Rýchly rozvoj polovodičového priemyslu v 80. rokoch 20. storočia kládol vyššie požiadavky na technológiu čistenia kontaminovaných častíc na povrchu kremíkových doštičiek. Kľúčovým bodom je prekonať veľkú adsorpčnú silu medzi kontaminovanými časticami a substrátom. Tradičné chemické čistenie, mechanické čistenie a ultrazvukové metódy čistenia nedokážu splniť potreby, zatiaľ čo laserové čistenie môže vyriešiť takéto problémy so znečistením a súvisiaci výskum a aplikácie sa rýchlo rozvíjali. V roku 1987 bola podaná prvá patentová prihláška na čistenie laserom.
Po vstupe do 90. rokov sa Zapka a spol. úspešne aplikoval technológiu laserového čistenia na procesy výroby polovodičov, odstraňoval mikročastice z povrchu masky a dosiahol skoré uplatnenie technológie laserového čistenia v priemyselnej oblasti. V roku 1995 výskumníci úspešne dosiahli čistenie laku trupu lietadla pomocou 2kW TEA-CO2 lasera. Po vstupe do 21. storočia s prudkým rozvojom ultrakrátkych pulzných laserov sa postupne zvýšil výskum a aplikácia technológie čistenia laserom doma aj v zahraničí so zameraním na čistenie povrchov kovových materiálov. Medzi typické aplikácie v zahraničí patrí odstraňovanie náterov karosérií lietadiel, odstraňovanie olejových škvŕn z povrchu plesní, odstraňovanie vnútorného karbónu motora a čistenie povrchu spojov pred zváraním.
Oceľ sa najčastejšie používa v priemysle, ako je zváranie automobilov, stavba lodí, lakovanie a výroba lopatiek turbín. Laserová technológia čistenia dokáže odstrániť hrdzu, farbu a nečistoty z povrchu oceľových komponentov, čím sa zabezpečí kvalita zvárania a efekt lakovania. Na čistenie povrchu dosiek z uhlíkovej ocele pred zváraním bola použitá technológia laserového čistenia. Výsledky výskumu ukázali, že pracovnú rýchlosť laserového čistenia možno zvýšiť na 1000 mm/min zvýšením priemerného výkonu alebo zvýšením zdroja laserového svetla. Mechanizmus laserovej ablácie zahŕňa fyzikálne a chemické účinky a elastické vibračné účinky.
Pri rozdielnej hustote energie lasera majú tieto dva efekty rôzne stupne vplyvu na čistiaci mechanizmus. Bol nájdený zákon šírenia tlmiacej oscilácie laserom indukovanej plazmovej rázovej vlny v materiáloch a bol vytvorený online monitorovací systém pre proces čistenia laserom. Bol stanovený vzťah medzi stupňom odstránenia oxidu, intenzitou plazmového osvetlenia a trvaním zvukových vĺn. Okrem úplného odstránenia povrchovej hrdze môže laser vytvoriť aj veľmi tenkú vytvrdzujúcu vrstvu na povrchu substrátu. Vytvrdzovacia vrstva môže účinne zlepšiť tvrdosť povrchu uhlíkovej ocele, zohrávať úlohu spevnenia povrchu a do určitej miery chrániť uhlíkovú oceľ.
Laserovú technológiu čistenia je možné aplikovať nielen na povrchové čistenie hliníkovej zliatiny pred zváraním, ale aj na povrchovú úpravu pred lepením hliníkovej zliatiny. Podobné štúdie porovnávali účinky nízkotlakovej plazmovej úpravy a laserového čistenia na šmykovú pevnosť lepených spojov. Výsledky ukazujú, že priemerná pevnosť v šmyku vzoriek laserového čistenia je 19,35 MPa, čo je asi o 5 MPa viac ako pri plazmovom spracovaní.
Pri laserovom čistení je potrebné zvoliť vhodné parametre, ako je vlnová dĺžka lasera, šírka impulzu a frekvencia impulzov na základe rôznych čistiacich predmetov. Prevažná väčšina domácich a zahraničných výskumov laserového čistenia povlakov a malých častíc zvolila nanosekundové pulzné vláknové lasery s vlnovou dĺžkou 1064nm. Medzi nimi je však významný rozdiel vo frekvencii laserových impulzov. Prvý má pulznú frekvenciu niekoľko tisíc až niekoľko desiatok kilohertzov a drsnosť povrchu po čistení môže dosiahnuť 1 μ druhý je sústredený v rozsahu niekoľkých hertzov až niekoľko desiatok hertzov, s rýchlosťou úberu nad 90 percent .
Domáci vedci uskutočnili výskum v oblasti laserového čistenia pomerne neskoro, spojený s vysokými nákladmi na samotné krátkopulzné lasery, ktoré si vyžadujú vyššiu účinnosť čistenia na dosiahnutie vysokej hodnoty v praktických aplikáciách. Preto je v súčasnosti veľmi málo súvisiacich aplikácií. V posledných rokoch niektoré univerzity, výskumné ústavy a podniky v Číne postupne uskutočnili výskum aplikácie technológie laserového čistenia v priemyselnej oblasti a tiež vyrábali zariadenia na čistenie laserom.
Čínska akadémia inžinierskej fyziky uskutočnila výskum odstraňovania prostriedkov na uvoľnenie plesní z foriem pneumatík, odstraňovania náterov z krídel lietadiel a krytov (kompozitné materiály) a pancierovania tankov a odstraňovania hrdze z námorných častí. Univerzita v Suzhou uskutočnila výskum v oblasti odstraňovania hrdze z automobilových špirál, údržby koľají a odstraňovania nečistôt a odstraňovania vodného kameňa z izolačných porcelánových fliaš.
Vyššie uvedené sumarizuje súčasný stav výskumu laserového čistenia doma a v zahraničí. Čo sa týka teórie a technológie, hoci sa v procese výskumu laserového čistenia uskutočnilo veľké množstvo experimentov na domácom aj medzinárodnom poli, výskum teórie a mechanizmov laserového čistenia je stále neúplný. Hoci boli vytvorené príslušné fyzikálne modely, tieto modely majú stále značné obmedzenia. Z hľadiska praktickej aplikácie je medzi Čínou a zahraničím značný rozdiel.
O spoločnosti HGTECH
HGTECH je priekopníkom a lídrom v oblasti laserových priemyselných aplikácií v Číne a autoritatívnym poskytovateľom globálnych riešení na spracovanie laserom. Komplexne rozmiestňujeme výstavbu laserových inteligentných zariadení, meracích a automatizačných výrobných liniek a inteligentných tovární, aby sme poskytli celkové riešenie pre inteligentnú výrobu.
Hlboko chápeme vývojový trend výrobného priemyslu, neustále obohacujeme produkty a riešenia, držíme sa skúmania integrácie automatizácie, informatizácie, inteligencie a výrobného priemyslu a poskytujeme rôznym odvetviam laserové rezacie systémy, systémy laserového zvárania, série laserového značenia, laserové textúrovanie kompletné vybavenie, systémy laserového tepelného spracovania, laserové vŕtačky, lasery a rôzne podporné zariadenia Celkový plán výstavby špeciálnych zariadení na laserové spracovanie a zariadení na plazmové rezanie, ako aj automatických výrobných liniek a inteligentných tovární.
