Өндөр зэрэглэлийн үйлдвэрлэл, эрчим хүч хэмнэж, ялгаруулалтыг бууруулахад дэвшилтэт үйл явц улам бүр нэн шаардлагатай болж байна.Үйлдвэрийн гадаргуугийн боловсруулалтын хувьд технологи, процессыг иж бүрэн шинэчлэх зайлшгүй шаардлагатай байна.Механик үрэлтийн цэвэрлэгээ, химийн зэврэлтээс цэвэрлэх, хүчтэй цохилтот цэвэрлэгээ, өндөр давтамжийн хэт авианы цэвэрлэгээ гэх мэт уламжлалт үйлдвэрлэлийн цэвэрлэгээний процессууд нь урт хугацааны цэвэрлэгээний мөчлөгтэй төдийгүй автоматжуулахад хэцүү, байгаль орчинд хортой нөлөө үзүүлдэг, зорилгодоо хүрч чаддаггүй. хүссэн цэвэрлэх нөлөө.Энэ нь нарийн боловсруулалтын хэрэгцээг бүрэн хангаж чадахгүй.
Нарийвчилсан лазер цэвэрлэх машинууд: Үйлдвэрлэлийн цэвэрлэгээнд саад учруулдаг
Гэсэн хэдий ч байгаль орчныг хамгаалах, өндөр үр ашиг, өндөр нарийвчлалын хоорондох зөрчилдөөн улам бүр нэмэгдэж байгаа тул уламжлалт үйлдвэрлэлийн аргаар цэвэрлэхэд ихээхэн бэрхшээл тулгарч байна.Үүний зэрэгцээ байгаль орчныг хамгаалахад тустай, хэт өнгөлгөөний чиглэлээр эд ангиудад тохирсон янз бүрийн цэвэрлэгээний технологиуд бий болсон бөгөөд тэдгээрийн нэг нь лазераар цэвэрлэх технологи юм.
Лазер цэвэрлэгээний тухай ойлголт
Лазер цэвэрлэгээ гэдэг нь фокустай лазерын тусламжтайгаар материалын гадаргуу дээр үйлчилж, гадаргуу дээрх бохирдуулагчийг хурдан ууршуулж, хуулж, улмаар материалын гадаргууг цэвэрлэх технологи юм.Янз бүрийн уламжлалт физик болон химийн цэвэрлэгээний аргуудтай харьцуулахад лазер цэвэрлэгээ нь контактгүй, хэрэглээний материалгүй, бохирдолгүй, өндөр нарийвчлалтай, гэмтэлгүй, бага зэргийн гэмтэлтэй шинж чанартай бөгөөд шинэ үеийн үйлдвэрлэлийн цэвэрлэгээний технологийн хувьд хамгийн тохиромжтой сонголт юм.
Лазер цэвэрлэгээний машин ажиллах зарчим
Лазер цэвэрлэгээний машины зарчим нь илүү төвөгтэй бөгөөд физик болон химийн процессуудыг агуулж болно.Ихэнх тохиолдолд физик процессууд нь зарим химийн урвал дагалддаг гол үйл явц юм.Үндсэн процессуудыг хийжүүлэх процесс, цочролын процесс, хэлбэлзлийн процесс зэрэг гурван төрөлд ангилж болно.
Хийжүүлэх үйл явц
Өндөр энерги бүхий лазерыг материалын гадаргуу дээр цацахад гадаргуу нь лазерын энергийг шингээж, дотоод энерги болгон хувиргадаг тул гадаргуугийн температур маш хурдан нэмэгдэж, материалын ууршилтын температураас дээш түвшинд хүрдэг тул бохирдуулагч бодисууд материалын гадаргуугаас уурын хэлбэрээр тусгаарлагдсан.Сонгомол ууршилт нь ихэвчлэн гадаргуугийн бохирдуулагчид лазерын гэрлийг шингээх хурд нь субстратынхаас хамаагүй өндөр байх үед тохиолддог.Ердийн хэрэглээний тохиолдол бол чулуун гадаргуу дээрх шороог цэвэрлэх явдал юм.Доорх зурагт үзүүлснээр чулууны гадаргуу дээрх бохирдуулагч бодисууд нь лазерыг хүчтэй шингээх чадвартай бөгөөд хурдан ууршдаг.Бохирдуулагч бодисыг зайлуулж, чулуун гадаргуу дээр лазер цацахад шингээлт сул, чулуун гадаргуугаас илүү лазерын энерги тархдаг, чулуун гадаргуугийн температурын өөрчлөлт бага, чулуун гадаргуу нь гэмтэхээс хамгаалагдсан байдаг.
