レーザークリーニングの長所と短所

レーザー洗浄は、さまざまな素材の表面から塗料、錆、その他の不要な汚染物質を安全に除去するために使用されるプロセスです。これは、材料を徹底的に洗浄するための世界で最も革新的なアプローチです。レーザー洗浄機大規模な産業プロジェクトから家庭用プロジェクトまで、さまざまなシナリオで使用できます。レーザークリーニングは、材料の特性や汚染物質の種類に応じてレーザーパラメータを変更するだけで、どのような環境でも非常に効果的です。この記事では、レーザークリーニングの原理、メリット、デメリットについて説明します。レーザー洗浄機の購入を検討していて、投資についてよくわからない場合は、読み続けて、レーザー洗浄が必要な洗浄プロセスであるかどうかをさらに確認してください。

レーザー洗浄技術とは何ですか?

レーザー洗浄は、レーザー光線を使用してさまざまな素材の表面から汚染物質を除去する新しい非接触洗浄プロセスです。レーザー洗浄の概念は 1980 年代に遡り、航空宇宙産業でデリケートな表面の洗浄にレーザーが初めて使用されました。それ以来、レーザー洗浄技術は洗練され続け、さまざまな産業および商業用途に使用されています。近年、効率的な洗浄能力と基板へのダメージの少なさから、レーザー洗浄が広く普及しています。

レーザークリーニングの原理

レーザー洗浄技術は、材料の表面に高出力レーザービームを照射することで機能します。レーザー光を吸収する汚染物質と相互作用すると、汚染物質またはコーティング粒子がガスに変化するか、相互作用の圧力により粒子が表面から剥離します。
適切なレーザーの種類と最適なパラメータは、材料の洗浄用途ごとに異なります。レーザー洗浄プロセス中に、レーザー出力パラメーターが大幅に変化する可能性があります。したがって、ユーザーは除去する材料/汚染物質に基づいて特定のレーザー出力パラメータを選択する必要があります。

レーザークリーニングの仕組み

レーザークリーニングは主にレーザーアブレーションの一種で、レーザービームを使用して材料の表面に堆積した汚染物質を除去するときに行われます。たとえば、金属表面の錆の除去はレーザーアブレーションプロセスに基づいています。ただし、材料のレーザーアブレーションは、放射されるレーザービームのエネルギーが材料のアブレーション閾値より高い場合にのみ発生します。
各材料には分子結合に基づく特定のアブレーション閾値があり、この閾値は他の材料とは異なります。したがって、2 つの材料のアブレーション閾値の差が十分に大きい場合、レーザー洗浄中に他の材料に影響を与えることなく、不要な材料を高度に選択的に除去できます。たとえば、錆のアブレーション閾値は鋼やアルミニウムの閾値に比べて大幅に低いため、レーザークリーナーを使用して、下にある鋼を損傷することなく錆を完全に蒸発させることができます。
レーザー洗浄機のパラメーター (出力、波長、繰り返し速度、スキャン速度、ビーム直径) は、基板自体のアブレーション閾値ではなく、汚染物質のアブレーション閾値のみに到達するように慎重に選択されます。この正しいアブレーション閾値の目標設定と、レーザー洗浄をミクロンレベルの精度で制御できるという事実を組み合わせることで、下にある基板が損傷を受けないか、損傷が非常に少ないことが保証されます。レーザービームを走査するこのプロセスは、すべての汚染物質が除去され、材料表面がきれいになるまで繰り返されます。

レーザー洗浄の利点は何ですか?

新しい工業用洗浄方法として、レーザー洗浄機は産業市場で広く歓迎されています。機械的洗浄、化学的洗浄、超音波洗浄と比較して、レーザー洗浄技術には大きな利点があります。その利点には次のようなものがあります。

