O que é uma máquina de limpeza a laser pulsado

1. Máquina de limpeza a laser de pulso: a futura estrela da limpeza eficiente

A máquina de limpeza a laser pulsado é um dispositivo de limpeza que usa laser de pulso curto de alta frequência como meio de trabalho. Ela tem muitas características significativas.
Primeiro de tudo, a limpeza sem contato é uma de suas principais características. Os métodos de limpeza tradicionais podem usar produtos químicos ou esfregar a superfície do objeto para limpar, o que pode facilmente causar desgaste ou danos ao material. A máquina de limpeza a laser de pulso pode irradiar diretamente o feixe de laser na mancha sem tocar na superfície do objeto, limpando com precisão a área alvo, evitando assim qualquer dano potencial.
Em segundo lugar, a alta eficiência também é sua vantagem excepcional. O processo de limpeza é muito rápido. Em apenas alguns segundos, manchas difíceis podem ser completamente removidas, fazendo com que a superfície do objeto limpo pareça nova, melhorando muito a eficiência do trabalho de limpeza. Por exemplo, em algumas produções industriais, a máquina de limpeza a laser de pulso pode remover rapidamente poluentes como óleo e ferrugem na superfície do metal, fornecendo uma boa base para procedimentos de processamento subsequentes.
Além disso, a máquina de limpeza a laser pulsado é ecologicamente correta e economiza energia. Comparada com os métodos de limpeza tradicionais, ela não requer o uso de produtos químicos ou detergentes, reduzindo a poluição do meio ambiente. Ao mesmo tempo, ela não requer o consumo de uma grande quantidade de recursos hídricos, e o consumo de energia é baixo, o que reduz muito o consumo de energia e o custo do processo de limpeza.
Resumindo, a máquina de limpeza a laser pulsado é reconhecida e usada por mais e mais pessoas por sua limpeza sem contato, alta eficiência e proteção ambiental, proporcionando grande conveniência e benefícios para o trabalho de limpeza das pessoas.

2. Tamanho do mercado e perspectivas

Tendências globais do mercado
De acordo com relatórios de pesquisa de mercado, o mercado global de máquinas de limpeza a laser de pulso tem mostrado uma tendência de crescimento constante. Espera-se que o mercado global de máquinas de limpeza a laser de pulso continue a se expandir nos próximos anos. No mercado global, os principais fabricantes incluem Trumpf, Han's Laser, IPG Photonics, HGLASER, etc. Entre eles, os cinco maiores fabricantes do mundo serão responsáveis ​​por cerca de 70% da participação de mercado em 2023. Por exemplo, a Trumpf ocupa uma posição importante no mercado global, e sua tecnologia avançada e produtos de alta qualidade são profundamente favorecidos pelos clientes.
O crescimento do mercado global de máquinas de limpeza a laser pulsado se deve principalmente aos seguintes fatores. Primeiro, regulamentações rigorosas de proteção ambiental promoveram a aplicação de tecnologia de limpeza sem produtos químicos. Como um método de limpeza ecologicamente correto, as máquinas de limpeza a laser pulsado têm recebido cada vez mais atenção. Segundo, a tecnologia de limpeza eficiente pode melhorar a eficiência da produção, reduzir os custos operacionais e atender às necessidades das empresas para uma produção eficiente. Terceiro, o desenvolvimento da tecnologia a laser melhorou continuamente o desempenho do equipamento de limpeza a laser e expandiu seu escopo de aplicação.

