Das Wesen der Laserreinigung liegt in der hohen Energiedichte der Laserstrahlbestrahlung der Werkstückoberfläche. Dadurch werden Verschmutzungen, Oxidationen, Beschichtungen usw. durch die Hitze des sofortigen Schmelzens, Abtragens, Verdampfens oder Ablösens von der Werkstückoberfläche entfernt, wodurch eine saubere Werkstückoberfläche erzielt wird, ohne das Substrat zu beschädigen. Dieses Verfahren ist die ideale Wahl für eine neue Generation industrieller Reinigungstechnologien.
Lasertyp Anwendbare Materialien
Gleichzeitig förderte die Laserentwicklung auch die rasante Entwicklung der chinesischen Laserreinigungstechnologie. Die Laserreinigungstechnologie ist mittlerweile auch in der Industrie, der Schifffahrt, der Luft- und Raumfahrt sowie in anderen High-End-Fertigungsbereichen zu einer unverzichtbaren Reinigungstechnologie geworden, beispielsweise bei der Entfernung von Gummischmutz auf der Oberfläche von Reifenformen, der Entfernung von Silikonölverunreinigungen auf der Oberfläche von Goldfilmen und der hochpräzisen Reinigung in der Mikroelektronikindustrie.
Die Entfernung von Rost, Farbe, Öl und Oxidschichten auf Metalloberflächen ist eine der aktuellsten Anwendungen der Laserreinigung. Da sich Laser hinsichtlich Wellenlänge, Leistung und anderer wichtiger Parameter unterscheiden und unterschiedliche Materialien und Verschmutzungen unterschiedliche Anforderungen an Wellenlänge, Leistung und weitere Parameter stellen, muss in der Praxis die jeweilige Laserreinigungsmethode entsprechend den Gegebenheiten ausgewählt werden.
Nach einer großen Anzahl experimenteller Überprüfungen durch das Forschungs- und Entwicklungsteam von MavenLaser ist der MOPA-Laser, der Verbundlaser, der am weitesten verbreitete Laser auf dem Markt für Laserreinigung, gefolgt von einer geringen Anzahl von Anwendungen von Kohlendioxidlasern, Ultraviolettlasern und kontinuierlichen Lasern.
1. MOPA-Pulslaserreinigung zur Reinigung verschiedener Materialoberflächen
Der Resonator des MOPA-Faserlasersystems ist selbst eine optische Faser, und der Masteroszillator (MO) ist ein Laser mit geringer Leistung, der üblicherweise aufgrund seiner geeigneten Wellenlänge ausgewählt wird. Die Laserdiode (LD) mit geringer Leistung kann die Ausgangsparameter direkt über den Ansteuerstrom modulieren. Das von der LD erzeugte Signallicht wird dann über ein Zuleitungskabel (Pigtail) in das Leistungsverstärkersystem (PA) eingekoppelt und dort verstärkt.
Der MOPA-Laser ist das am weitesten verbreitete Laserreinigungsverfahren, da das MOPA-Faserlasersystem fest mit der Signalquelle zur Verstärkung gekoppelt werden kann, ohne die Lasereigenschaften wie Mittenwellenlänge, Pulsform und Pulsdauer zu verändern. Dadurch bietet er einen größeren Einstellbereich für verschiedene Parameter, ist flexibler für unterschiedliche Anwendungsszenarien und Materialien und ermöglicht ein größeres Prozessfenster für die Oberflächenreinigung verschiedenster Materialien.
Darüber hinaus verfügt der MOPA-Laser über eine hohe Laserenergiereserve, die durch Verbesserungen der Laserreinigungsanlage – beispielsweise durch Vergrößerung des Laserbearbeitungsflecks oder Einsatz intelligenter Systeme – weiter gesteigert werden kann. Aufgrund seiner hervorragenden Leistung und der flexiblen Anwendbarkeit findet der MOPA-Laser insbesondere in der Batterietechnologie und anderen aufstrebenden Branchen breite Anwendung.
