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レーザー洗浄技術の業界応用紹介
2022-10-211209

近年、科学技術が急速に発展する中で、伝統的な工業洗浄技術は現在の高効率化、高精細清浄度の基準要求を満たすことができなくなっている。レーザー技術の成熟した発展に伴い、多くの研究機関と科学研究者は各種材料の表面洗浄におけるレーザー洗浄技術の応用を大いに研究し始め、しかも各項目の実際の応用評価を通じて、比較的に良い洗浄効果を得て、各業界の工業レーザー洗浄の普及応用に新しい道を切り開いた。

 

レーザー洗浄技術は一時「リーダー」洗浄技術と呼ばれ、このハイテク技術は世に出るのはそんなに長くないが、その独特な技術優位性と良質な作業表現によって、顧客と企業に絶賛され、ここ数年来レーザー洗浄技術は以下の5大主流レーザー洗浄応用分野に普及応用されている。

 

1.電力業界

 

1.1送電線異物除去

 

一部の送電線の輸送距離が長く、通過する地域の環境が複雑で、送電線に鳥の糞、凧の撚り線、ビニール袋などの雑物が付着するのは避けられず、電力輸送の安定に影響するだけでなく、深刻な安全上の危険性もある。従来の清掃方法は、停電後に点検員が高圧電塔に登った後、手作業で清掃することで、ピーク時の電力使用地域にとって停電は大きな経済的損失をもたらすと同時に、手作業で作業するのも安全ではない。

 

近年、レーザー洗浄モジュールとドローンを結合する方式が一般的になっているが、それはドローンの変位の柔軟な操作とレーザービームの方向性が良い利点を利用して、遠隔レーザーアブレーションによる不純物除去の洗浄作業を実現することにある。洗浄効率が高い。

 

1.2碍子、遮断シャッタ汚れ洗浄

 

絶縁体は電力業界で広く応用されている絶縁デバイスであり、キャリア導体の重要な部品である。日常の使用サイクルが長くなるにつれて、環境中のほこりなどの汚染物が絶縁体表面に付着し続け、絶縁性能が低下し、深刻な場合は回路のフラッシュオーバ事故を引き起こす可能性がある。レーザー洗浄装置に基づく2次元振動鏡走査システムは、絶縁体表面汚染物の精密除去を実現することができ、手作業用ブラシ、水ジェット洗浄方式よりもはるかに安全で信頼性が高い。

 

隔離シャッタにとって、それは長期にわたり空気中に暴露された後の表面はさび、酸化などが発生しやすく、これは大幅に電気エネルギー輸送損失を増加させ、レーザー洗浄技術を利用して比較的短時間で表面の金属酸化雑物を除去することができ、人員の安全を保証する前提で、より効率的な洗浄作業を実現することができる。

 

2.航空宇宙分野

 

2.1航空機ケーシング表面のレーザー洗浄塗装除去

 

商用旅客機は飛行回数が多いため、機体保護層に対する摩耗も増加し、塗装面に老化、亀裂、脱落現象が発生する可能性があるため、定期的に既存の塗装層を洗浄し、再塗装する必要がある。従来の表面塗料は機械洗浄効率が低く、材料基体への損傷が大きく、化学洗浄の環境汚染が大きすぎる、対照的に、レーザー洗浄技術を利用すると、条件レーザーパワーと振動鏡の動作周波数によって、古い塗料を選択的に除去すると同時に下塗りを保持することができ、塗料除去効率が高く、環境汚染が小さい。

 

2.2航空エンジン翼のメンテナンス再製造

 

航空エンジンのタービン翼の表面には熱障壁コーティングがあり、これにより極端な環境下での耐高温性が向上するが、長時間使用すると脱落や故障が避けられない。熱障壁コーティングは主に超合金接着層とジルコニアセラミックス表面から構成されているため、コーティング層と基体の結合強度が高く、従来の方法では急速に除去することは難しい。パルスレーザ洗浄技術による航空エンジンガイド羽根の洗浄再製造により、エンジン羽根選定領域内の古いコーティングの正確かつ効率的な除去を実現できるだけでなく、基体への損傷も小さい。レーザー洗浄後のガイド羽根は直接に熱障害コーティングの装備と使用を再開することができ、この一環の生産コストと資源浪費を効果的に削減することができる。