Na China, o mercado de máquinas de limpeza a laser pulsado também está se desenvolvendo rapidamente. Com a atualização contínua da indústria de manufatura doméstica e a melhoria dos requisitos de proteção ambiental, a demanda por máquinas de limpeza a laser pulsado também está aumentando. Atualmente, a capacidade de produção, a produção e o volume de vendas do mercado de máquinas de limpeza a laser pulsado da China estão aumentando ano a ano.
O status de desenvolvimento do mercado chinês é refletido principalmente nos seguintes aspectos. Primeiro, as empresas nacionais continuam a aumentar seus investimentos em pesquisa e desenvolvimento para melhorar a qualidade do produto e o nível técnico. Por exemplo, empresas como a Han's Laser alcançaram resultados notáveis ​​no campo de máquinas de limpeza a laser de pulso, e seus produtos são altamente competitivos no mercado doméstico. Em segundo lugar, o apoio do governo à indústria de proteção ambiental continuou a aumentar, fornecendo um bom ambiente político para o desenvolvimento do mercado de máquinas de limpeza a laser de pulso. Além disso, o rápido desenvolvimento da indústria de manufatura da China também forneceu um amplo espaço de mercado para o mercado de máquinas de limpeza a laser de pulso.

3. Princípio de funcionamento da máquina de limpeza a laser de pulso

O princípio de funcionamento da máquina de limpeza a laser pulsado é baseado na interação entre um feixe de laser de alta energia e a superfície de um objeto. Quando um feixe de laser de alta energia irradia instantaneamente a superfície de um objeto, o laser de um comprimento de onda específico será absorvido pela camada de manchas na superfície do objeto, como uma camada de ferrugem, uma camada de tinta, uma camada de poluição, etc. Após essas camadas de manchas absorverem a energia do laser, um plasma em rápida expansão será formado.
Ao mesmo tempo, a formação de plasma gerará uma forte onda de choque. O efeito da onda de choque faz com que os contaminantes sejam quebrados em fragmentos e removidos, conseguindo assim o efeito de limpeza da superfície do objeto. Este método de limpeza tem vantagens significativas sobre os métodos de limpeza tradicionais.
Por exemplo, para algumas superfícies de objetos de formato complexo, os métodos de limpeza tradicionais podem ser difíceis de limpar completamente, enquanto a máquina de limpeza a laser de pulso pode atingir uma limpeza abrangente de superfícies complexas controlando precisamente o ângulo de irradiação e a posição do feixe de laser. Além disso, devido à energia altamente concentrada do feixe de laser, manchas difíceis podem ser removidas efetivamente sem danificar a superfície do objeto.
Além disso, a máquina de limpeza a laser pulsado pode limpar superfícies de uma variedade de materiais, como aço inoxidável, alumínio, cobre, fibra de carbono, cerâmica, etc. Diferentes tipos de contaminantes, como manchas de óleo, ferrugem, oxidação, camadas de cola, etc., também podem ser efetivamente removidos. Isso ocorre porque diferentes poluentes têm diferentes características de absorção para lasers de comprimentos de onda específicos. Ao ajustar o comprimento de onda e a energia do laser, a limpeza direcionada de diferentes poluentes pode ser alcançada.