| New Energy Power Battery | Reinigung der Pole von Lithiumbatterien, Reinigung der Polsäulen, Reinigung der Flüssigkeitseinspritzöffnung, Reinigung der Abdeckung, Reinigung des blauen Films usw. |
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Luft- und Raumfahrt | Reinigung von Motorteilen vor und nach dem Schweißen, Reinigung des Treibstofftanks einer Trägerrakete vor und nach dem Schweißen, Farbentfernung von Verbundwerkstoffen, Entfernung von Trennmitteln, Entfernung der Flugzeughaut, Entfernung von Dichtstoffen, Formenreinigung |
| Formenprodukte | Reifenformen, Verkapselungsformen, Spritzgussformen, Dichtungsringformen, Lebensmittelformen usw. zur Entfernung der Kohlenstoffschicht |
| 3C-Industrie | Leiterplattenauswahl und Farbentfernung, Waferreinigung, Farbentfernung an Handygehäusen, Reinigung von PVD-Beschichtungsvorrichtungen |
| Automobilherstellung | Vorreinigung der Karosserie vor dem Schweißen, Felgenreinigung, Farbentfernung an ausgewählten Karosseriebereichen, geräuscharme Reifen |
| Seeschiffe | Reinigung vor und nach dem Schweißen, Entfernung von Lack und Öl an Teilen |
| Brücken- und Straßeninstandhaltung | Entfernung von Farbe an Brückenbauteilen, Rostentfernung, Entfernung von Farbe an Leitplanken |
| Schienenverkehr | Reinigung des Aluminiumaufbaus vor und nach dem Schweißen, automatische Reinigung der Radsätze, Drehgestellreinigung, Motorreinigung usw. |
| Petrochemikalien | Entfernung von Beschichtungen auf Offshore-Ölplattformen, Entfernung von Rohrleitungslack, Rostentfernung usw. |
| Lebensmittelindustrie | Backformen, Backbleche usw. aus Metall. |
| Vakuumsauger | Entfernung der Boden- und Wandfarbe von Isolierbechern |
| Andere Branchen | Metallölfilter, Filterrohrreinigung, Edelstahlpolitur, Laser-Rostentfernung, Oxidentfernung |
2. Verbundlaserreinigung, die beste Wahl zur Farbentfernung
Die Laserreinigung von Verbundwerkstoffen nutzt einen Halbleiter-Dauerstrichlaser als Wärmeübertragungsquelle. Die zu reinigenden Klebstoffe absorbieren Energie, verdampfen und bilden Plasmawolken. Zwischen dem Metall und den Klebstoffen entsteht ein thermischer Ausdehnungsdruck, der die Haftkraft zwischen den beiden Schichten reduziert. Der hochenergetische Laserpuls erzeugt eine Stoßwelle, die die starke Haftung der Klebstoffe direkt von der Metalloberfläche löst und so eine schnelle Laserreinigung ermöglicht.
Entfernung der Gehäuselackierung von Energiezellen
Die kombinierte Laserreinigung durch die Anwendung von kontinuierlichem und gepulstem Laser erzeugt zwei Bearbeitungseigenschaften: hohe Geschwindigkeit, hohe Effizienz und gleichmäßige Reinigungsqualität. Für verschiedene Materialien können zudem gleichzeitig unterschiedliche Laserwellenlängen zur Fleckenentfernung eingesetzt werden.
Lackentfernung bei Haarnadelmotoren
Die Laser-Verbundreinigung wird derzeit in großem Umfang in der Schifffahrt, der Autoreparatur, im Gummiformenbau, bei High-End-Werkzeugmaschinen, im Schienenverkehr und im Umweltschutz sowie in anderen Bereichen eingesetzt und entfernt effektiv Harz, Farbe, Öl, Flecken, Schmutz, Rost, Beschichtungen, Plattierungen und Oxidschichten von der Objektoberfläche.
Beispielsweise ist bei der Laserreinigung dickerer Beschichtungsmaterialien die Energieabgabe eines einzelnen Lasers mit mehreren Pulsen aufgrund der hohen Kosten oft unzureichend. Die kombinierte Reinigung mit einem gepulsten Halbleiterlaser kann die Reinigungsqualität schnell und effektiv verbessern und das Substrat nicht beschädigen. Bei der Laserreinigung von Aluminiumlegierungen und anderen hochreflektierenden Materialien stößt die Reflektivität eines einzelnen Lasers an ihre Grenzen. Die kombinierte Reinigung mit einem gepulsten Halbleiterlaser nutzt die Wärmeleitfähigkeit des Halbleiterlasers, um die Energieabsorption der Metalloberflächenoxidschicht zu erhöhen. Dadurch kann der gepulste Laserstrahl die Oxidschicht schneller abtragen, was die Abtragsleistung deutlich steigert und insbesondere die Lackentfernung um mehr als das Zweifache erhöht.
3. Kohlendioxid-Laserreinigung, die beste Wahl zur Entfernung nichtmetallischer Werkstoffe
CO₂-Laser sind Gaslaser, die CO₂-Gas als Arbeitsmedium verwenden. Sie sind mit CO₂-Gas und weiteren Hilfsgasen (Helium, Stickstoff und geringen Mengen Wasserstoff oder Xenon) gefüllt und zeichnen sich durch eine bessere Richtwirkung, Monochromasie und Frequenzstabilität aus. Da die Entladungsröhre üblicherweise aus Glas oder Quarz besteht, unterscheidet man im Allgemeinen zwei Arten von CO₂-Lasern: Glasröhren-CO₂-Laser und Metall-HF-Röhren-CO₂-Laser.
