Laserreinigung: Definition, Arten, Vorteile, 5 Anwendungen

Was ist Laserreinigung?

Laserreinigung oder Laseroberflächenreinigung bezieht sich auf die Technik der Verwendung des Laserbestrahlungsphänomens zum Entfernen der Verunreinigungen und Verunreinigungen von der Oberfläche eines Materials. Der Prozess der Laserkühlung beinhaltet das Entfernen einer feinen oberen Schicht des gegebenen Materials, um die Oberflächenverunreinigungen vollständig zu entfernen.

Im Allgemeinen erfordert der Prozess der Laseroberflächenreinigung einen Laserstrahl mit sehr hoher Leistung und sehr kurzen Laserpulsen.

Laserreinigung
Eine industrielle Laserreinigungsmaschine. Bildquelle: OptolaIndustrinė lazerinio valymo įrangaCC BY-SA 4.0

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Wie funktioniert die Laserreinigung?

Bei der Laserreinigung wird das Phänomen der Laserbestrahlung verwendet, um Verunreinigungen und Verunreinigungen von der Oberfläche eines Materials zu entfernen. Für den Prozess wird ein Hochleistungslaser mit kurzen Laserpulsen ausgewählt. Die Laserenergie wird gerichtet, um die obere Schicht des Materials abzutragen. Während ein Teil der Verunreinigungen und Verunreinigungen nach dem Ablationsprozess verdampft, verbleiben einige als Partikelstaub. Dieser Staub kann später im Filtersystem gesammelt werden. Dieser Ablationsprozess wird wiederholt, bis die erforderliche Dicke der oberen Materialschicht entfernt ist.

Welche Arten von Laserreinigungsprozessen gibt es?

Laserreinigungsprozesse können in zwei verschiedene Typen unterteilt werden:

Entfernung der Beschichtung:

Diese Art der Laseroberflächenreinigung bezieht sich, wie der Name schon sagt, auf die Entfernung von Verunreinigungen und Verunreinigungen von der Oberfläche eines Materials mit Hilfe von Lasern. Bei diesem Verfahren unterscheidet sich die chemische und physikalische Zusammensetzung der Verunreinigungsschicht erheblich von der des Substrats. Das organische Material absorbiert das Laserlicht, während das nichtorganische Substrat in keiner Weise beeinträchtigt wird. Auf dem Substrat werden keine mechanischen, chemischen oder physikalischen Veränderungen beobachtet. Beispiele für die Anwendung dieses Verfahrens umfassen Farbe, Gummibeschichtung und Isolierung.

Laseroberflächendekontamination:

Der Prozess der Laseroberflächendekontamination beinhaltet die Entfernung von Verunreinigungen und Verunreinigungen, die tief in der Oberfläche des gegebenen Materials vorhanden sind. Dieser Prozess entfernt physikalisch die gesamte obere Schicht des Materials. Beispiele für die Anwendung dieses Verfahrens sind das Entfernen von radioaktiven Betonschichten mit Hilfe von Laser-Scabbling Technik.

Lasse
Laserablation in einer Lösung. Bildquelle: sahehcoLasseCC BY-SA 4.0

Was sind die Vorteile der Laserreinigung?

Vorteile der Laseroberflächenreinigung sind:

  • Die Laseroberflächenreinigung ist ein berührungsloser Prozess, der für die Anwendung äußerst bequem ist.
  • Die Laser-Oberflächenreinigung beinhaltet keine Verwendung von Schleifmitteln oder schlechten Chemikalien.
  • Bei der Laseroberflächenreinigung fallen keine Sekundärabfälle an.
  • Die Laseroberflächenreinigung ermöglicht die Entfernung feiner Schichten, ohne die Struktur oder Form des Materials zu beeinträchtigen.
  • Die Laseroberflächenreinigung führt zu keiner chemischen, physikalischen oder mechanischen Veränderung des Substrats.
  • Die Reinigung der Laseroberfläche kann von Maschinen und Robotern durchgeführt werden, wodurch das Risiko ausgeschlossen wird, dass Arbeiter Strahlung ausgesetzt werden.
  • Die Laseroberflächenreinigung ist eine flexible Technik.

Was sind die Verwendungszwecke der Laserreinigung?

  • Die Laseroberflächenreinigung wird heutzutage für verschiedene Zwecke eingesetzt. Es wird sowohl in der Makro- als auch in der Großindustrie für verschiedene Reinigungszwecke verwendet. Verunreinigungen wie Staub, Farbe, radioaktive Elemente usw. werden durch Laser entfernt.
  • In der Elektronikindustrie wird die Laseroberflächenreinigung zum Reinigen der Kontaktflächen von Pads und Steckern sowie zum Entfernen der Isolierung von elektrischen Kabeln verwendet.
  • In der Gummiindustrie werden Laser zum Reinigen der Oberfläche von Gummi- oder Reifenformen verwendet. Bei bestimmten Materialien ist die Verwendung von Chemikalien zur Reinigung nicht möglich. Die Laserreinigung erweist sich für solche Materialien als nützlich.
  • Das Entfernen von Farbschichten von Gebäuden, Flugzeugen, Schiffen, Autos usw. beinhaltet auch die Anwendung einer Laseroberflächenreinigung.
  • Die Feinreinigung in Mikrochips erfolgt ebenfalls mit Lasern. Die Laseroberflächenreinigung ist auch eine übliche Methode zum Entfernen von Rost, Öl und Fett.
Laserablation einer asteroidenähnlichen Probe
Ablation einer unregelmäßigen Oberfläche mit Lasern. Bildquelle: Travis BrashearsLaserablation einer asteroidenähnlichen ProbeCC BY 4.0

Welche Lasertypen werden zur Laserreinigung verwendet?

Im Allgemeinen werden optische Hochleistungslaser zur Reinigung der Laseroberfläche verwendet. Faserlaser erzeugen und lenken Laserlicht unter Verwendung eines flexiblen Mediums, das eine bessere und einfachere Übertragung des Lichtstrahls zu seinem gewünschten Ziel ermöglicht. Die Leistung von Lasern auf Glasfaserbasis ist höher als bei anderen Lasertypen. Das hohe Verhältnis von Oberfläche zu Volumen dieser Laservarianten bietet eine kontinuierliche Ausgangsleistung im Kilowattbereich sowie eine effiziente Kühlung. Der Lichtwellenleiter trägt zur Verringerung der Lichtwegverzerrung aufgrund thermischer Probleme bei. Laser auf optischer Faserbasis sind im Vergleich zu Gas- oder Festkörperlasern (mit derselben Ausgangsleistung) im Allgemeinen kompakter aufgebaut und erzeugen einen beugungsbegrenzten Laserstrahl.

Neben faseroptischen Lasern werden auch Nd: YAG-Laser zur Laseroberflächenreinigung eingesetzt. Nd: YAG-Laser werden zur Emission von Licht im Infrarotbereich (nahe 946, 1064, 1120, 1320 und 1440 nm) verwendet. Organische Proben (Oberflächenverunreinigungen) bestehen hauptsächlich aus Wasser und können die IR-Frequenz von Licht gut absorbieren.

Powerlite NdYAG 3
Nd: YAG-Laser (Neodym-dotiertes Yttrium-Aluminium-Granat). Bildquelle: KkmurrayPowerlite NdYAGCC BY 3.0

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