傳統(tǒng)的清洗方法往往是接觸式清洗,對清洗物體表面有機(jī)械作用力,損傷物體的表面或者清洗的介質(zhì)附著于被清洗物體的表面,無法去除,產(chǎn)生二次污染,激光清洗的無研磨和非接觸性使這些問題迎刃而解;
等離子體只在能量密度閾值的情況下產(chǎn)生,這個閾值取決于被去除的污染層或氧化層。這個閾值效應(yīng)對在基底材料安全的情況下進(jìn)行有效清潔非常重要。等離子體的出現(xiàn)還存在第二個閾值。如果能量密度超過這一閾值,則基底材料將被破壞。為在基底材料安全的前提下進(jìn)行有效的清潔,根據(jù)情況調(diào)整激光參數(shù),使光脈沖的能量密度嚴(yán)格處于兩個閾值之間。
每個激光脈沖去除一定厚度的污染層。如果污染層比較厚,則需要多個脈沖進(jìn)行清洗。將表面清洗干凈所需要的脈沖數(shù)量取決于表面污染程度。由兩個閾值產(chǎn)生的一個重要結(jié)果是清洗的自控性。能量密度閾值的光脈沖將一直剔除污染物,直到達(dá)到基底材料為止。然而,因為其能量密度低于基底材料的破壞閾值,所以基底不會受到破壞。
利用激光清洗方式,由于激光可利用光纖來傳輸,因此在使用上深具彈性;由于激光清洗方式可用光纖連接而將光導(dǎo)至模具的死角或不易清除的部位進(jìn)行清洗,因此使用方便;由于橡膠并無氣化,因此不會產(chǎn)生有毒害的氣體,影響工作環(huán)境的安全。激光清洗輪胎模具的技術(shù)已經(jīng)大量在歐美的輪胎工業(yè)中被采用,雖然初期投資成本較高,但可在節(jié)省待機(jī)時間、避免模具損壞、工作安全及節(jié)省原材料上所獲得的收益迅速得到回收。根據(jù)激光清洗設(shè)備在輪胎公司生產(chǎn)線上進(jìn)行的清洗試驗表明,僅需2個小時就可以在線清洗一套大型載重輪胎的模具。和常規(guī)清洗方法相比,經(jīng)濟(jì)效益是顯而易見的。
精密機(jī)械工業(yè)常常需對零件上用來潤滑和抗腐蝕的酯類及礦物油加以清除,通常是用化學(xué)方法,而化學(xué)清洗往往仍有殘留物。激光去酯可以將酯類及礦物油完全去除,不損傷零件表面。其污染物去除是由沖擊波完成,零件表面氧化物薄層爆炸性氣化形成了沖擊波,導(dǎo)致污物去除,而非機(jī)械互作用。材料去酯用于航天工業(yè)機(jī)械零件的清理。機(jī)械零件加工中的油酯去除同樣可采用激光清洗。
激光清洗系統(tǒng)還應(yīng)用于核電站反應(yīng)堆內(nèi)管道的清洗。它采用光導(dǎo)纖維,將高功率激光束引入反應(yīng)堆內(nèi)部,直接清除放射性粉塵,清洗下來的物質(zhì)清理方便。而且由于是遠(yuǎn)距離操作,可以確保工作人員的安全。