Примене за ласерско чишћење и уклањање боје добиле су велику пажњу последњих година, јер традиционалне методе уклањања боје као што су пескарење и хемијско скидање боје стварају много загађења животне средине. Време је да искористите предности решења за уклањање зелене боје. Правилном контролом параметара као што су ширина импулса, густина енергије, стопа понављања и величина зрака, ласери се могу користити за обављање висококвалитетних радова и уклањање премаза [Референца 1] Предности ласерског уклањања боје могу се сумирати на следећи начин:
● Мање потрошног материјала
● Мање секундарног отпада
● Без механичких оштећења подлоге коришћењем контролисаних параметара ласера
● Боље приањање због смањене храпавости површине
● Брже од традиционалних метода
● Ефикасније од традиционалних метода
Постоје два начина за постизање ласерског чишћења. Прва је ласерска аблација, где ће високоенергетски импулс или интензиван континуирани сноп таласа створити плазму у премазу, а ударни талас који ствара плазма ће разбити премаз у честице. Други је термичко разлагање, где континуирани таласни сноп ниже енергије или дуги импулс могу загрејати површину и на крају испарити премаз. Ова два механизма су приказана на сликама 1 и 2.
Слика 1 Кораци ласерске аблације
Слика 2 Кораци термичке декомпозиције
Без обзира на механизам, неконтролисани ласерски параметри могу оштетити подлогу и узроковати проблеме. И континуирани и пулсни ласери се могу користити за ласерско чишћење, али је важно разумети различите ефекте који ови ласери производе на различитим подлогама. Апсорпција континуираног ласера од стране супстрата зависи од његове таласне дужине, при чему краће таласне дужине генерално резултирају већом апсорпцијом. За класични пулсни ласер, с друге стране, дубина продирања ЛТ у супстрат је независна од таласне дужине и уместо тога зависи од ширине импулса τп ласера и дифузије Д супстрата, као што је приказано у једначини 1.
За класични пулсни ласер, повећање ширине импулса повећава праг аблације, који је дефинисан као минимална енергија потребна за уклањање јединичне запремине материјала према следећој једначини:
где је ρ густина, а Хв топлота испаравања (количина топлоте потребна да се испари јединица масе материјала у џулима по граму). Дакле, дужи импулси смањују ефикасност аблације. Класични импулсни ласери такође зависе од брзине понављања импулса, при чему се ефикасност аблације повећава како се стопа понављања повећава.
Спроведена је студија која је испитивала ЦВ и пулсни рад ласера коришћењем ласера са влакнима од 1,07 μм [Реф 2]. У овој студији, исти континуирани ласер је био укључен и искључен да би произвео импулсе дуге ширине. Ова студија је открила да у ЦВ режиму специфична енергија (дефинисана као енергија потребна за уклањање јединице запремине материјала (мм3) у џулима и обрнуто пропорционална ефикасности аблације) опада са повећањем брзине скенирања и снаге ласера. За импулсни режим, утврђено је да ефикасност аблације зависи од радног циклуса (однос ширине импулса и временског интервала између два импулса). Повећањем радног циклуса, повећана је ефикасност аблације. Ово је у супротности са класичним импулсним ласерима, где, уз фиксну стопу понављања, повећање ширине импулса (а тиме и радног циклуса) смањује ефикасност аблације. Слика 3 упоређује специфичну енергију у односу на снагу и брзину скенирања за ЦВ ласер од 1 кХз и импулсни ласер (тј. ЦВ ласер који се укључује и искључује) на подлози од нерђајућег челика.
Слика 3: Лева графика показује специфичну енергију ЦВ ласера у односу на снагу ласера, а десна приказује специфичну енергију импулса од 1 кХз у односу на радни циклус ласера
Максимална снага импулсног ласера (тј. ЦВ ласера који се укључује и искључује) је 1800 В, а његова просечна снага је скоро иста као и ЦВ ласера, али као што се може видети из графикона, специфична енергија је скоро 2 пута ниже. Импулсни режим у поређењу са ЦВ режимом. Чини се да ЦВ режим има више губитака у поређењу са импулсним режимом јер је његова ласерска снага увек на врхунцу.
Међутим, начин рада ласера није једини фактор при одлучивању да ли ћете користити пулсни (тј. континуирани талас који се укључује и искључује) или ласер континуираног таласа за ласерско чишћење. Режим скенирања је такође још једна важна ствар коју треба узети у обзир. Важно је да време интеракције између ласерског зрака и премаза буде кратко како би ефекат
термичко оштећење је минимално. Ово се може постићи коришћењем кратких импулса са високим вршним интензитетом или коришћењем континуираног ласера и великом брзином скенирања.
С обзиром да је континуирана ласерска снага генерално моћнија, јефтинија и робуснија од пулсних ласера, није лош избор за ласерско чишћење. Нажалост, скенери галванометра који се традиционално користе за ласерско чишћење не могу да поднесу ласере од више киловата. Галванометарски скенери који се користе за ласере велике снаге су такође прилично тешки и не могу да раде при великим брзинама скенирања. Стога је предложен нови тип скенера који се зове полигонски скенер који има само један покретни део, полигон [Реф 3]. Ови полигонални скенери су способни да раде са већим снагама ласера и показало се да су три пута бржи од скенера за галванометар. Користећи скромне брзине ротације, полигонски скенери могу да произведу брзине скенирања површине веће од 50 метара у секунди. Ова велика брзина скенирања омогућава да време интеракције зрака са радном површином буде кратко и омогућава коришћење веома великих ласерских снага. Фигуигон скенер.
Укратко, избор коришћења ЦВ или импулсног ласера (тј. ЦВ или класичних краткопулсних ласера који се укључују и искључују) за ласерско чишћење зависи од неколико фактора, као што су тип подлоге, упијајућа моћ премаза и цена ласера. Комбинација полигонског скенера и континуираног ласера производи велике брзине скенирања и обећавајућа је опција за разматрање када класични пулсни ласери нису доступни
