F'dawn l-aħħar snin, it-tindif bil-lejżer sar wieħed mill-aktar oqsma importanti ta' riċerka fil-qasam tal-manifattura industrijali, u jkopri l-proċess, it-teorija, it-tagħmir u l-applikazzjonijiet. Fl-applikazzjonijiet industrijali, it-teknoloġija tat-tindif bil-lejżer irnexxielha tnaddaf b'mod affidabbli numru kbir ta' uċuħ differenti ta' sottostrati, u tnaddaf oġġetti inklużi l-azzar, l-aluminju, it-titanju, il-ħġieġ u materjali komposti, eċċ., u industriji ta' applikazzjoni li jkopru l-ajruspazju, l-avjazzjoni, it-tbaħħir, il-ferroviji b'veloċità għolja, l-awtomobbli, il-moffa, l-enerġija nukleari, il-baħar u oqsma oħra.
It-teknoloġija tat-tindif bil-lejżer, li tmur lura għas-snin sittin, għandha l-vantaġġi ta' effett tajjeb ta' tindif, firxa wiesgħa ta' applikazzjonijiet, preċiżjoni għolja, nuqqas ta' kuntatt u aċċessibilità. Fil-manifattura industrijali, il-produzzjoni u l-manutenzjoni u oqsma oħra għandhom firxa wiesgħa ta' prospetti ta' applikazzjoni, u hija mistennija li tissostitwixxi parzjalment jew kompletament il-metodi tradizzjonali tat-tindif, u ssir l-aktar teknoloġija promettenti għat-tindif ekoloġiku fis-seklu 21.
Metodu ta' tindif bil-lejżer
Il-proċess tat-tindif bil-lejżer huwa kumpless ħafna, u jinvolvi varjetà ta' mekkaniżmi għat-tneħħija tal-materjal. Għal metodu ta' tindif bil-lejżer, il-proċess tat-tindif jista' jkun fih varjetà ta' mekkaniżmi fl-istess ħin, li huma prinċipalment attribwibbli għall-interazzjoni bejn il-lejżer u l-materjal, inkluż it-tneħħija tal-wiċċ tal-materjal, id-dekompożizzjoni, il-jonizzazzjoni, id-degradazzjoni, it-tidwib, il-kombustjoni, il-vaporizzazzjoni, il-vibrazzjoni, it-tixrid, l-espansjoni, it-tinxtorob, l-isplużjoni, it-tqaxxir, it-twaqqigħ u bidliet fiżiċi u kimiċi oħra fil-proċess.
Fil-preżent, il-metodi tipiċi ta' tindif bil-lejżer huma prinċipalment tlieta: tindif b'ablazzjoni bil-lejżer, tindif bil-lejżer assistit minn film likwidu u metodi ta' tindif b'mewġa ta' xokk bil-lejżer.
Metodu ta' tindif bl-ablazzjoni bil-lejżer
Il-mekkaniżmi metodoloġiċi ewlenin huma l-espansjoni termali, il-vaporizzazzjoni, l-ablazzjoni u l-isplużjoni tal-fażi. Il-lejżer jaġixxi direttament fuq il-materjal li għandu jitneħħa mill-wiċċ tas-sottostrat u l-kundizzjonijiet ambjentali jistgħu jkunu arja, gass rarifikat jew vakwu. Il-kundizzjonijiet operattivi huma sempliċi u l-aktar użati biex jitneħħew varjetà ta' kisi, żebgħa, partiċelli jew ħmieġ. Id-dijagramma t'hawn taħt turi d-dijagramma tal-proċess għall-metodu tat-tindif bl-ablazzjoni bil-lejżer.
Meta l-wiċċ tal-materjal jiġi rradjat bil-lejżer, is-sottostrat u l-materjali tat-tindif jgħaddu mill-ewwel espansjoni termali. Biż-żieda fil-ħin ta' interazzjoni tal-lejżer mal-materjal tat-tindif, jekk it-temperatura tkun inqas mil-limitu tal-kavitazzjoni tal-materjal tat-tindif, il-materjal tat-tindif jinbidel biss fil-proċess fiżiku. Id-differenza bejn il-koeffiċjent tal-espansjoni termali tal-materjal tat-tindif u s-sottostrat twassal għal pressjoni fl-interfaċċja, fejn il-materjal tat-tindif jista' jitgħawweġ, jinqata' mill-wiċċ tas-sottostrat, jinqasam, jikser il-materjal mekkaniku, jitgħaffeġ mill-vibrazzjoni, eċċ. Il-materjal tat-tindif jitneħħa b'ġett jew jitneħħa mill-wiċċ tas-sottostrat.
