ข้อดีเปรียบเทียบของการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์กับการทำความสะอาดแบบธรรมดาอื่นๆ

เปรียบเทียบเปิดใช้งาน ข้อดีของการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ เกินกว่า การทำความสะอาดแบบธรรมดาอื่น ๆs

ในการเริ่มต้น ผมอยากจะแนะนำหลักการของการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์อย่างสั้นๆ

การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์เพื่อขจัดสนิมและสีมีพื้นฐานอยู่บนหลักการดังต่อไปนี้

1. หลักการของการระเหย

เมื่อลำแสงเลเซอร์พลังงานสูงฉายสนิมหรือสีลงบนพื้นผิวของวัตถุ พลังงานของเลเซอร์จะถูกดูดซับโดยสิ่งปนเปื้อน เช่น สนิมและชั้นสี พลังงานเลเซอร์ที่ดูดซับจะทำให้อุณหภูมิเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว เมื่ออุณหภูมิสูงเพียงพอ วัสดุที่เป็นสนิมและสีจะระเหยหรือระเหิด ตัวอย่างเช่น อุณหภูมิของพื้นที่ที่ฉายด้วยเลเซอร์อาจสูงถึงหลายพันองศาเซลเซียสในทันที สนิม (ส่วนใหญ่เป็นออกไซด์ของเหล็ก) และสารเคลือบสีมีจุดเดือดและจุดระเหิดต่างกัน เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นเหนือค่าวิกฤตเหล่านี้ สารเหล่านี้จะถูกกำจัดออกจากพื้นผิวของวัสดุพิมพ์ในรูปของก๊าซ

2. หลักการคลื่นกระแทก

พัลส์เลเซอร์พลังงานสูงจะสร้างคลื่นกระแทกเมื่อกระทบกับพื้นผิว เมื่อพลังงานเลเซอร์กระจุกตัวอยู่ในบริเวณเล็กๆ ในเวลาอันสั้น จะเกิดพลาสมาขึ้นบนพื้นผิวของวัสดุเนื่องจากอุณหภูมิและแรงดันสูงมาก การขยายตัวอย่างรวดเร็วของพลาสมาจะสร้างคลื่นกระแทกที่แพร่กระจายผ่านชั้นสนิมและสี คลื่นกระแทกนี้จะออกแรงทางกลกับสิ่งปนเปื้อน ส่งผลให้แยกตัวออกจากพื้นผิว คลื่นกระแทกสามารถทะลุผ่านรอยแตกเล็กๆ และส่วนต่อประสานของสนิมและสี ทำให้การยึดเกาะระหว่างสิ่งปนเปื้อนกับพื้นผิวอ่อนแอลง และช่วยให้ขจัดสิ่งปนเปื้อนออกได้ง่ายขึ้น

ลำแสงเลเซอร์ที่มีความหนาแน่นพลังงานสูงใช้ในการฉายรังสีไปยังพื้นผิวชิ้นงาน ทำให้สิ่งสกปรก สนิม หรือสารเคลือบบนพื้นผิวระเหยหรือหลุดออกในทันที ทำให้ทำความสะอาดและฟอกอากาศได้

3. ผลกระทบจากความร้อนและแสงเคมี

นอกจากเอฟเฟกต์การระเหิดและคลื่นกระแทกที่กล่าวถึงข้างต้นแล้ว เลเซอร์ยังมีเอฟเฟกต์ความร้อนจากแสงและเคมีอีกด้วย เอฟเฟกต์ความร้อนจากแสงส่วนใหญ่แสดงออกมาในรูปของความร้อนที่เกิดจากการดูดซับแสงเลเซอร์ ซึ่งทำให้อุณหภูมิของวัสดุสูงขึ้น นำไปสู่การสลายตัวและการกำจัดสนิมและสี เอฟเฟกต์ทางเคมีเกิดจากโฟตอนของเลเซอร์มีพลังงานเพียงพอที่จะทำลายพันธะเคมีของโมเลกุลสนิมและสี ตัวอย่างเช่น พันธะเคมีในส่วนประกอบสีอินทรีย์บางชนิดสามารถถูกทำลายได้ด้วยพลังงานของโฟตอนของเลเซอร์ ทำให้โครงสร้างโมเลกุลของสีเปลี่ยนไปและทำให้ลอกออกจากพื้นผิวได้ง่ายขึ้น

ต่อไปเราจะพยายามเปรียบเทียบระหว่างการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์กับวิธีการทำความสะอาดแบบทั่วไปอื่นๆ เมื่อเปรียบเทียบวิธีการทำความสะอาดที่แตกต่างกัน จะต้องพิจารณาหลายๆ ประเด็น

ในแง่ของวิธีการทำความสะอาด การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์จะใช้เลเซอร์แบบไม่ต้องสัมผัส ในทางตรงกันข้าม การทำความสะอาดด้วยสารเคมีจะใช้สารทำความสะอาดทางเคมีและเป็นกระบวนการแบบสัมผัส การเจียรด้วยเครื่องจักรเกี่ยวข้องกับการใช้เครื่องจักรหรือกระดาษทราย ซึ่งต้องสัมผัสกับชิ้นงานโดยตรง การทำความสะอาดด้วยน้ำแข็งแห้งจะใช้น้ำแข็งแห้งแบบไม่ต้องสัมผัส ส่วนการทำความสะอาดด้วยอัลตราโซนิกจะใช้สารทำความสะอาดและขึ้นอยู่กับการสัมผัส

การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์นั้นถือเป็นวิธีหนึ่งที่ช่วยป้องกันไม่ให้ชิ้นงานได้รับความเสียหาย แต่การทำความสะอาดด้วยสารเคมีและการเจียรด้วยเครื่องจักรก็อาจทำให้เกิดความเสียหายได้เช่นกัน การทำความสะอาดด้วยน้ำแข็งแห้งและการทำความสะอาดด้วยคลื่นเสียงเหนือเสียงนั้นไม่ก่อให้เกิดความเสียหายต่อชิ้นงานเช่นเดียวกับการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์

ประสิทธิภาพในการทำความสะอาดแตกต่างกันไปในแต่ละวิธี การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์มีประสิทธิภาพสูง การทำความสะอาดด้วยสารเคมีและการเจียรด้วยเครื่องจักรมีประสิทธิภาพค่อนข้างต่ำ การทำความสะอาดด้วยน้ำแข็งแห้งมีประสิทธิภาพปานกลาง และการทำความสะอาดด้วยอัลตราโซนิกก็อยู่ในระดับปานกลางเช่นกัน

สำหรับวัสดุสิ้นเปลือง การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ต้องใช้แหล่งจ่ายไฟเท่านั้น การทำความสะอาดด้วยสารเคมีต้องใช้สารทำความสะอาดทางเคมี การเจียรด้วยเครื่องจักรใช้สิ่งของต่างๆ เช่น กระดาษทราย ล้อเจียร และหินน้ำมัน น้ำแข็งแห้งเป็นวัสดุสิ้นเปลืองสำหรับการทำความสะอาดด้วยน้ำแข็งแห้ง ส่วนการทำความสะอาดด้วยอัลตราโซนิกต้องใช้สารทำความสะอาดพิเศษ

ประสิทธิภาพของการทำความสะอาดเป็นอีกปัจจัยหนึ่งที่ทำให้แตกต่างกัน การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ให้ผลลัพธ์ที่ยอดเยี่ยมด้วยความสะอาดระดับสูง การทำความสะอาดด้วยสารเคมีและการเจียรด้วยเครื่องจักรโดยทั่วไปจะมีผลลัพธ์การทำความสะอาดที่ไม่สม่ำเสมอ การทำความสะอาดด้วยน้ำแข็งแห้งนั้นยอดเยี่ยมแต่มีพื้นผิวที่ไม่สม่ำเสมอ และการทำความสะอาดด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงนั้นยอดเยี่ยมแม้ว่าช่วงการทำความสะอาดจะเล็กก็ตาม

ความแม่นยำในการทำความสะอาดก็แตกต่างกัน การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์มีความแม่นยำและควบคุมได้ด้วยความแม่นยำสูง การทำความสะอาดด้วยสารเคมีนั้นควบคุมไม่ได้และมีความแม่นยำต่ำ การเจียรด้วยเครื่องจักรนั้นควบคุมไม่ได้ด้วยความแม่นยำปานกลาง การทำความสะอาดด้วยน้ำแข็งแห้งนั้นควบคุมไม่ได้และมีความแม่นยำต่ำ และการทำความสะอาดด้วยอัลตราโซนิกไม่สามารถระบุช่วงการทำความสะอาดได้

ในแง่ของความปลอดภัยและการปกป้องสิ่งแวดล้อม การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ไม่ก่อให้เกิดมลพิษ การทำความสะอาดด้วยสารเคมีก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม และการเจียรด้วยเครื่องจักรก็ก่อให้เกิดมลพิษเช่นกัน การทำความสะอาดด้วยน้ำแข็งแห้งและการทำความสะอาดด้วยคลื่นเสียงเหนือเสียงล้วนไม่ก่อให้เกิดมลพิษ

สุดท้ายนี้ เมื่อพิจารณาถึงการทำงานด้วยมือ การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์มีการทำงานที่เรียบง่าย และสามารถถือด้วยมือหรืออัตโนมัติได้ การทำความสะอาดด้วยสารเคมีมีขั้นตอนที่ซับซ้อน ความต้องการของผู้ปฏิบัติงานสูง และต้องมีมาตรการป้องกันมลพิษ การเจียรด้วยเครื่องจักรต้องใช้แรงงานมากและเหนื่อยล้า และต้องมีการป้องกันมลพิษ การทำความสะอาดด้วยน้ำแข็งแห้งมีการทำงานที่เรียบง่าย และสามารถถือด้วยมือหรืออัตโนมัติได้ การทำความสะอาดด้วยอัลตราโซนิกมีการทำงานที่เรียบง่าย แต่ต้องเพิ่มวัสดุสิ้นเปลืองด้วยตนเอง

ต้นทุนการป้อนก็แตกต่างกัน การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์มีการลงทุนเริ่มต้นสูงแต่ไม่มีวัสดุสิ้นเปลืองและต้นทุนการบำรุงรักษาต่ำ การทำความสะอาดด้วยสารเคมีมีการลงทุนเริ่มต้นต่ำแต่มีต้นทุนวัสดุสิ้นเปลืองสูงมาก การเจียรด้วยเครื่องจักรมีการลงทุนเริ่มต้นสูงโดยมีต้นทุนวัสดุสิ้นเปลืองและแรงงานต่ำ การทำความสะอาดด้วยน้ำแข็งแห้งมีการลงทุนเริ่มต้นปานกลางและต้นทุนวัสดุสิ้นเปลืองสูง การทำความสะอาดด้วยอัลตราโซนิกมีการลงทุนเริ่มต้นต่ำและต้นทุนวัสดุสิ้นเปลืองปานกลาง