همه چی در مورد لیزرتمیزکننده چند کاره

 

دستگاه لیزر تمیزکننده (Laser Cleaning) وسیله‌ای است که با تابش پرانرژیِ پالس/پیوستهٔ لیزر لایه‌های ناخواسته (زنگ، اکسید، رنگ، روغن، جرم، لاک، رسوب‌) را از روی یک سطح جدا می‌کند، بدون تماس مکانیکی و بدون استفاده از مواد شیمیایی. «چندکاره» به این معنی‌ست که دستگاه با تغییر پارامترها و/یا تعویض هد می‌تواند انواع مختلف آلودگی‌ها و سطوح را پاک کند.

 

لیزر تمیز کننده چیست ؟

 

جذب نور و تبدیل به گرما (Photothermal): انرژی لیزر در لایهٔ آلوده جذب شده و باعث تبخیر، سوختن یا تجزیهٔ لایه می‌شود.

 

انفجارهای ریز/مکانیکی (Photomechanical): تبدیل سریع انرژی به فشار/امواج شوک که لایهٔ ضعیف را جدا می‌کند.

 

فرایندهای فوتوشیمیایی: در برخی شرایط، تابش باعث واکنش شیمیایی در لایه می‌شود که آن را شل می‌کند.

 

پلاسما/یونیزاسیون: در انرژی‌های بالا قسمتی از ماده تبخیر و یونیزه می‌شود و به شکل دود/پلاسما خارج می‌شود — بنابراین نیاز به سیستم استخراج وجود دارد.

 

نکتهٔ کلیدی: انتخاب طول موج، مدت پالس و توان باعث می‌شود که لایهٔ ناخواسته (که معمولاً جذب بیشتری دارد) حذف شود در حالی که زیرلایه تا حد امکان دست‌نخورده باقی بماند.

 

انواع منابع لیزری و پالس

 

فایبر لیزر (Fiber, معمول‌ترین برای تمیزکاری صنعتی): طول موج معمولاً 1064 نانومتر، بازده بالا، نگهداری کم.

 

Nd:YAG (پالس‌دار، مشابه 1064 nm): در برخی کاربردها استفاده می‌شود.

 

لیزرهای UV (355 nm، 266 nm): برای پاک‌کردن دقیق‌تر یا مواد آلی حساس خوب‌اند.

 

CO₂ (10.6 µm): برای مواد آلی/پلاستیک و برخی کاربردهای خاص.

 

مدهای پالس: نانوثانیه (ns) — رایج؛ پیکو/فمتوثانیه (ps/fs) — «ابلیشن سرد» و مناسب آثار هنری/سطوح بسیار حساس.

 

اجزای اصلی دستگاه لیزر تمیز کننده :

 

منبع لیزر (Fiber / Nd:YAG / UV / CO₂)

 

هد/دستگیرهٔ دستی یا سر اسکنر (Scanner head with galvo) برای رفت و برگشت سریع پرتو

 

اپتیکِ فوکوس و فیبر انتقال

 

سیستم حرکت (رِیل/گانتری/ربات) یا هد دستی

 

کنترلر و نرم‌افزار تنظیم پارامترها (توان، فرکانس، سرعت اسکن، الگو)

 

سیستم استخراج دود/ذرات و فیلتراسیون (مهم)

 

سیستم خنک‌کننده (هوا یا آب)

 

محفظهٔ ایمنی و اینترلاکس‌ها، علایم هشدار و عینک‌های حفاظتی مخصوص طول موج

 

چنده کاره یعنی چی ؟

 

وقتی می‌گوییم «چندکاره»، معمولاً دستگاه می‌تواند با همان سخت‌افزار یا با چند هد/نرم‌افزار:

 

زنگ/اکسید را بردارد (Rust removal)

 

رنگ یا پوشش را حذف کند (Paint/coating removal)

 

روغن/گریس و آلودگی‌های آلی را پاک کند (Degreasing)

 

لکه/قلم‌خوردگی روی سطوح حساس پاک شود (Conservation mode)

 

تمیزکاری قالب‌ها/قطعات لاستیکی

 

آماده‌سازی سطح برای جوش/چسب‌کاری (pre-weld/pre-bond cleaning)

 

این «چندکارگی» معمولاً با تغییر پارامترها (توان، فرکانس، عرض پالس، سرعت اسکن) یا تعویض هد/طول موج حاصل می‌شود.