基板へのダメージはありません。レーザー表面洗浄システムは、強力な高パルスレーザーを錆びた塗装またはコーティングされた表面に向けることによって機能します。このエネルギーは既存の汚染物質を分解し、基板からそれらを効果的に除去します。劣化した層やコーティングの除去による影響は数ミクロンにすぎません。下の固体表面を焼き続けることがないため、レーザーの効果がより特異的になります。この非接触洗浄方法では洗浄媒体を使用せず、従来の洗浄における機械的磨耗や化学的腐食の問題を回避します。
掃除速度が速いです。強力なレーザー洗浄機は、短時間で強力なパワーのバーストを提供し、最も安定したビーム経路を確保します。これらの特性により、レーザービームは材料表面の汚れ、錆、コーティング、その他の汚染物質を迅速かつ効率的に除去することができ、洗浄効率が大幅に向上します。
洗浄品質は高いです。レーザー洗浄機は、他の方法では洗浄が難しい材料の表面に吸着したサブミクロンの粒子を効果的に洗浄できます。
環境保護の概念に沿って。レーザー洗浄プロセスでは化学薬品を使用しないため、汚染物質が生成されず、より環境に優しいです。汚染のない洗浄方法により、レーザー洗浄機は食品業界や製薬業界で使用できます。
高いセキュリティ。レーザー洗浄機はレーザー光線の範囲と強度を正確に制御できるため、オペレーターと周囲の環境に対するリスクを軽減できます。さらに、レーザー洗浄では飛沫が発生せず、腐食性の液体との接触も必要ありません。したがって、作業者は厚手の保護服や保護手袋を着用する必要がなく、レーザー保護メガネを着用するだけで済みます。正しい清掃方法に従って作業を開始すれば、作業者の健康を害することはありません。
シンプルな操作でリアルタイム監視。現在、多くのレーザー洗浄機は手持ち式レーザー洗浄ガンを備えて設計されています。オペレーターは、清掃およびスキャンする領域にレーザービームを向けるだけでよく、レーザー清掃プロセスをリアルタイムで監視して、期待される結果が確実に達成されるようにすることができます。
移動が簡単です。他の従来の洗浄装置と比較して、レーザー洗浄機はサイズが小さいため、洗浄が必要な他の職場に簡単に輸送したり持ち込んだりすることができます。この簡単な移動により、現場の清掃作業に理想的なソリューションとなります。特にバックパック型レーザー洗浄機は、屋外や高所での長期作業のニーズに対応します。
費用対効果が高い。レーザー洗浄機は、すべての工業用洗浄方法の中で運用コストが最も低くなります。レーザークリーニングではメディアを使用する必要がなく、少量の電気エネルギーのみを消費します。さらに、レーザー洗浄は他の洗浄方法よりも何倍も高速であるため、人件費が削減されます。レーザー洗浄では廃棄物や破片が残らないため、廃棄コストが回避され、通常は 1 年以内に投資回収が見られます。
洗浄層を選択的かつ正確に剥がします。サンドブラストとは異なり、レーザーは選択的であり、隣接する材料に影響を与えることなく、非常に小さなスポットやストリップに簡単に焦点を合わせることができます。レーザー洗浄方法を使用すると、正確なスポット洗浄が簡単になります。さらに、レーザークリーニングを使用すると、複雑なデザインオブジェクトの隅々まで簡単に到達できるようになります。レーザー洗浄後の最終製品は、他の洗浄方法よりもはるかに微細になります。
自動化が簡単。レーザー洗浄機は光ファイバー伝送が可能で、産業用ロボットと連携して自動制御や長距離遠隔制御を容易に実現します。これにより、従来の方法では届きにくかった部分の洗浄が可能となり、危険な場所への作業者の立ち入りを防ぎます。
幅広い用途。レーザー洗浄機は、表面処理から塗装や錆の除去まで、自動車、航空宇宙、機械製造、船舶、歴史的工芸品などのさまざまな業界で使用できます。

レーザー洗浄機の欠点は何ですか?

レーザー洗浄は多くの利点があるため、多くの産業用途で使用されていますが、万能の洗浄ソリューションではありません。他の表面処理プロセスと同様、レーザー洗浄にも限界があります。

機械コストが高い。ドライアイス洗浄機や超音波洗浄機などの他の従来の洗浄装置と比較して、レーザー洗浄機のコストは比較的高価です。大規模な製造会社はレーザー洗浄機の高い初期コストを受け入れることができますが、表面洗浄を提供する中小企業にとっては費用対効果の高いソリューションではありません。
狭いスペースのワークには不向きです。レーザー洗浄は平らな素材の表面汚れを処理するのに適していますが、狭いスペースのワークの場合はレーザー洗浄が困難です。例えばパイプラインの内壁を洗浄する場合、レーザーを照射して洗浄することは困難です。この種の素材の場合は、化学洗浄または超音波洗浄がより効果的です。
反射性の高い素材は適していません。材質が反射性の場合、レーザーは汚染物質に熱を加えないため、汚染物質を除去できません。
レーザークリーニングの限界は、より困難な作業にも現れます。たとえば、広範囲の厚い錆や塗装を除去する場合、この効果は理想的ではありません。もちろん、これは他の多くの従来の洗浄方法が直面する問題でもあります。

要約する

レーザー洗浄は、表面の錆の除去、塗料の除去、油の除去など、さまざまな洗浄作業の実行に優れた興味深い新技術です。レーザー清掃がすべての仕事やビジネスに適しているわけではありませんが、ほとんどの清掃プロジェクトではうまく機能することは明らかです。表面処理計画にレーザー洗浄を追加することを検討している場合は、上記の利点が欠点を上回るかどうかを検討してください。洗浄プロジェクトに応じて適切な洗浄技術を選択することによってのみ、企業は真の利益を得ることができます。 AccTek レーザーレーザー洗浄ソリューションの専門知識と応用に焦点を当てています。レーザー洗浄に興味がある場合は、いつでも詳細についてお問い合わせください。

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