Хэт ягаан туяаны зурваст лазерыг органик бохирдуулагч бодисыг цэвэрлэхэд ашиглах үед химийн бодис дээр суурилсан ердийн процесс явагддаг бөгөөд үүнийг лазер арилгах гэж нэрлэдэг.Хэт ягаан туяаны лазер нь богино долгионы урттай, өндөр фотоны энергитэй байдаг.Жишээлбэл, KrF эксимер лазер нь 248 нм долгионы урттай, 5 эВ хүртэл фотоны энергитэй бөгөөд энэ нь CO2 лазерын фотоны энергиээс (0.12 эВ) 40 дахин их юм.Ийм өндөр фотоны энерги нь органик бодисын молекулын холбоог устгахад хангалттай бөгөөд ингэснээр лазерын фотоны энергийг шингээж авсны дараа органик бохирдуулагчид агуулагдах CC, CH, CO гэх мэт бодисууд задарч, пиролизийн хийжилт явагдаж, гадаргуугаас арилдаг.
Шок үйл явц
Цочролын процесс нь лазер ба материалын харилцан үйлчлэлийн явцад тохиолддог хэд хэдэн урвал бөгөөд дараа нь материалын гадаргуу дээр цочролын долгион үүсдэг.Цочролын долгионы нөлөөн дор гадаргуугийн бохирдуулагч бодисууд задарч, гадаргуугаас хальслах тоос, хог хаягдал болдог.Цочролын долгион үүсгэдэг олон механизм байдаг бөгөөд үүнд плазм, уур, дулааны хурдацтай тэлэлт, агшилт зэрэг болно.Плазмын цохилтын долгионыг жишээ болгон ашигласнаар лазер цэвэрлэгээний цохилтын үйл явц нь гадаргуугийн бохирдлыг хэрхэн арилгадаг талаар товч ойлгох боломжтой.Хэт богино импульсийн өргөн (ns) болон хэт өндөр оргил хүчин чадалтай (107-1010 Вт/см2) лазерыг хэрэглэснээр гадаргуу лазерыг бага зэрэг шингээж, ууршилтын температурт шууд хүрч байсан ч гадаргуугийн температур огцом өсөх болно.Доорх зурагт (a)-д үзүүлсэн шиг материалын гадаргуугаас дээш уур үүссэн.Уурын температур 104-105 К хүрч болох бөгөөд энэ нь уурыг өөрөө эсвэл хүрээлэн буй агаарыг ионжуулж, плазм үүсгэдэг.Плазма нь лазерыг материалын гадаргууд хүрэхийг хааж, материалын гадаргуугийн ууршилт зогсох боловч плазм нь лазерын энергийг шингээж, температур нэмэгдсээр байх болно. материалын гадаргуу дээр агшин зуур 1-100 кбар үүсгэдэг хэт өндөр температур ба өндөр даралт.Доорх (b) ба (c) зурагт үзүүлсэн шиг нөлөөлөл нь материалын дотор талд аажмаар шилждэг.Цочролын долгионы нөлөөн дор гадаргуугийн бохирдуулагч нь жижиг тоос, тоосонцор эсвэл хэлтэрхий болж хуваагддаг.Лазерыг цацрагийн байрлалаас холдуулах үед плазм алга болж, сөрөг даралт нь орон нутгийн хэмжээнд үүсэх ба бохирдуулагчийн тоосонцор эсвэл хог хаягдлыг гадаргуугаас зайлуулж, доорх Зураг (d)-д үзүүлэв.
Хэлбэлзлийн процесс
Богино импульсийн нөлөөн дор материалыг халаах, хөргөх процесс маш хурдан явагддаг.Янз бүрийн материалууд өөр өөр дулааны тэлэлтийн коэффициенттэй байдаг тул богино импульсийн лазерын цацрагийн дор гадаргуугийн бохирдуулагчид болон субстрат нь өндөр давтамжийн дулааны тэлэлт, янз бүрийн градусын агшилтанд өртөж, хэлбэлзэл үүсгэж, бохирдуулагчийг гадаргуугаас хальслахад хүргэдэг. материал.Энэхүү гуужуулагчийн явцад материалын ууршилт үүсэхгүй, плазм үүсэхгүй байж болно.Харин хэлбэлзлийн үйлчлэлээр бохирдол ба субстратын интерфейс дээр үүссэн зүсэлтийн хүч нь бохирдуулагч ба субстратын хоорондох холбоог устгадаг..Судалгаанаас үзэхэд лазерын тусгалын өнцөг бага зэрэг нэмэгдэхэд лазер болон бөөмийн бохирдол, субстратын интерфейсийн хоорондох холбоо нэмэгдэж, лазер цэвэрлэх босго багасч, хэлбэлзлийн нөлөө илүү тодорхой болж, цэвэрлэх үр ашиг өндөр байна.Гэсэн хэдий ч ослын өнцөг хэт том байх ёсгүй.Хэт том өнцөг нь материалын гадаргуу дээр ажиллах энергийн нягтралыг бууруулж, лазерыг цэвэрлэх чадварыг сулруулна.
