absorvida causa um rápido aumento na temperatura. Em uma temperatura alta o suficiente, os materiais de ferrugem e tinta vaporizam ou sublimam. Por exemplo, a temperatura da área irradiada pelo laser pode atingir milhares de graus Celsius em um instante. A ferrugem (principalmente óxidos de ferro) e os revestimentos de tinta têm diferentes pontos de ebulição e pontos de sublimação. À medida que a temperatura sobe acima desses valores críticos, eles são removidos da superfície do substrato na forma de gás.

2. Princípio da onda de choque

O pulso de laser de alta energia gera uma onda de choque quando atua na superfície. Quando a energia do laser é concentrada em uma pequena área em um tempo muito curto, um plasma é formado na superfície do material devido à temperatura e pressão extremamente altas. A rápida expansão deste plasma gera uma onda de choque que se propaga através das camadas de ferrugem e tinta. Esta onda de choque exerce uma força mecânica sobre os contaminantes, fazendo com que eles se separem do substrato. A onda de choque pode penetrar através das microfissuras e interfaces da ferrugem e tinta, enfraquecendo a adesão entre os contaminantes e o substrato e facilitando sua remoção.

O feixe de laser de alta densidade de energia é usado para irradiar a superfície da peça de trabalho, fazendo com que a sujeira, ferrugem ou revestimento na superfície evapore ou descasque instantaneamente, alcançando assim a limpeza e a purificação.

3. Efeitos fototérmicos e fotoquímicos

Além dos efeitos de ablação e onda de choque acima mencionados, o laser também tem efeitos fototérmicos e fotoquímicos. O efeito fototérmico se manifesta principalmente como o calor gerado pela absorção da luz do laser, que faz com que a temperatura do material aumente, levando à decomposição e remoção de ferrugem e tinta. O efeito fotoquímico se deve ao fato de que os fótons do laser têm energia suficiente para quebrar as ligações químicas das moléculas de ferrugem e tinta. Por exemplo, as ligações químicas em alguns componentes orgânicos da tinta podem ser quebradas pela energia dos fótons do laser, alterando a estrutura molecular da tinta e facilitando sua remoção da superfície.

Em seguida, tentamos fazer uma comparação entre a limpeza a laser e outros métodos de limpeza convencionais. Ao comparar diferentes métodos de limpeza, vários aspectos precisam ser considerados.

Em termos de método de limpeza, a limpeza a laser utiliza um laser de forma sem contato. Em contraste, a limpeza química emprega agentes de limpeza químicos e é um processo baseado em contato. A retificação mecânica envolve o uso de maquinário ou lixa, o que também requer contato direto com a peça de trabalho. A limpeza com gelo seco usa gelo seco de forma sem contato, e a limpeza ultrassônica usa agentes de limpeza e é dependente de contato.

Em relação a danos às peças de trabalho, a limpeza a laser se destaca por não causar danos. No entanto, tanto a limpeza química quanto a retificação mecânica podem causar danos. A limpeza com gelo seco e a limpeza ultrassônica, assim como a limpeza a laser, não causam danos às peças de trabalho.

A eficiência da limpeza varia entre esses métodos. A limpeza a laser é altamente eficiente. A limpeza química e a trituração mecânica têm eficiências relativamente baixas. A limpeza com gelo seco tem uma eficiência média, e a limpeza ultrassônica também cai na faixa média.

Para consumíveis, a limpeza a laser requer apenas fonte de alimentação. A limpeza química precisa de agentes de limpeza químicos. A retificação mecânica usa itens como lixa, rodas de retificação e pedras de óleo. O gelo seco é o consumível para limpeza com gelo seco, e a limpeza ultrassônica requer fluido de limpeza especial.

O efeito de limpeza é outro fator diferenciador. A limpeza a laser oferece um resultado excelente com alta limpeza. A limpeza química e a retificação mecânica geralmente têm efeitos de limpeza irregulares. A limpeza com gelo seco é excelente, mas com um acabamento irregular, e a limpeza ultrassônica é excelente, embora o intervalo de limpeza seja pequeno.

A precisão na limpeza também difere. A limpeza a laser é precisa e controlável com alta precisão. A limpeza química é incontrolável e tem baixa precisão. A moagem mecânica é incontrolável com precisão média. A limpeza com gelo seco é incontrolável e tem baixa precisão, e a limpeza ultrassônica não pode especificar o intervalo de limpeza.

Em termos de segurança e proteção ambiental, a limpeza a laser é livre de poluição. A limpeza química polui quimicamente o ambiente, e a retificação mecânica também polui. A limpeza com gelo seco e a limpeza ultrassônica são ambas livres de poluição.

Finalmente, considerando a operação manual, a limpeza a laser tem operação simples e pode ser portátil ou automatizada. A limpeza química tem um fluxo de processo complicado, altos requisitos do operador e precisa de medidas de prevenção da poluição. A moagem mecânica é trabalhosa e cansativa e requer prevenção da poluição. A limpeza com gelo seco tem operação simples e pode ser portátil ou automatizada. A limpeza ultrassônica tem operação simples, mas requer adição manual de consumíveis.

A entrada de custo também é distinta. A limpeza a laser tem um alto investimento inicial, mas sem consumíveis e baixo custo de manutenção. A limpeza química tem um baixo investimento inicial, mas um custo de consumíveis extremamente alto. A retificação mecânica tem um alto investimento inicial com baixo custo de consumíveis e mão de obra. A limpeza com gelo seco tem um investimento inicial médio e alto custo de consumíveis. A limpeza ultrassônica tem um baixo investimento inicial e custo de consumíveis médio.