4. Quais são as áreas de aplicação das máquinas de limpeza a laser pulsado?

Campo industrial

Na indústria automotiva, as máquinas de limpeza a laser pulsado desempenham um papel importante. Durante o processo de fabricação de automóveis, poluentes como ferrugem, tinta, camada de óxido e óleo são facilmente gerados na superfície de rodas de automóveis, pastilhas de freio, capôs, motores e outras peças. Os processos de limpeza tradicionais não podem ser automatizados, consomem tempo e poluem o meio ambiente. A máquina de limpeza a laser pulsado usa o princípio de que feixes de alta energia de um comprimento de onda específico são absorvidos pela camada de ferrugem, camada de tinta e camada de poluição para formar um plasma em rápida expansão e, ao mesmo tempo, geram ondas de choque para quebrar os poluentes em fragmentos e removê-los, realizando assim as funções de remoção de ferrugem, remoção de tinta, remoção de camada de óxido e remoção de óleo na superfície de várias partes do carro. Além disso, a limpeza a laser é muito suave, não tem consumíveis e não danifica a superfície do substrato, o que pode economizar às empresas uma certa quantidade de custos de mão de obra e custos de consumíveis todos os anos. Também pode ser equipado com robôs ou acessórios de ferramentas para usar um método automatizado para limpar a superfície da peça de trabalho. A operação é simples e os novatos podem aprender a usá-lo após um treinamento simples.
Na indústria aeroespacial, ao reparar e manter aeronaves, é necessário remover a tinta velha da superfície. Os métodos tradicionais de limpeza da película de tinta da superfície, como jato de areia ou polimento com escova de aço, são propensos a danificar a superfície metálica da aeronave, representando um perigo oculto para o voo seguro. O uso de sistemas de limpeza a laser pulsado, como vários sistemas de limpeza a laser, pode remover completamente a camada de tinta na superfície de um Airbus A320 em dois dias sem danificar a superfície metálica. O princípio da limpeza é que o processo de limpeza a laser Nd:YAG pulsado depende das características do pulso de luz gerado pelo laser, com base na reação fotofísica causada pela interação entre o feixe de alta intensidade, o laser de pulso curto e a camada de contaminação. Quando há um óxido na superfície metálica, o plasma é gerado na superfície metálica. Ao ajustar os parâmetros do laser, a densidade de energia do pulso de luz fica estritamente entre dois limites. Cada pulso de laser remove uma certa espessura da camada de contaminação. O número de pulsos necessários para limpar a superfície depende do grau de contaminação da superfície. A limpeza eficaz é realizada garantindo a segurança do material de base.
Na indústria de processamento mecânico, o equipamento mecânico está em serviço há muito tempo, e uma grande quantidade de óleo, tinta residual, ferrugem e depósitos de carbono se acumularam na superfície das peças. A máquina de limpeza a laser pulsado melhora muito o efeito da remoção de depósitos de carbono e a qualidade do processo de soldagem. Ela pode remover eficientemente depósitos de carbono na superfície de diferentes substratos, reduzir defeitos de soldagem e melhorar a soldabilidade dos materiais; ao mesmo tempo, também pode economizar o custo de produção das empresas e melhorar a eficiência de produção das empresas.

Indústria de relíquias culturais e antiguidades

No campo da proteção de relíquias culturais, a remoção da camada de poluição da superfície e da camada de ferrugem de relíquias culturais requer tecnologia de limpeza eficiente, de alta precisão e segura. A "limpeza a laser" fornece um método de limpeza de "alta eficiência, alta precisão e segurança" para o campo cultural e de museus. A limpeza de relíquias culturais usa principalmente ondas de vibração de laser de pulso curto para escanear a superfície do objeto, de modo que o solo da superfície, sujeira, depósitos de carbono, ferrugem de metal e a camada de óxido de impurezas orgânicas ou inorgânicas sejam esmagados e vaporizados. Ao remover a camada de poluição da superfície/camada de envelhecimento do objeto, ele garante que o substrato subjacente (o corpo da relíquia cultural) não seja danificado ou descascado. Para a limpeza de relíquias culturais com substratos de pedra, geralmente são usados ​​lasers infravermelhos Nd:YAG. O mecanismo de limpeza é baseado principalmente na força gerada pela luz e pela matéria para atingir o efeito de remoção de poluentes da superfície. Para pinturas, geralmente são usados ​​lasers de luz visível ou ultravioleta de comprimento de onda mais curto para limpeza e proteção. O mecanismo de limpeza é baseado no efeito de ablação a frio que quebra a ligação, e seu impacto térmico é pequeno ou insignificante, e não causará danos térmicos à obra de arte em si.
Na indústria alimentícia, máquinas de limpeza a laser são usadas na indústria de produção de alimentos para limpar assadeiras. O CleanLASER fornece uma solução para limpeza de assadeiras e outras superfícies "quentes" usadas na indústria de produção de alimentos. Assadeiras de metal, moldes e transportadores podem ser limpos a laser para remover rapidamente óleo, graxa e resíduos sem deixar resíduos. Seja o material aço inoxidável, ferro ou metal cromado, e seja o formato plano ou texturizado, eles são adequados para limpeza a laser. As soluções de limpeza a laser também são projetadas para operar continuamente em um forno de alta temperatura a 180 °C durante a produção normal, permitindo que a limpeza a laser de assadeiras móveis e outras superfícies difíceis de limpar seja realizada durante a operação e mantenha condições de produção 100% limpas; estendendo o tempo de operação do equipamento e reduzindo custos.