 

کاربردها (نمونه‌ای و گسترده)

 

صنعتی: آماده‌سازی سطوح پیش از جوش یا رنگ، برداشتن زنگ از قطعات، پاک‌سازی شافت‌ها و ریل‌ها، نگهداری قالب‌ها.

 

حمل‌و‌نقل/هوافضا/دریایی: حذف پوشش قدیمی، کنترل خوردگی، پاک‌سازی قطعات حساس.

 

صنایع غذایی و دارویی: برداشتن رسوب و آلودگی (با فیلتراسیون مناسب).

 

تعمیر و نگهداری ابزار صنعتی و قالب‌سازی.

 

الکترونیک: پاک‌سازی نقاط لحیم/حذف باقیماندهٔ فلاکس.

 

مرمت و حفاظت آثار تاریخی (تمیزکاری مجسمه‌ها، سنگ‌ها، نماها) — با لیزرهای پیکوفرمت یا fs برای حداقل آسیب.

 

صنایع هسته‌ای/پسماند: در برخی پروژه‌ها برای حذف لایه‌های آلوده (البته با پروتکل‌های ایمنی بسیار سخت).

 

 مزایا نسبت به روش‌های سنتی

 

بدون مواد شیمیایی و کاهش آلودگی پساب

 

تماس‌نداشتن مکانیکی (کمتر خوردگی و آسیب‌های مکانیکی)

 

قابلیت انتخاب‌گری (Selective cleaning) — کمتر به زیرلایه آسیب می‌زند

 

دسترسی به هندسه‌های پیچیده و اتوماسیون‌پذیری بالا

 

دقت بالا و تکرارپذیری

 

کاهش زمان آماده‌سازی و در مجموع ممکن است هزینهٔ عملیاتی پایین‌تر در بلندمدت باشد

 

معایب و محدودیت‌ها

 

هزینهٔ اولیهٔ بالا (به‌ویژه سیستم‌های صنعتی روبوتیک یا با توان بالا)

 

نیاز به اپراتور ماهر و آموزش

 

خطرات لیزری (کلاس ۴) — ایمنی بحرانی است

 

بازتابش روی سطوح براق می‌تواند به منبع/اپراتور آسیب بزند مگر تدابیر گرفته شود

 

برای سطوح خیلی وسیع ممکن است زمان‌بر باشد (هرچند سیستم‌های پرتوان این مشکل را کاهش می‌دهند)

 

ذرات و دودِ حاصل باید تصفیه شوند (استخراج و فیلتر مناسب لازم است)

 

ممکن است لایهٔ زیرین در صورت پارامتر نامناسب آسیب ببیند

 

پارامترهای کلیدی (چه چیزهایی تنظیم می‌شوند)

طول موج (Wavelength) — تعیین‌کنندهٔ جذب ماده

 

توان متوسط (Average power, W)

 

انرژی هر پالس (mJ) و عرض پالس (ns/ps/fs)

 

فرکانس پالس (kHz)

 

اندازهٔ نقطه/فوکوس (spot size) → تأثیر بر فلوئنس (J/cm²)

 

سرعت اسکن / حرکت (mm/s) و میزان همپوشانی خطوط (overlap)

 

تعداد پاس‌ها (تعداد عبور از یک نقطه)

 

روش اسکن (raster, spiral, vector)

 

راهنمای کلی: همیشه با پارامتر کمینه شروع، در یک ناحیهٔ آزمایشی تست کن، سپس کم‌کم تا وقتی لایهٔ ناخواسته حذف شود و زیرلایه سالم بماند افزایش بده.

 

10) مثال‌های تقریبی پارامتر (نمونه برای درک؛ اعداد بسته به دستگاه و ماده تغییر می‌کنند)

 

توجه: اعداد زیر حدودی و نمونه‌اند — قبل از هر کاری تست روی ناحیهٔ کوچک واجب است.

