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La historia del desarrollo de la tecnología de limpieza con láser

Aug 13, 2018

El láser es uno de los principales inventos de las ciencias naturales del siglo XX. En 1960, el primer láser fue producido en el mundo. Posteriormente, los láseres con buena coherencia, pequeños ángulos enemigos y alta concentración de energía se han utilizado ampliamente en diversos campos, como el alcance láser, el procesamiento láser y la comunicación láser. A principios de la década de 1980, las personas comenzaron a utilizar rayos láser de alta energía para iluminar la superficie de la pieza de trabajo, haciendo que la superficie de la suciedad, el óxido o el recubrimiento se evaporaran o despegaran instantáneamente, y eliminaran efectivamente el accesorio o recubrimiento en la superficie de El objeto a alta velocidad. El proceso de limpieza de la superficie del material es la limpieza con láser. Desde los últimos diez años, la limpieza con láser ha pasado del laboratorio a aplicaciones prácticas, utilizadas en diversos moldes de productos de caucho, moldes de productos de silicona para eliminar aceites, óxido, reliquias culturales, placas de circuitos microelectrónicos y otros materiales, y han logrado muy buenos resultados económicos y beneficios sociales.

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A mediados de la década de 1980, con el fin de satisfacer las necesidades de la producción industrial para eliminar pequeñas partículas en las plantillas de memoria, la limpieza con láser ha recibido una gran atención e investigación y se reconoció oficialmente como un método de limpieza eficaz que los investigadores han tratado de usar. Los métodos de limpieza convencionales, como la limpieza mecánica, la limpieza química y la limpieza con ultrasonidos para eliminar las partículas submicrométricas adheridas a la plantilla son menos que ideales. Dado que la fuerza de adsorción de las partículas en la plantilla (fuerza de van der Waals, fuerza electrostática, etc.) es bastante sorprendente, como las partículas de 1 μm de tamaño, su fuerza de adsorción en la superficie de la plantilla es aproximadamente 106 veces mayor que su La gravedad, y el método de limpieza mecánica no se puede completar. La eliminación de pequeñas partículas, la limpieza química puede conducir a la corrosión y la recontaminación de la plantilla. La limpieza ultrasónica requiere que la plantilla se coloque en el centro de la vibración sónica, lo que hará que la plantilla se rompa. La limpieza con láser se produce en tales circunstancias. En este caso, la gente comenzó a estudiarlo sistemáticamente: su apariencia resolvió el problema de la contaminación en la superficie de la plantilla y, con el desarrollo de la tecnología de limpieza por láser, también se ha utilizado ampliamente en muchos otros campos.

A fines de la década de 1980, los científicos descubrieron que cubrir la superficie del sustrato con una capa auxiliar líquida era más propicio para la eliminación de partículas contaminantes. Entre ellos, el agua es una capa auxiliar tan efectiva. El método de cubrir la superficie del artículo que se va a limpiar con una película líquida que tiene un grosor del orden de milímetros y luego la irradiación con un láser para eliminar las partículas contaminadas es lo que más tarde llamamos limpieza con láser a vapor (húmedo), en comparación con El tipo seco. Limpieza con láser, limpieza con láser a vapor tiene mayor eficiencia de limpieza. No fue hasta principios de la década de 1990 cuando la limpieza con láser realmente entró en producción industrial. De hecho, casi en 1987, tres grupos de investigación descubrieron de forma independiente los efectos de la limpieza con láser. Entre ellos, el equipo de investigación liderado por Zapka obtuvo la primera patente de limpieza con láser y reconoció sus perspectivas de aplicación en la industria. Otro grupo de investigación es el Instituto Max Planck de Bioquímica y Física en Toku, científicos. La plantilla de silicio se cubrió con partículas de oro con un tamaño de 35 nm, y luego el láser de nitrógeno molecular se irradió directamente sobre la superficie sólida, y como resultado, las partículas de oro en la superficie se eliminaron con éxito, mientras que la plantilla de silicona no se dañó, lo que indica que el láser se utilizó para limpiar la superficie sólida. Las partículas contaminadas son factibles.

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En 2001, Fourrier y sus colaboradores realizaron experimentos de limpieza con láser de vapor en partículas de diferentes formas, tamaños y materiales para encontrar la intensidad de láser requerida para diferentes partículas en el rango de decenas a cientos de nanómetros. El umbral es el mismo. Este "umbral ampliamente consistente" proporciona un soporte más favorable para el uso industrial de la limpieza con láser de vapor para eliminar partículas de submicrones. Aunque el desarrollo de la limpieza con láser se basa en la limpieza de pequeñas partículas sólidas en la superficie, la investigación en otras aplicaciones se ha llevado a cabo en consecuencia. Por ejemplo, en la década de 1970, después de la investigación y la experimentación, se encontró que los láseres están limpiando edificios históricos y obras de arte. Hay viabilidad. En 1992, la UNESCO utilizó con éxito la limpieza con láser para reparar la catedral de Yasmin en Inglaterra. Algunos países de Europa también han limpiado con láser la Catedral de Amiens (Francia), la Catedral de San Esteban (Viena, Austria), la Tumba del Soldado Desconocido (Varsovia, Polonia). La aplicación del láser en el decapado también ha atraído la atención de los investigadores. Woodroffe et al. En los Estados Unidos han hecho mucho trabajo en esta área.

En la década de 1990, investigadores en Alemania y Japón desarrollaron láseres de TEA-CO2 de alta potencia para la eliminación de pintura con láser, y los utilizaron para realizar una serie de experimentos. No fue hasta 2005 que los investigadores publicaron artículos sobre el desmonte de aeronaves con láseres de TEA-CO2 de alta potencia. Científicos de varios países también han realizado una gran cantidad de investigaciones exploratorias sobre la aplicación de moldes de neumáticos, tratamiento de superficies, basura espacial y otros aspectos, y han logrado resultados notables.