レーザー洗浄は「グリーン洗浄技術」として知られています。環境保護、高効率、非接触という利点により、自動車製造、造船、文化財保護などの分野でその人気が高まっています。-ただし、テクノロジーは優れていますが、使いやすいとは限りません。実際の生産では、洗浄効果が不均一になり、基板の表面が損傷し、長期間の稼働中に装置が過熱します。-。これら 3 つの問題は、オペレーターが直面する最も一般的な問題点であり、レーザー洗浄の大規模な適用を制限するボトルネックでもあります。{6}}
問題点 1: 一貫性のない洗浄結果
現象: 単一のワークピースの表面全体で洗浄深さが不均一である-一部の領域では汚染物質が完全に除去されますが、他の領域では塗料や酸化層が残ります。一部のスポットには「過剰処理」の兆候が見られ、素材の表面が黒ずんだり変色したりしています。-
原因:
レーザーの熱効果を正確に制御することの難しさ: 過剰なエネルギーは基板に損傷を与えますが、エネルギーが不十分だと汚染物質を完全に除去できません。
-不均一な汚染物質の厚さ: 塗料や酸化物層の厚さにばらつきがあるため、固定のエネルギー出力がすべての領域に適合できないことを意味します。
重要なパラメータ-焦点ぼけ距離: 焦点ぼけ距離を 0 mm から 5 mm に増やすと、レーザー出力密度が 64% 低下し、洗浄パフォーマンスに直接影響します。
対策: 汚染物質の種類と厚さに基づいて、プロセス パラメータの適切な組み合わせを選択します (たとえば、アルミニウム合金の塗装除去に最適なパラメータ: シングル パルス エネルギー 0.45 mJ、ビーム オーバーラップ率 33%、デフォーカス距離 1 mm)。可能な場合は、インライン モニタリング テクノロジーを実装して、リアルタイムでレーザー パラメータを調整します。-
問題点 2: 基板の損傷
現象: 洗浄後、基板表面に溶解、変色、微小な亀裂、さらには孔食が発生し、ワークピースがスクラップになります。-
原因:
レーザーからの残留熱効果により、基板に不可逆的な損傷が生じます。これは、レーザー洗浄の産業用途における重大な課題です。
パラメータ設定にわずかな誤差があるだけでも、基板の過熱につながる可能性があります。これは特に鋼に当てはまります。基板の熱伝導率は表面汚染物質の熱伝導率よりもはるかに高くなります（約 . 50 W/(m・K) 対 . 0.1 W/(m・K)）。複雑な熱伝導経路により制御が困難になります。
対策: 有限要素解析 (FEA) シミュレーションを使用して基板温度と熱応力場を予測し、それによってプロセス パラメーターを最適化します。注: 表面をわずかに再溶解すると表面特性が向上する可能性がありますが、これは正確な制御によって達成する必要があります。そうしないと、逆効果な結果が生じる可能性があります。
問題点 3: 長時間稼働時の機器の過熱
現象: レーザー洗浄装置は、数時間連続動作した後、レーザー出力の低下、洗浄性能の低下、さらにはアラームによるシステムのシャットダウンが発生する場合があります。ハンドヘルドレーザー洗浄用途には、特に厳しい熱放散要件があります。過熱は洗浄効率と作業の安全性に直接影響します。
原因: 高出力レーザー洗浄装置を長時間連続して動作させると、熱が蓄積し、内部のレーザー結晶とポンプ源の温度が上昇します。{0}その結果、出力が不安定になり、洗浄品質が不安定になります。また、高温が続くとコアコンポーネントの劣化が促進され、メンテナンスコストが増加します。
解決策: システムに信頼性の高い産業用チラーを装備することが最も直接的な解決策です。 Teyu は、レーザー洗浄用途向けに特別に設計された一連のチラーを提供しています。
CWFL-2000 チラー: 2000W ファイバー レーザー洗浄機用に設計されており、レーザー源と光学コンポーネントを個別に冷却するための独立したデュアル冷却回路を備えています。 ±1 度の温度制御精度により、重要なコンポーネントが高出力洗浄作業中の過熱による影響を受けないようになります。
CWFL-6000ENW ハンドヘルド レーザー クリーニング チラー: 6kW ハンドヘルド レーザー クリーニング システム用に設計されており、±1 度の精度でデュアル回路の独立した温度制御を提供します。熱源の干渉を効果的に隔離し、安定したレーザー出力を保証します。
ハンドヘルド レーザー溶接用チラー CWFL-ANW シリーズは、1kW から 6kW までのレーザー システムをサポートし、ハンドヘルド レーザー溶接、洗浄、切断などのさまざまな用途に対応します。デュアル回路温度制御システムを搭載しており、レーザー光源と光学コンポーネントの両方の温度を安定に維持し、熱ドリフトを防ぎます。
相互に関連する 3 つの課題{0}}一貫性のない結果と基板の損傷-は、制御されていない熱の影響から生じており、機器の過熱によって状況はさらに悪化します。ソリューションは相乗的なアプローチにあります。プロセスの最適化が基盤として機能し、温度制御システムが安全装置として機能し、オンライン監視が不可欠なサポートを提供します。これら 3 つの要素を調整することによってのみ、安定した装置の動作を確保しながら、基板に損傷を与えることなくレーザー洗浄で汚染物質を効果的に除去することができます。洗浄の品質が変動する場合は、パラメータの調整に加えて、静かに動作する冷却システムを見落とさないようにしてください。-これは重要であるにもかかわらず無視されることが多いリンクです。