Лазер цэвэрлэгчийн үйлдвэрлэлийн хэрэглээ
Хэвний үйлдвэр
Лазер цэвэрлэгч нь хөгцний гадаргууд маш аюулгүй бөгөөд түүний нарийвчлалыг баталгаажуулж, уламжлалт цэвэрлэгээний аргаар арилгах боломжгүй дэд микрон тоосонцорыг цэвэрлэж чаддаг. үнэхээр бохирдолгүй, үр ашигтай, чанартай цэвэрлэгээнд хүрэх.
Нарийвчилсан багажийн үйлдвэр
Нарийвчлалтай машин үйлдвэрлэлийн салбарт тосолгооны материал, зэврэлтэнд тэсвэртэй эфир, эрдэс тосыг ихэвчлэн химийн аргаар зайлуулах шаардлагатай байдаг ба химийн цэвэрлэгээ нь ихэвчлэн үлдэгдэл үлдээдэг.Лазерын эфирийг арилгах нь эд ангиудын гадаргууг гэмтээхгүйгээр эфир болон эрдэс тосыг бүрэн арилгах боломжтой.Лазер нь тухайн хэсгийн гадаргуу дээрх нимгэн ислийн давхаргыг тэсрэх чадвартай хий болгоход түлхэц өгч, цочролын долгион үүсгэдэг бөгөөд энэ нь механик харилцан үйлчлэлээс илүүтэйгээр бохирдуулагчийг зайлуулахад хүргэдэг.
Төмөр замын салбар
Одоогийн байдлаар төмөр замыг гагнуурын өмнөх бүх цэвэрлэгээнд нунтаглах дугуй, зүлгүүрийн туузан нунтаглах төрлийн цэвэрлэгээг ашигладаг бөгөөд энэ нь субстратыг ноцтой гэмтээж, ноцтой үлдэгдэл стресс үүсгэдэг бөгөөд жил бүр нунтаглах дугуйны хэрэглээний материалыг их хэмжээгээр зарцуулдаг бөгөөд энэ нь өртөг өндөртэй бөгөөд ноцтой шалтгаан болдог. хүрээлэн буй орчны тоосны бохирдол.Лазер цэвэрлэгээ нь манай улсын өндөр хурдны төмөр зам тавих үйлдвэрлэлийг өндөр чанартай, үр ашигтай ногоон цэвэрлэгээний технологиор хангаж, дээрх асуудлуудыг шийдэж, гагнуурын цоорхой, саарал толбо зэрэг гагнуурын согогийг арилгах, манай улсын өндөр хурдны төмөр замын тогтвортой байдал, аюулгүй байдлыг сайжруулах боломжтой. -хурдны төмөр замын үйл ажиллагаа.
Агаарын тээврийн салбар
Онгоцны гадаргууг тодорхой хугацааны дараа дахин будах шаардлагатай боловч будахаасаа өмнө анхны хуучин будгийг бүрэн арилгах шаардлагатай.Химийн бодисоор нэвт норгох/арчиж цэвэрлэх нь агаарын тээврийн салбарт будаг тайлах үндсэн арга юм.Энэ арга нь их хэмжээний химийн туслах хог хаягдлыг бий болгодог бөгөөд орон нутгийн засвар үйлчилгээ, будаг хуулалтад хүрэх боломжгүй юм.Энэ үйл явц нь ажлын ачаалал ихтэй, эрүүл мэндэд хортой.Лазер цэвэрлэгээ нь онгоцны арьсны гадаргуу дээрх будгийг өндөр чанартай арилгах боломжийг олгодог бөгөөд үйлдвэрлэхэд хялбар автоматжуулдаг.Одоогийн байдлаар лазер цэвэрлэх технологийг зарим өндөр зэрэглэлийн загваруудын засвар үйлчилгээнд ашиглаж байна.
Усан онгоцны үйлдвэр
Одоогийн байдлаар хөлөг онгоцны үйлдвэрлэлийн өмнөх цэвэрлэгээ нь голчлон элс тэсэлгээний аргыг ашигладаг.Элс цацах арга нь хүрээлэн буй орчныг тоосоор бохирдуулж, аажмаар хориглож, улмаар хөлөг онгоц үйлдвэрлэгчдийн үйлдвэрлэлийг бууруулж, бүр зогсооход хүргэсэн.Лазер цэвэрлэх технологи нь усан онгоцны гадаргуу дээр зэврэлтээс хамгаалах шүрших зориулалттай ногоон, бохирдолгүй цэвэрлэх уусмалаар хангана.
