激光洗眉(激光清洗之研究)

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模具、武器装备、精密机械、电子工业中，常需要去除产品、设备表面的锈迹、氧化物、污染物等。传统的化学药剂或机械方式存在去除不彻底、损害基体材料等缺陷，相比之下，激光清洗是一种绿色、灵活、高效的清除方式，在保证清除效果的同时，对基体材料几乎无损害，能灵活地应对各种形状尺寸，耗电量低。

激光清洗基于激光束与污染层之间发生的光物理反应，其原理主要有两种方式：一是激光被材料表面上的污染层所吸收，一是激光作用下形成等离子体，产生冲击波，冲击波使污染物变成碎片并被去除。

激光清洗不但可以用来清洗有机污染物，也可以用来清洗无机物，包括金属的锈蚀、金属微粒、灰尘等，主要可以用于模具清洗、武器装备清洗、电子工业清洗、精密机械清洗、文物清洗等方面。

采用圣同100W脉冲激光器，配合高速振镜系统，可实现材料表面污染物的高速清洗，且不损害基体材料。

圣同100W脉冲光纤激光器，具有脉宽窄、峰值功率高等特点，适合于不锈钢、铜、铝等材料的精密加工，材料热变形小，加工精度高。其结构紧凑，易于系统集成。

参数中心波长(nm)平均功率(W)光束质量(M2)功率稳定性，t>5h(%)功率调节范围(%)冷却方式

数值1064±4100<1.2<35~100风冷

影响激光清洗效果的主要因素有激光功率、脉冲频率、激光扫描路径、扫描填充间距等。

对比不同情况下的清洗效果，研究对激光功率密度有影响的两个主要因素。在能达到最优清洗效果的前提下，优先选择频率较高的功率参数。实验时清洗区域为40mm×40mm的矩形区域，振镜固定，扫描速度为6000mm/s。

图片中清洗区域与上述表格中位置对应

图片中清洗区域与上述表格中位置对应

a)激光功率不变，随着脉冲频率的增大，清洗区域损伤减轻；

b)激光频率不变，随着激光功率的增大，清洗区域损伤加重；

c)实验表明，在上述设定参数下，均能完全去除碳钢表面的锈迹；

d)清洗两次与一次相比，基体损伤整体呈加重趋势，功率50%时不明显；

e)从上述实验看出，50%时，清洗效果最好，且二次清洗与一次清洗区别不大，考虑到后续手动移动速度，选择一次清洗的A3工艺。

软件预设如下四种激光扫描路径。

在上述实验的基础上，选择最佳工艺参数，改变光斑路径模式。

可以看出扫描模式(a)、(c)、(d)清洗效果相对较好，(c)效果稍差。

保持其他工艺参数不变，改变激光扫描填充间距。

可以看出，随着填充间距的变大，清洗后基体表面颜色越来暗，表面清洗效果越来越差。而间距变小时，基体出现烧损变黄。

通过工艺试验，采用工艺参数：预设清洗图形尺寸30mm×0.2mm，手动移动速度为6mm/s~7mm/s，激光功率50%~60%，脉冲频率160kHz，扫描速度6000mm/s，扫描填充间距0.10mm，激光扫描路径如路径图(a)所示。

圣同100W脉冲光纤激光器，具有脉宽窄、峰值功率高等特点，能轻松应对各种形状尺寸工件表面的清洗需求。

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