Sem contato e sem danos
A máquina de limpeza a laser pulsado usa tecnologia de limpeza sem contato, o que significa que durante o processo de limpeza, o feixe de laser é irradiado diretamente na mancha sem contato físico com a superfície do objeto. Comparado com métodos de limpeza tradicionais, como usar produtos químicos ou esfregar a superfície do objeto, esse método de limpeza sem contato reduz muito o risco de danos à superfície do objeto.
Os métodos de limpeza tradicionais podem causar desgaste, arranhões ou danos ao material, especialmente para alguns materiais frágeis ou peças de precisão. A máquina de limpeza a laser de pulso pode limpar com precisão a área alvo, evitando qualquer dano potencial e protegendo a integridade e o valor do objeto.
Por exemplo, na indústria de semicondutores eletrônicos, as superfícies de vários componentes, placas de circuito e dispositivos ópticos precisam ser limpas. Essas peças são geralmente muito delicadas e extremamente sensíveis a danos na superfície. Usando uma máquina de limpeza a laser de pulso, sujeira e contaminantes na superfície podem ser removidos eficientemente sem entrar em contato com a superfície do objeto, garantindo o desempenho e a confiabilidade dessas peças de precisão.

Eficiência da máquina de limpeza a laser

A máquina de limpeza a laser de pulso tem capacidades de limpeza eficientes e o processo de limpeza é muito rápido. Em apenas alguns segundos, manchas difíceis podem ser completamente removidas, fazendo com que a superfície do objeto limpo pareça nova.
Essa capacidade de limpeza eficiente melhora muito a eficiência do trabalho. Na produção industrial, tempo é dinheiro, e equipamentos de limpeza eficientes podem encurtar o ciclo de produção e melhorar a eficiência geral da linha de produção.
Por exemplo, na indústria de fabricação automotiva, a máquina de limpeza a laser de pulso pode remover rapidamente poluentes como óleo, ferrugem e tinta na superfície de peças automotivas, economizando muito tempo para procedimentos de processamento subsequentes. Comparado com métodos de limpeza tradicionais, como limpeza química ou polimento manual, a velocidade de limpeza da máquina de limpeza a laser de pulso pode ser aumentada em várias vezes ou até dezenas de vezes.

Proteção ambiental e economia de energia
A máquina de limpeza a laser pulsado tem as características notáveis ​​de proteção ambiental e economia de energia. Primeiro de tudo, não precisa usar nenhum produto químico ou detergente, o que reduz a poluição do meio ambiente. Em métodos de limpeza tradicionais, o uso de produtos químicos pode causar problemas como descarga de águas residuais, poluição do solo e poluição do ar. A máquina de limpeza a laser pulsado depende apenas de feixes de laser de alta energia para limpeza, não produz nenhum resíduo químico e é muito amigável ao meio ambiente.
Em segundo lugar, a máquina de limpeza a laser pulsado tem baixo consumo de energia. Comparado com o equipamento de limpeza tradicional, ele não requer uma grande quantidade de recursos hídricos e eletricidade. Durante o processo de limpeza, apenas energia elétrica é consumida para gerar o feixe de laser, e a energia do feixe de laser pode ser altamente concentrada na área alvo, alcançando uma limpeza eficiente enquanto reduz o consumo de energia.
Por exemplo, de acordo com estatísticas, quando uma máquina de limpeza a laser de pulso limpa a superfície de um objeto da mesma área, o consumo de energia é apenas uma fração do equipamento de limpeza tradicional ou até menor. Isso não apenas reduz o custo do processo de limpeza, mas também atende aos requisitos da sociedade moderna para conservação de energia e proteção ambiental.

