在激光清洗技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，領(lǐng)域內(nèi)也不斷涌現(xiàn)出新的方向和趨勢，其中激光復(fù)合清洗技術(shù)就是其中極具潛力和前景的一個(gè)方向：它能在同樣價(jià)格的基礎(chǔ)上，將清洗效率翻上兩到三倍。

01

什么是復(fù)合激光清洗

眾所周知，在高端清洗市場，早先在同等成本支出的情況下激光清洗比傳統(tǒng)清洗方式來講效率會(huì)更低。如船舶大修的除漆工作，船舷漆的面積非常大，有的用化學(xué)清洗，有的用高壓水清洗，也會(huì)很多船廠提出想用激光清洗，但激光清洗受功率限制，單位時(shí)間內(nèi)對厚漆層的清洗面積在效率上無法達(dá)到船廠的要求。

當(dāng)然，技術(shù)上講單純要提升效率，通過簡單的疊加功率就可以實(shí)現(xiàn)；但這種方式的功率提升后成本也幾十倍甚至上百倍提升，毫無性價(jià)比。這意味著高效船舶激光清洗只能停留在理論，而無法進(jìn)入工業(yè)化應(yīng)用。

目前國外純脈沖激光器功率可以達(dá)到5000W，但因技術(shù)封鎖并不對中國國內(nèi)進(jìn)口，國內(nèi)脈沖激光器最大功率只有1000w，2000W純脈沖激光器仍處于調(diào)試階段，使用時(shí)并不穩(wěn)定。

而復(fù)合激光清洗技術(shù)，就是能用4000W連續(xù)+500W脈沖的方式實(shí)現(xiàn)1000W純脈沖激光清洗機(jī)才能達(dá)到的效率,用6000W連續(xù)+1000W脈沖的方式實(shí)現(xiàn)2000W脈沖清洗機(jī)才能達(dá)到的效率。

在同樣的價(jià)格基礎(chǔ)上通過工藝改進(jìn)將清洗效率翻2-3倍。具有提高清洗質(zhì)量、增大清洗效率、穩(wěn)定清洗加工過程、適用于高反射材料的清洗等優(yōu)點(diǎn)，避免了單一清洗的缺點(diǎn)和不足。

鑒于目前國內(nèi)并無2000W脈沖激光清洗機(jī)，所以6000W連續(xù)+1000W脈沖可以說是國內(nèi)可以投入生產(chǎn)穩(wěn)定使用的最高功率激光清洗設(shè)備。

02

激光復(fù)合清洗原理

激光復(fù)合清洗原理主要通過半導(dǎo)體連續(xù)激光作為熱傳導(dǎo)輸出，使待清洗附著物吸收能量產(chǎn)生氣化、等離子云，并在金屬材料和附著物之間形成熱膨脹壓力，降低兩者層間結(jié)合力。而當(dāng)脈沖激光輸出高能脈沖激光束時(shí)，產(chǎn)生的振動(dòng)沖擊波會(huì)使結(jié)合力不強(qiáng)的附著物直接脫離金屬表面，從而實(shí)現(xiàn)激光快速清洗。該技術(shù)應(yīng)用涵蓋船舶、汽修、橡膠模具、高端機(jī)床、軌道以及環(huán)保等。能夠清除物件表面樹脂、油漆、油污、污漬、污垢、銹蝕、涂層、鍍層以及氧化層。

激光復(fù)合清洗技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)不單單是兩種激光的疊加，重點(diǎn)體現(xiàn)在能量的利用率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于兩種熱源的簡單相加。在較厚涂層材料激光清洗中，由于單一激光多脈沖能量輸出量大，大功率脈沖激光器成本高，限制了厚涂層材料的激光清洗，而采用脈沖激光-半導(dǎo)體激光復(fù)合清洗可快速、有效的提高清洗質(zhì)量，且基材不容易造成損傷。在鋁合金等高反射材料的激光清洗中，單一激光存在反射率大等問題，而采用脈沖激光-半導(dǎo)體激光復(fù)合清洗，由于半導(dǎo)體激光熱導(dǎo)傳輸?shù)淖饔?，增大了金屬表面氧化層能量吸收率，使脈沖激光束能夠更快剝離氧化層，從而更有效的提高清除效率。

03

實(shí)際應(yīng)用案例

輪對是機(jī)車車輛與鋼軌相接觸的部分，由左右兩個(gè)車輪牢固的壓裝在同一個(gè)車軸上組成。輪對的作用是保證機(jī)車車輛在鋼軌上的運(yùn)行和轉(zhuǎn)向，承受來自機(jī)車車輛的全部靜、動(dòng)載荷，把它傳遞給鋼軌，并將因線路不平順產(chǎn)生的載荷傳遞給機(jī)車車輛各零部件。

對于高鐵動(dòng)車來說，車輪和車軸都是用沒有添加合金元素的碳素鋼制造的，而這往往會(huì)成為發(fā)生裂紋和脆性斷裂的原因，因此，高鐵在運(yùn)行一段時(shí)間后都需要進(jìn)行檢修。在檢修前，需要將輪軸及輪輻上的涂層徹底剝離下來，涂層為厚度為150-250μm環(huán)氧樹脂涂層材料。

傳統(tǒng)的方法是采用鋼絲刷進(jìn)行打磨，此方法雖然可剝離涂層，但是效率很低，并且作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度很大，還會(huì)對輪對表面造成損傷，以至于對下一步的探傷造成影響。激光清洗技術(shù)能有效清除輪對表面漆層，但效率偏低，厚涂層情況下清洗速度慢，局限性很大，而復(fù)合激光清洗技術(shù)可以將每臺(tái)輪對清洗時(shí)間控制在8分鐘以內(nèi)，清洗效率達(dá)到Sa3級（清洗最高標(biāo)準(zhǔn)）并無傷基材。

04

國內(nèi)復(fù)合激光清洗設(shè)備生產(chǎn)商

因?yàn)閺?fù)合激光清洗所需的工藝技術(shù)、研發(fā)難度對研發(fā)團(tuán)隊(duì)有較高要求的原因，目前國內(nèi)已知的研發(fā)公司有武漢翔明激光科技有限公司和深圳水滴激光科技有限公司。投入市場能穩(wěn)定運(yùn)作的產(chǎn)品生產(chǎn)商僅有水滴激光一家。

目前水滴激光科技已推出2000+300、4000+500、6000+1000三款復(fù)合激光清洗機(jī)，分別對標(biāo)500W、1000W和2000W純脈沖高功率清洗設(shè)備，做到在同樣價(jià)格段兩到三倍的性價(jià)比。

水滴激光是國內(nèi)激光清洗領(lǐng)域科技創(chuàng)新型領(lǐng)軍企業(yè)，核心研發(fā)團(tuán)隊(duì)由英國利物浦大學(xué)、曼徹斯特大學(xué)及哈工大的多名博士及博士后組成，擁有自主光學(xué)設(shè)計(jì)、激光清洗工藝定制化開發(fā)、PLC及PIC硬件控制開發(fā)、機(jī)械及自動(dòng)化設(shè)計(jì)研發(fā)等在內(nèi)的20余項(xiàng)激光清洗相關(guān)專利。于2021年獲得激光行業(yè)最高獎(jiǎng)—紅光獎(jiǎng)，并研發(fā)出全球最小最輕第五代激光頭。

來源：水滴激光