Zahnfleischentfernung
4. UV-Laserreinigung für Präzisionsgeräte
Die wichtigsten UV-Laser für die Lasermikrofertigung sind Excimerlaser und Festkörperlaser. UV-Laser mit kurzer Wellenlänge und hoher Einzelphotonenenergie können die chemischen Bindungen zwischen Materialien direkt aufbrechen. Die Materialien werden in Form von Gasen oder Partikeln von der Oberfläche abgetragen. Die während der Bearbeitung entstehende Wärmeeinflusszone ist klein, was einzigartige Vorteile für die Mikrofertigung von Materialien wie Silizium (Si), Galliumnitrid (GaN) und anderen Halbleitermaterialien, Quarz, Saphir und anderen optischen Kristallen sowie Polyimid (PI), Polycarbonat (PC) und anderen Polymermaterialien bietet und die Fertigungsqualität effektiv verbessern kann.
Reinigung der Chip-Pins
UV-Laser gelten als die beste Laserreinigungslösung im Bereich der Präzisionselektronik. Ihre charakteristische, feine „kalte“ Bearbeitungstechnologie verändert die physikalischen Eigenschaften des Objekts nicht. Die Oberflächenmikrobearbeitung findet breite Anwendung in verschiedenen Branchen und Bereichen wie Kommunikation, Optik, Militär, Kriminalistik und Medizin. Beispielsweise hat das 5G-Zeitalter eine Marktnachfrage nach der Bearbeitung von FPCs geschaffen. Der Einsatz von UV-Lasern ermöglicht die präzise Kaltbearbeitung von FPCs und anderen Materialien.
5. Kontinuierliche Faserlaserreinigung zur Entfernung von schwimmendem Rost von Metalloberflächen
Der kontinuierliche Faserlaser funktioniert, indem Licht von der Pumpquelle durch einen Reflektor in das Verstärkungsmedium eingekoppelt wird. Da es sich bei dem Verstärkungsmedium um eine mit Seltenerdelementen dotierte Faser handelt, wird das Pumplicht absorbiert. Die absorbierte Photonenenergie führt zu einem Sprung des Energieniveaus der Seltenerdionen und damit zu einer Inversion der Teilchenzahl. Nach der Inversion springt das Teilchen durch den Resonator vom angeregten Zustand zurück in den Grundzustand, setzt dabei Energie frei und erzeugt einen stabilen Laserausgang. Der größte Vorteil besteht darin, dass das Licht kontinuierlich emittiert werden kann.
Reinigung nach dem Schweißen
Bei den eigentlichen Laserreinigungsanwendungen ist der Einsatz von kontinuierlichen Faserlasern seltener, aber es gibt eine kleine Anzahl von Anwendungen, wie z. B. bei einigen großen Stahlkonstruktionen, Rohrleitungen usw., wo aufgrund des großen Volumens und der schnellen Wärmeableitung, die Anforderungen an die Substratbeschädigung nicht hoch sind, ein kontinuierlicher Laser gewählt werden kann.
Rostentfernung
Erwähnenswert ist, dass der Ringfaserlaser aufgrund des Durchbruchs und der Stabilität der Ringflecktechnologie und seiner Vorteile wie einfache Prozessanpassung und unkomplizierte Bedienung im Bereich des Schweißens und Reinigens weit verbreitet ist. Nach einer großen Anzahl von Experimenten durch die Ingenieure des MavenLaser Process Center wird die Technologie zur Entfernung von schwimmendem Rost eingesetzt, was die Reinigungseffizienz erheblich verbessern kann.
Mit dem Fortschritt von Wissenschaft und Technik und der Verbesserung der Umweltschutzanforderungen wird die Laserreinigung eine immer tiefere und umfassendere Rolle im Transformationsprozess der chinesischen Fertigungsindustrie spielen und zur wichtigsten Reinigungsmethode für eine saubere industrielle Produktion werden.
Shenzhen Maven Laser Automation Co., Ltd. mit Hauptsitz in Shenzhen verfügt über eine eigene Produktionsstätte. Das Unternehmen konzentriert sich auf Laser-Hochtechnologieanwendungen und verfolgt das Ziel, innovative Produkte zu entwickeln. Kunden erhalten bei uns umfassende Laserlösungen für Laserschneiden, Laserschweißen, Lasermarkieren, Laserreinigen und die Laserstromversorgung. Auf Kundenwunsch entwickeln wir automatisierte Reinigungsprogramme für intelligentere Reinigungsverfahren. Maven Laser Automation ist führend im Bereich Laserreinigungsmaschinen und bietet eine breite Produktpalette an, darunter Schrank-, Stangen- und Schulter-Laserreinigungsmaschinen. Ein perfektes Produktmarketing- und Kundendienstsystem sorgt für Wettbewerbsfähigkeit. Wir sind rund um die Uhr für Sie da und bieten Ihnen umfassende Wartungs- und Serviceleistungen. Überzeugen Sie sich selbst von der stabilen Technologiequalität und den fairen Preisen von Maven Laser Automation – wir sind Ihr zuverlässiger Partner!
Veröffentlichungsdatum: 16. Januar 2023