Зэвсэг
Лазер цэвэрлэгээний технологи нь зэвсгийн засвар үйлчилгээнд өргөн хэрэглэгддэг.Лазер цэвэрлэх систем нь зэв, бохирдуулагчийг үр дүнтэй, хурдан арилгаж, цэвэрлэгээний автоматжуулалтыг хэрэгжүүлэхийн тулд цэвэрлэх хэсгийг сонгох боломжтой.Лазер цэвэрлэгээг ашигласнаар зөвхөн цэвэр байдал нь химийн цэвэрлэгээний процессоос өндөр байхаас гадна объектын гадаргууд бараг гэмтэл учруулахгүй.Өөр өөр параметрүүдийг тохируулснаар лазер цэвэрлэгээний машин нь металл эд зүйлсийн гадаргуу дээр нягт ислийн хамгаалалтын хальс эсвэл металл хайлуулах давхарга үүсгэж, гадаргуугийн бат бөх чанар, зэврэлтээс хамгаалах чадварыг сайжруулдаг.Лазераар зайлуулсан хог хаягдал нь үндсэндээ байгаль орчныг бохирдуулдаггүй бөгөөд хол зайд ч ажиллуулах боломжтой бөгөөд энэ нь операторын эрүүл мэндэд учирч болох хохирлыг үр дүнтэй бууруулдаг.
Барилгын гаднах байдал
Тэнгэр баганадсан барилгууд улам олширч, гадна хана барих цэвэрлэгээний асуудал улам бүр хурцаар тавигдаж байна.Лазер цэвэрлэгээний систем нь барилгын гаднах ханыг оптик утасаар сайн цэвэрлэдэг.Хамгийн ихдээ 70 метр урттай уусмал нь янз бүрийн чулуу, металл, шилийг бохирдуулагч бодисыг үр дүнтэй цэвэрлэж чаддаг бөгөөд түүний үр ашиг нь ердийн цэвэрлэгээнээс хамаагүй өндөр юм.Мөн барилгын янз бүрийн чулуун дээрх хар толбо, толбыг арилгах боломжтой.Барилга, чулуун хөшөөний лазер цэвэрлэх системийг цэвэрлэх туршилтаас үзэхэд лазераар цэвэрлэх нь эртний барилгуудын өнгө үзэмжийг хамгаалахад сайнаар нөлөөлдөг.
Электроникийн үйлдвэр
Электроникийн үйлдвэрлэл нь ислийг арилгахын тулд лазерыг ашигладаг: Электроникийн үйлдвэр нь өндөр нарийвчлалтай ариутгах шаардлагатай байдаг бөгөөд лазераар исэлдүүлэх нь ялангуяа тохиромжтой байдаг.Цахилгааны оновчтой холбоог хангахын тулд хавтанг гагнахын өмнө эд ангиудын зүүг сайтар исэлдүүлэхгүй байх ёстой бөгөөд ариутгах явцад тээглүүр гэмтэхгүй байх ёстой.Лазер цэвэрлэгээ нь ашиглалтын шаардлагад нийцэх бөгөөд үр ашиг нь маш өндөр бөгөөд зүү тус бүрт зөвхөн нэг лазер туяа шаардлагатай.
Цөмийн цахилгаан станц
Лазер цэвэрлэх системийг атомын цахилгаан станцын реакторын хоолойг цэвэрлэхэд мөн ашигладаг.Энэ нь цацраг идэвхт тоосыг шууд арилгахын тулд өндөр хүчин чадалтай лазер туяаг реакторт оруулахын тулд оптик шилэн ашигладаг бөгөөд цэвэрлэсэн материалыг цэвэрлэхэд хялбар байдаг.Мөн алсаас ажиллуулдаг тул ажилчдын аюулгүй байдлыг хангах боломжтой.
Дүгнэлт
Өнөөгийн дэвшилтэт үйлдвэрлэлийн салбар нь олон улсын өрсөлдөөний ноён оргил болсон.Лазер үйлдвэрлэлийн дэвшилтэт системийн хувьд лазер цэвэрлэх машин нь аж үйлдвэрийн хөгжилд хэрэглээний үнэ цэнийг нэмэгдүүлэх боломжтой юм.Эрчимтэй хөгжиж буй лазер цэвэрлэх технологи нь эдийн засаг, нийгмийн хөгжилд маш чухал стратегийн ач холбогдолтой юм.