 

3.古文物保護業界

 

古文物は歴史が長いため、表面には除去しにくい汚染物が付着している。貴重な文化財(青銅器、金銀器など)の表面の老化層はすでに既存の機械的強度と弾力性を失い、伝統的な洗浄方法は文化財の表面を傷つけやすく、業界内では現在、伝統的な方法の代わりにレーザー洗浄を採用することが普及している。一般的には、異なるパラメータのYAGレーザを選択することにより、金属表面の異なるタイプの汚染物を吸収させて基体から脱落させるが、基体自体はレーザ光のエネルギーを吸収せず、文化財基体の材料を破壊することはない。文化財の本来の光沢とテクスチャを効果的に回復する。

 

4.金属塗装除去、錆除去分野

 

現在、レーザー洗浄の応用はこの分野で現在の洗浄生産のホットスポットに属し、しかもパラメータの適切なレーザーを選択することによって、レーザーの錆除去後に金属材料の表層の構造を変えて酸化物を生成し、この酸化物は材料自体のさらなる錆びを防止し、洗浄効果を達成しながら金属の寿命をさらに延長し、一石二鳥と言える。

 

注目すべきは、新エネルギーリチウム電池の生産において、同じ金属材料であるプラスマイナス電池極片の洗浄産業市場がますます盛んになっていることだ。リチウム電池の製造技術では、極耳を溶接する前に溶接される領域のコーティングを洗浄する必要があり、伝統的なメカニカルドクターブレードブレード塗布領域とレーザー洗浄+クリーン布拭きは、定期的に機械を止めて消耗品を交換する必要があり、同時にドクターブレードの摩耗は極片基体を損傷しやすく、洗浄精度と製品の良率を低下させ、得られない。

 

上述の加工痛点に対して、中国レーザー企業は近年、この技術突破を実現した--華工レーザーは箔材の損傷とコーティングが残らない臨界パラメータ値を捕捉することに成功し、さらにリチウム電池の正逆ハフニウム極上の活物質の急速な焼除、ヒ化を実現し、中間の金属導電集流体を裸で露出した(下図参照)、この新しいレーザー技術は導電性集電体と基体材料に損失を与えることはほとんど無視でき、また、純レーザー洗浄の方式は、さまざまな洗浄サイズの製品に対応でき、コストを下げて効果を高めることができる。

laser cleaning machine

華工レーザ正負極板レーザ洗浄サンプル図

 

5.工業生産金型表面の除染

 

レーザー洗浄技術は金型を使用する生産業界においてもかけがえのない役割を果たしている。例えば、ゴムタイヤ金型は長時間の服役のため、表面に大量の汚染物が堆積し、生産精度に大きな影響を与えた。このような金型は一般的に多細目、多折角を有し、伝統的なブラシ洗浄は完全に除去することが難しく、レーザー技術を利用してタイヤ金型表面を「緑色」洗浄することができ、また、元の金型のインプリント跡を損なうことなく、繰り返し洗浄して生産に使用することができます。

 

現在、レーザー洗浄技術は金型やその他の容器生産業界でも応用が多く、相対的に、生産精細度の要求が高い企業ほど、金型洗浄に対する要求が厳しいため、彼らもレーザー洗浄技術を用いて洗浄作業を行うことが多い。

 

現在、華工レーザーは中国の多くのレーザー企業大手と協力して日増しに緊密になっており、生産されたレーザー洗浄設備は世界でも多くの自主革新的な製品技術特許を持っている。近い将来、レーザー洗浄技術を世界に先駆けて進めることもできると信じています。