Jekk it-temperatura tkun ogħla mit-temperatura tal-limitu tal-gassifikazzjoni tal-materjal tat-tindif, ikun hemm żewġ sitwazzjonijiet: 1) il-limitu tal-ablazzjoni tal-materjal tat-tindif ikun inqas minn dak tas-sottostrat; 2) il-limitu tal-ablazzjoni tal-materjal tat-tindif ikun akbar minn dak tas-sottostrat.
Dawn iż-żewġ każijiet ta' materjali tat-tindif huma t-tidwib, il-kavitazzjoni u l-ablazzjoni u bidliet fiżikokimiċi oħra. Il-mekkaniżmu tat-tindif huwa aktar kumpless, minbarra l-effetti termali, iżda jista' jinkludi wkoll ksur tar-rabta molekulari bejn il-materjali tat-tindif u s-sottostrati, dekompożizzjoni jew degradazzjoni tal-materjali tat-tindif, splużjoni tal-fażi, gassifikazzjoni tal-materjali tat-tindif, jonizzazzjoni istantanja, u ġenerazzjoni tal-plażma.
(1)Tindif bil-lejżer assistit minn film likwidu
Il-mekkaniżmu tal-metodu prinċipalment għandu vaporizzazzjoni u vibrazzjoni ta' film likwidu li jagħli, eċċ. L-użu tal-ħtieġa li tagħżel it-tul ta' mewġa tal-lejżer xieraq, b'mod li jikkumpensa għan-nuqqas ta' pressjoni tal-impatt fil-proċess tat-tindif tal-ablazzjoni tal-lejżer, jista' jintuża biex jitneħħew xi wħud mill-oġġetti tat-tindif li huma aktar diffiċli biex jitneħħew.
Kif muri fil-figura t'hawn taħt, il-film likwidu (ilma, etanol jew likwidi oħra) huwa mgħotti minn qabel fil-wiċċ tal-oġġett tat-tindif, u mbagħad jintuża l-lejżer biex jirradjah. Il-film likwidu jassorbi l-enerġija tal-lejżer li tirriżulta fi splużjoni qawwija tal-midja likwida, l-isplużjoni ta' likwidu jagħli b'moviment ta' veloċità għolja, it-trasferiment tal-enerġija lill-materjali tat-tindif tal-wiċċ, forza splussiva temporanja għolja hija biżżejjed biex tneħħi l-ħmieġ tal-wiċċ biex jinkisbu l-għanijiet tat-tindif.
Il-metodu tat-tindif bil-lejżer assistit minn film likwidu għandu żewġ żvantaġġi.
Proċess ingombranti u diffiċli biex tikkontrolla l-proċess.
Minħabba l-użu ta' film likwidu, il-kompożizzjoni kimika tal-wiċċ tas-sottostrat wara t-tindif hija faċli biex tinbidel u tiġġenera sustanzi ġodda.
(1)Metodu ta' tindif tat-tip ta' mewġa ta' xokk bil-lejżer
L-approċċ u l-mekkaniżmu tal-proċess huma differenti ħafna mill-ewwel tnejn, il-mekkaniżmu huwa prinċipalment it-tneħħija tal-forza tal-mewġa ta' xokk, it-tindif tal-oġġetti huwa prinċipalment partiċelli, prinċipalment għat-tneħħija ta' partiċelli (sub-mikron jew nanoskala). Ir-rekwiżiti tal-proċess huma stretti ħafna, kemm biex jiżguraw il-kapaċità li jonizzaw l-arja, kif ukoll biex iżommu distanza xierqa bejn il-lejżer u s-sottostrat biex jiżguraw li l-azzjoni tal-forza tal-impatt fuq il-partiċelli tkun kbira biżżejjed.
Id-dijagramma skematika tal-proċess tat-tindif tal-mewġa ta' xokk bil-lejżer hija murija hawn taħt, il-lejżer huwa parallel mad-direzzjoni tal-wiċċ tas-sottostrat, u s-sottostrat ma jiġix f'kuntatt. Mexxi l-biċċa tax-xogħol jew ir-ras tal-lejżer biex taġġusta l-fokus tal-lejżer għall-partiċella ħdejn il-ħruġ tal-lejżer, il-punt fokali tal-fenomenu tal-jonizzazzjoni tal-arja se jseħħ, li jirriżulta f'mewġ ta' xokk, mewġ ta' xokk għall-espansjoni rapida tal-espansjoni sferika tal-mewġ ta' xokk, u estiża għall-kuntatt mal-partiċella. Meta l-mument tal-komponent trasversali tal-mewġa ta' xokk fuq il-partiċella jkun akbar mill-mument tal-komponent lonġitudinali u l-forza ta' adeżjoni tal-partiċella, il-partiċella titneħħa permezz ta' rrumblar.
