كيف تختار مصدر الليزر المناسب لتطبيق التنظيف الخاص بك؟

باعتبارها طريقة تنظيف فعالة وصديقة للبيئة،تقنية التنظيف بالليزرتحلّ تقنية التنظيف بالليزر تدريجيًا محلّ أساليب التنظيف الكيميائية والميكانيكية التقليدية. ومع تزايد صرامة متطلبات حماية البيئة في البلاد، والسعي الدؤوب لتحقيق أعلى مستويات الجودة والكفاءة في مجال التصنيع الصناعي، يتزايد الطلب على هذه التقنية في السوق بشكل سريع. وباعتبارها دولة صناعية رائدة، تمتلك الصين قاعدة صناعية ضخمة، مما يوفر مجالًا واسعًا لتطبيق تقنية التنظيف بالليزر على نطاق واسع. وقد استُخدمت هذه التقنية على نطاق واسع في قطاعات الطيران والفضاء، والنقل بالسكك الحديدية، وصناعة السيارات، وصناعة القوالب، وغيرها من الصناعات، وهي تتوسع تدريجيًا لتشمل قطاعات أخرى.

تُستخدم تقنية تنظيف أسطح المشغولات على نطاق واسع في العديد من المجالات. غالبًا ما تعتمد طرق التنظيف التقليدية على التنظيف التلامسي، الذي يُسلط قوة ميكانيكية على سطح الجسم المراد تنظيفه، مما قد يُلحق الضرر به أو يتسبب في التصاق مادة التنظيف به بشكل يصعب إزالته، مُؤديًا إلى تلوث ثانوي. في الوقت الحاضر، تُشجع الدولة على تطوير الصناعات الناشئة الخضراء والصديقة للبيئة، ويُعد التنظيف بالليزر الخيار الأمثل. فطبيعة التنظيف بالليزر غير الكاشطة وغير التلامسية تُحل هذه المشكلات. كما أن معدات التنظيف بالليزر مُناسبة لتنظيف الأجسام المصنوعة من مواد مُختلفة، وتُعتبر الطريقة الأكثر موثوقية وفعالية في التنظيف.

التنظيف بالليزرمبدأ

تعتمد عملية التنظيف بالليزر على تسليط شعاع ليزر عالي الكثافة على الجزء المراد تنظيفه من الجسم، حيث يمتص الشعاع طبقة التلوث والسطح. ومن خلال عمليات مثل إزالة الملوثات بالضوء والتبخير، يتم التغلب على الالتصاق بين الملوثات والسطح، مما يسمح للملوثات بالانفصال عن سطح الجسم، وبالتالي تحقيق هدف التنظيف دون إلحاق أي ضرر به.

الشكل 1: رسم تخطيطي للتنظيف بالليزر.

في مجال التنظيف بالليزر، برزت ليزرات الألياف كأفضل مصادر الضوء المستخدمة في التنظيف بالليزر، وذلك بفضل كفاءتها العالية للغاية في تحويل الطاقة الكهروضوئية، وجودة شعاعها الممتازة، وأدائها المستقر، وتطورها المستدام. وتنقسم ليزرات الألياف إلى نوعين رئيسيين: ليزرات الألياف النبضية وليزر الألياف المستمر، واللذان يحتلان مكانة رائدة في السوق في معالجة المواد الكبيرة ومعالجة المواد الدقيقة على التوالي.

الشكل 2: بنية ليزر الألياف النبضي.

مقارنة بين تطبيقات التنظيف باستخدام ليزر الألياف النبضي وليزر الألياف المستمر

في تطبيقات التنظيف بالليزر الحديثة، قد يشعر الكثيرون بالحيرة عند مواجهة أنواع الليزر النبضي والليزر المستمر المتوفرة في السوق: هل يختارون ليزر الألياف النبضي أم ليزر الألياف المستمر؟ فيما يلي، تم استخدام نوعين مختلفين من الليزر لإجراء تجارب إزالة الطلاء على أسطح مادتين، وتم استخدام معايير التنظيف بالليزر المثلى وتأثيرات التنظيف المُحسّنة للمقارنة.

أظهر الفحص المجهري أن الصفيحة المعدنية قد انصهرت مرة أخرى بعد معالجتها بليزر الألياف المستمر عالي الطاقة. بعد معالجة الفولاذ بليزر الألياف النبضي MOPA، يحدث تلف طفيف للمادة الأساسية مع الحفاظ على بنيتها؛ أما بعد معالجة الفولاذ بليزر الألياف المستمر، فيحدث تلف شديد وتكوّن مادة منصهرة.

ليزر الألياف النبضي MOPA (يسار) ليزر الألياف ذو الموجة المستمرة (يمين)

ليزر الألياف النبضي (يسار) ليزر الألياف المستمر (يمين)

من المقارنة السابقة، يتضح أن ليزرات الألياف المستمرة قد تُسبب بسهولة تغير لون الركيزة وتشوهها نظرًا لارتفاع كمية الحرارة المُدخلة. إذا لم تكن متطلبات تلف الركيزة عالية وكان سُمك المادة المراد تنظيفها رقيقًا، يُمكن استخدام هذا النوع من الليزر كمصدر للضوء. أما ليزر الألياف النبضي، فيعتمد على نبضات ذات طاقة ذروة عالية وتردد تكرار عالٍ للتأثير على المواد، حيث يُبخر مواد التنظيف ويُحركها بشكل فوري لتقشيرها؛ ويتميز بتأثيرات حرارية منخفضة، وتوافق عالٍ، ودقة عالية، ويُمكنه إنجاز مهام متنوعة دون إتلاف خصائص الركيزة.

انطلاقاً من هذا الاستنتاج، في ظل الدقة العالية، من الضروري التحكم بدقة في ارتفاع درجة حرارة الركيزة، وفي سيناريوهات التطبيق التي تتطلب عدم إتلاف الركيزة، مثل الألومنيوم المطلي وفولاذ القوالب، يُوصى باختيار ليزر الألياف النبضي؛ أما بالنسبة لبعض مواد سبائك الألومنيوم عالية القوة واسعة النطاق، والأنابيب ذات الشكل الدائري، وما إلى ذلك، فبسبب حجمها الكبير وتبديدها السريع للحرارة، وانخفاض متطلبات تلف الركيزة، يمكن اختيار ليزر الألياف المستمر.

In التنظيف بالليزريجب مراعاة ظروف المواد بشكل شامل لضمان تلبية احتياجات التنظيف مع تقليل الضرر الذي قد يلحق بالركيزة. وبناءً على ظروف العمل الفعلية، من الضروري اختيار مصدر ضوء الليزر المناسب.

إذا أرادت تقنية التنظيف بالليزر دخول التطبيقات واسعة النطاق، فلا بد لها من ابتكار تقنيات وعمليات جديدة. وستواصل مافن التزامها برؤية "الليزر+"، والتحكم في وتيرة التطوير بثبات، والسعي إلى تعميق تقنية مصدر ضوء الليزر الأساسية، والتركيز على حل المشكلات الرئيسية المتعلقة بمواد الليزر ومكوناته، لتوفير مصدر طاقة للتصنيع المتقدم.