 

حذف زنگ از فولاد (صنعتی، لیزر فایبر، حالت نانوثانیه):

 

طول موج: ~1064 nm

 

توان متوسط: از چند ده وات تا چند صد وات (دستگاه‌های صنعتی)

 

فرکانس: چند kHz تا چند ده kHz

 

سرعت اسکن: صد تا هزار mm/s (بسته به توان و spot)

 

پاک‌سازی آثار هنری/سنگ مرمر (حساس):

 

طول موج: UV یا 355 nm / یا لیزر پیکو/فمتو

 

توان متوسط: معمولاً پایین (زیر 10 W)

 

عرض پالس: ps یا fs

 

هدف: «ابلیشن سرد» و حداقل گرما

 

برداشتن رنگ/لاستیک از قالب (صنعت قالب‌سازی):

 

طول موج: 1064 nm یا 532 nm بسته به رنگ

 

توان: متغیر؛ معمولاً دستگاه‌های 20–200 W کاربردی هستند

 

 روند کاری پیشنهادی (گام‌به‌گام عملی)

 

بازدید و تشخیص: تعیین نوع آلودگی و جنس زیرلایه.

 

انتخاب دستگاه/هد و پارامترهای اولیه (با احتیاط پایین شروع).

 

آزمایش در نقطهٔ پنهان و بررسی زیرلایه با ذره‌بین/آنالیز.

 

تنظیم نرم‌افزار (الگوی اسکن، سرعت، تعداد پاس).

 

اجرای پاک‌سازی با سیستم استخراج فعال.

 

بازرسی نهایی و در صورت نیاز تکرار/تزریق محافظ یا پاسیو.

 

نگهداری پس از کار (لنز، هد، فیلترها).

 

ایمنی (ضروری و غیرقابل چشم‌پوشی)

 

دستگاه‌های تمیزکننده لیزری معمولاً کلاس 4 هستند — مخاطرات چشم و پوست و آتش.

 

عینک محافظ مخصوص طول موج و OD مناسب برای همهٔ حضار لازم است (تعیین توسط سازنده).

 

اتاق/کابین ایمن با اینترلاک، تابلوهای هشدار، و سیستم تهویه/استخراج.

 

فیلترهای HEPA/Carbon یا سیستم جمع‌آوری پلاسمای دود جهت جلوگیری از انتشار ذرات مضر.

 

آموزش اپراتور و وجود کپسول آتش‌نشانی مناسب کنار دستگاه.

 

احتیاط در کار با سطوح بازتابنده — ممکن است بازتاب به منشأ آسیب بزند.

 

 نگهداری و سرویس تمیز کننده چند کاره

 

تمیز نگاه داشتن اپتیک و لنزها، بررسی و تعویض فیلترها، کنترل کیفیت آب خنک‌کننده، بررسی فیبر/کابل، کالیبراسیون نرم‌افزار و چک‌های ایمنی و اینترلاکس‌ها.

قرارداد سرویس با تأمین‌کننده برای نگهداری دوره‌ای و تعمیرات.

 

انتخاب دستگاه — نکاتی برای خرید

 

کاربرد اصلی تو چیه؟ (زنگ، رنگ، مرمت، الکترونیک)

 

نیاز به قابل‌حمل بودن یا ایستگاهی؟

 

توان و سرعت مورد نیاز (سطح کاری/اندازهٔ قطعه)

 

طول موج/پالس مناسب برای ماده

 

سیستم استخراج و فیلتر همراه یا جداگانه؟

 

پشتیبانی، آموزش و گارانتی سازنده

 

بودجه و تحلیل ROI (هزینهٔ مواد شیمیایی، زمان، دفع زباله را هم حساب کن)

 

 هزینهٔ کلی (خلاصه)

 

واحدهای دستی/کم‌قدرت: معمولاً از چند هزار تا چند ده هزار یورو/دلار.

سیستم‌های صنعتی/رباتیک/پرقدرت: از چند ده هزار تا چند صد هزار یورو/دلار یا بیشتر (بستگی به اتوماسیون و توان).

(اعداد تقریب‌اند و برای برآورد دقیق باید قیمت‌های فعلی بازار و گزینه‌های مد نظر را بررسی کرد)

اگر دنبال تمیزکاری انتخابی، بدون مواد شیمیایی، اتوماتیک‌پذیر و با دقت بالا هستی، دستگاه لیزر تمیزکنندهٔ چندکاره  الماس صنعت گزینهٔ بسیار قوی‌ایه . برای سطوح خیلی حساس یا پروژه‌های مرمتی از مدهای پیکو/فمتوثانیه استفاده می‌کنن؛ برای تولید صنعتی و آماده‌سازی سطح، فایبر لیزرهای ns رایج‌ترند. مهم‌ترین ملاحظات: انتخاب پارامتر درست و ایمنی/استخراج دود