Teknoloġija tat-tindif bil-lejżer
Il-mekkaniżmu tat-tindif bil-lejżer huwa bbażat prinċipalment fuq il-wiċċ tal-oġġett wara l-assorbiment tal-enerġija tal-lejżer, jew il-vaporizzazzjoni u l-volatilizzazzjoni, jew l-espansjoni termali istantanja biex tegħleb l-assorbiment tal-partiċelli fuq il-wiċċ, sabiex l-oġġett mill-wiċċ, u mbagħad jinkiseb l-iskop tat-tindif.
Fil-qosor bejn wieħed u ieħor bħala: 1. dekompożizzjoni tal-fwar bil-lejżer, 2. tqaxxir bil-lejżer, 3. espansjoni termali tal-partiċelli tal-ħmieġ, 4. vibrazzjoni tal-wiċċ tas-sottostrat u vibrazzjoni tal-partiċelli erba' aspetti
Meta mqabbla mal-proċess tradizzjonali tat-tindif, it-teknoloġija tat-tindif bil-lejżer għandha l-karatteristiċi li ġejjin.
1. Huwa tindif "niexef", mingħajr soluzzjoni tat-tindif jew soluzzjonijiet kimiċi oħra, u l-indafa hija ħafna ogħla mill-proċess tat-tindif kimiku.
2. L-ambitu tat-tneħħija tal-ħmieġ u l-firxa tas-sottostrat applikabbli hija wiesgħa ħafna, u
3. Permezz tar-regolazzjoni tal-parametri tal-proċess tal-lejżer, ma jistax isir ħsara lill-wiċċ tas-sottostrat abbażi tat-tneħħija effettiva tal-kontaminanti, il-wiċċ ikun tajjeb daqs ġdid.
4. It-tindif bil-lejżer jista' jkun operazzjoni awtomatizzata faċilment.
5. It-tagħmir tad-dekontaminazzjoni bil-lejżer jista' jintuża għal żmien twil, bi spejjeż operattivi baxxi.
6. It-teknoloġija tat-tindif bil-lejżer hija: ekoloġika: il-proċess tat-tindif, l-eliminazzjoni tal-iskart hija trab solidu, daqs żgħir, faċli biex tinħażen, bażikament mhux se tniġġes l-ambjent.
Fis-snin tmenin, l-iżvilupp mgħaġġel tal-industrija tas-semikondutturi fuq il-wiċċ tat-teknoloġija tat-tindif tal-partiċelli tal-kontaminazzjoni tal-maskra tal-wejfer tas-silikon ressqet 'il quddiem rekwiżiti ogħla, il-punt ewlieni huwa li tingħeleb il-kontaminazzjoni tal-mikro-partiċelli u s-sottostrat bejn il-forza kbira ta' adsorbiment. It-tindif kimiku tradizzjonali, it-tindif mekkaniku, il-metodi tat-tindif ultrasoniku ma jistgħux jissodisfaw id-domanda, u t-tindif bil-lejżer jista' jsolvi problemi ta' tniġġis bħal dawn, u r-riċerka u l-applikazzjonijiet relatati ġew żviluppati malajr.
Fl-1987, dehret l-ewwel applikazzjoni għal brevett dwar it-tindif bil-lejżer. Fis-snin disgħin, Zapka applikat b'suċċess it-teknoloġija tat-tindif bil-lejżer għall-proċess tal-manifattura tas-semikondutturi biex tneħħi l-mikropartiċelli mill-wiċċ tal-maskra, u b'hekk irrealizzat l-applikazzjoni bikrija tat-teknoloġija tat-tindif bil-lejżer fil-qasam industrijali. Fl-1995, ir-riċerkaturi użaw lejżer TEA-CO2 ta' 2 kW biex jiksbu b'suċċess it-tindif taż-żebgħa tal-fuselage tal-ajruplan.