Tendência de desenvolvimento futuro da máquina de limpeza a laser de pulso

(I) Tendência inteligente
Com o avanço contínuo da ciência e da tecnologia, a máquina de limpeza a laser de pulso se desenvolverá na direção da inteligência no futuro. Por um lado, por meio da combinação do sistema de controle automático e da tecnologia de visão de máquina, o equipamento pode identificar automaticamente objetos de diferentes formas e materiais, bem como o tipo e o grau de manchas na superfície, de modo a ajustar automaticamente os parâmetros do laser e realizar o processo de limpeza inteligente. Por exemplo, no campo da fabricação de automóveis, quando a máquina de limpeza a laser enfrenta diferentes modelos de peças de automóveis, ela pode identificar e ajustar de forma rápida e precisa o esquema de limpeza para melhorar a eficiência e a qualidade da limpeza.
Por outro lado, a máquina de limpeza a laser de pulso inteligente também pode realizar monitoramento e operação remotos. O operador pode controlar remotamente o status operacional do equipamento pela Internet, monitorar os vários parâmetros no processo de limpeza em tempo real e realizar diagnósticos remotos de falhas e solução de problemas. Isso não apenas melhora a conveniência do trabalho, mas também reduz os custos de mão de obra e os riscos operacionais. De acordo com dados relevantes, espera-se que nos próximos anos, a participação de mercado das máquinas de limpeza a laser de pulso inteligente se expanda gradualmente e ocupe uma posição dominante na indústria.

(II) Tendência refinada
No futuro, as máquinas de limpeza a laser de pulso darão mais atenção à melhoria da precisão da limpeza. Com a melhoria contínua dos requisitos de qualidade do produto na indústria de manufatura, especialmente em campos de alta precisão, como aeroespacial, semicondutores eletrônicos, etc., os requisitos para precisão de limpeza são extremamente rigorosos. As máquinas de limpeza a laser de pulso atingirão a limpeza precisa de pequenas manchas, reduzirão os efeitos térmicos em substratos e evitarão a deformação e a descoloração de substratos otimizando continuamente a tecnologia de foco do feixe de laser e a tecnologia de controle de energia.
Por exemplo, no processo de fabricação de chips eletrônicos, pequenos contaminantes na superfície do chip podem afetar o desempenho e a confiabilidade do chip. Máquinas de limpeza a laser de pulso refinado podem remover com precisão esses pequenos contaminantes sem causar nenhum dano ao chip. Ao mesmo tempo, a limpeza refinada também pode expandir a faixa de aplicação de máquinas de limpeza a laser de pulso e atender às necessidades de limpeza de campos mais especiais.

(III) Tendência multifuncional
No futuro, as máquinas de limpeza a laser de pulso não serão mais limitadas a uma única função de limpeza, mas se desenvolverão em uma direção multifuncional. Além da função de limpeza, o equipamento também pode integrar outras funções, como detecção de superfície, remoção e reparo de revestimento e modificação de material. Por exemplo, durante o processo de limpeza, o equipamento pode detectar simultaneamente a superfície do objeto, detectar prontamente defeitos e problemas de superfície e executar tratamentos correspondentes.
Além disso, as máquinas de limpeza a laser de pulso também podem ser combinadas com outras tecnologias avançadas de fabricação, como impressão 3D, soldagem a laser, etc., para atingir um processo integrado de fabricação e processamento. Essa tendência de desenvolvimento multifuncional fornecerá aos usuários uma solução mais abrangente e melhorará o valor agregado e a competitividade de mercado do equipamento.
Em suma, como um equipamento de limpeza avançado, a máquina de limpeza a laser de pulso tem amplas perspectivas de desenvolvimento no futuro. Com o avanço contínuo da tendência de inteligência, refinamento e multifuncionalidade, a máquina de limpeza a laser de pulso desempenhará um papel mais importante em vários campos e fará maiores contribuições para promover o desenvolvimento da indústria de manufatura e proteção ambiental.