Wara d-dħul fis-seklu 21, bl-iżvilupp b'veloċità għolja ta' lejżers b'polz ultra-qasir, ir-riċerka domestika u barranija u l-applikazzjoni tat-teknoloġija tat-tindif bil-lejżer żdiedu gradwalment, b'fokus fuq il-wiċċ tal-materjali tal-metall, applikazzjonijiet barranin tipiċi huma t-tneħħija taż-żebgħa tal-fuselage tal-inġenji tal-ajru, it-tneħħija tax-xaħam tal-wiċċ tal-moffa, it-tneħħija tal-karbonju intern tal-magna u t-tindif tal-wiċċ tal-ġonot qabel l-iwweldjar. It-tindif bil-lejżer tal-Istitut tal-Iwweldjar Edison tal-Istati Uniti tal-ajruplan tal-gwerra FG16, meta l-qawwa tal-lejżer hija ta' 1 kW, il-volum tat-tindif huwa ta' 2.36 cm3 kull minuta.
Ta' min isemmi li r-riċerka u l-applikazzjoni tat-tneħħija taż-żebgħa bil-lejżer minn partijiet komposti avvanzati hija wkoll punt ewlieni ta' interess. Ix-xfafar tal-iskrun tal-ħelikopters HG53 u HG56 tal-US Navy u d-denb ċatt tal-ġett tal-ġlied F16 u uċuħ komposti oħra ilhom jiġu implimentati bħala applikazzjonijiet għat-tneħħija taż-żebgħa bil-lejżer, filwaqt li l-materjali komposti taċ-Ċina fl-applikazzjonijiet tal-inġenji tal-ajru tard, għalhekk din ir-riċerka hija bażikament vojta.
Barra minn hekk, l-użu tat-teknoloġija tat-tindif bil-lejżer għat-trattament tal-wiċċ kompost tas-CFRP tal-ġonta qabel it-twaħħil bil-kolla biex tittejjeb is-saħħa tal-ġonta huwa wkoll wieħed mill-fokus tar-riċerka attwali. Kumpanija tal-lejżer adattata għal-linja tal-produzzjoni tal-karozzi Audi TT biex tipprovdi tagħmir tat-tindif bil-lejżer tal-fibra biex tnaddaf il-wiċċ tal-film tal-ossidu tal-qafas tal-bieb tal-liga tal-aluminju ħafif. Rolls G Royce UK użat tindif bil-lejżer biex tnaddaf il-film tal-ossidu fuq il-wiċċ tal-komponenti tal-magna tal-ajru tat-titanju.
It-teknoloġija tat-tindif bil-lejżer żviluppat b'rata mgħaġġla fl-aħħar sentejn, kemm jekk huma l-parametri tal-proċess tat-tindif bil-lejżer u l-mekkaniżmu tat-tindif, ir-riċerka dwar l-oġġetti tat-tindif jew l-applikazzjoni tar-riċerka għamlet progress kbir. Wara ħafna riċerka teoretika, it-teknoloġija tat-tindif bil-lejżer, il-fokus tar-riċerka tagħha huwa kontinwament preġudikat lejn l-applikazzjoni tar-riċerka, u fl-applikazzjoni ta' riżultati promettenti. Fil-futur, it-teknoloġija tat-tindif bil-lejżer fil-protezzjoni ta' relikwi kulturali u xogħlijiet tal-arti se tintuża aktar b'mod wiesa', u s-suq tagħha huwa wiesa' ħafna. Bl-iżvilupp tax-xjenza u t-teknoloġija, l-applikazzjoni tat-teknoloġija tat-tindif bil-lejżer fl-industrija qed issir realtà, u l-ambitu tal-applikazzjoni qed isir dejjem aktar estensiv.
Il-kumpanija tal-awtomazzjoni tal-lejżer Maven ilha tiffoka fuq l-industrija tal-lejżer għal 14-il sena, aħna speċjalizzati fl-immarkar bil-lejżer, għandna magna tat-tindif tal-lejżer tal-kabinetti tal-magni, magna tat-tindif tal-lejżer tal-każijiet tat-trolley, magna tat-tindif tal-lejżer tal-backpack u magna tat-tindif tal-lejżer tlieta f'waħda, barra minn hekk, għandna wkoll magna tal-iwweldjar bil-lejżer, magna tat-tqattigħ bil-lejżer u magna tal-inċiżjoni tal-immarkar bil-lejżer, jekk inti interessat fil-magna tagħna, tista' ssegwina u tħossok liberu li tikkuntattjana.
Ħin tal-pubblikazzjoni: 14 ta' Novembru 2022
