激光清洗话题目前比较火热,无论在抖音,还是在微信百度都有大量人讨论。激光清洗相对来说是一个“新东西”,我查了很多资料,没有一个统一的意见,激光清洗到底该怎么选择机器呢?带着这个问题,我们采访了顿磊激光创始人刘宇先生,他研究激光清洗多年,在国内算是激光清洗领域的专家。
刘先生:“客气了,我也很珍惜这样的交流机会,现在国内真正懂几个清洗的人不多,激光清洗市场现在一片混乱,用户无所适从,因此,借着这个机会我来普及一下激光清洗的基础知识。
刘先生:“首先我先说一下相同的地方,目前国内用户激光清洗的主要是光纤激光器,光纤激光器又分为脉冲型和连续型。它们释放的激光波长是相同的,都是1064nm左右,在激光清洗中,激光波长是非常重要的参数,不同波长对不同的物质起反应,激光清洗的基础是激光和物质发生反应。脉冲型激光器平均功率低,目前市场上主流的是200w和300w左右,但是他的价格更贵,连续型激光器平均功率更高,主流是2000w,3000w,连续型激光清洗机2000w的价格大概是脉冲200w价格的三分之一。”
刘先生:“虽然脉冲激光器的平均功率低,但是它的峰值功率可能更高,平均功率14w的脉冲激光器峰值功率最高可以达到7000w,在整个激光清洗领域,脉冲激光的用途比连续激光用途大得多。脉冲激光可以调节的参数很多,应用的场景也更加丰富。“
刘先生:“激光清洗的核心是激光器,虽然市面上激光器有几十种,但真正可以应用到激光清洗领域的激光器也就三种,波长为1064nm的光纤激光器,波长为10600nm的二氧化碳激光器,波长为255nm的准分子激光器。 激光清洗的原理类似于激光打标领域的激光器选择,金属类打标雕刻主要用光纤激光器,非金属类用二氧化碳激光器,雕刻玻璃、珍珠、玛瑙等用准分子激光器。在理论上来说,如果污染物是金属类,应该用光纤激光器,如果是油漆,油脂等非金属,应该利用二氧化碳激光器或者准分子激光器。“
刘先生:“是的,这是糟糕的现实,因为准分子激光器和二氧化碳激光器非常昂贵,举例来说,准分子激光器5瓦的价格大概2万多,如果用于激光清洗,至少需要200瓦以上的,这个价格太高了。而且现在也没有生产出来这么高功率的准分子激光器。二氧化碳激光器除了价格原因外,更重要的是二氧化碳激光器的光路无法用光纤线来传导,限制了它的应用场景。所以目前激光清洗领域可以选择的只有光纤激光器,光纤激光器价格便宜,小巧玲珑,能够用光纤线传输,操作灵活,寿命长。”
小编:“我明白你的意思了,事实上激光清洗和激光打标是类似的,金属和非金属需要用不同的激光器,但是目前因为二氧化碳激光器和准分子激光器发展缓慢,还不适应于激光清洗领域,因此激光清洗领域主要用光纤激光器,对吗?”
刘先生:“是的,确实是这样,因为激光器的限制,目前激光清洗领域可以选择的激光器只有光纤激光器,而光纤激光器又分为脉冲激光器和连续激光器。”
小编:“光纤激光器主要应用在激光打标,激光切割,激光焊接,是不是它只能用于金属类型的激光清洗呢?”
刘先生:“光纤激光器的波长是1064nm,这个波长的激光对于金属来说,吸收率很高,对于非金属来说吸收率不高。但是虽然非金属吸收率不高,但是它还是会吸收一部分激光能量,之前说过,吸收激光能量是激光清洗的基础,只有吸收激光能量,才可以进行激光清洗。就像光纤激光打标机可以在硬质塑料,铅笔,石头上面雕刻,光纤激光器也可以清洗部分非金属污染物,虽然它不是最好的选择,但是是目前来说仅有的选择。“
小编:“现在激光清洗发展还不到位,市场也不成熟,选择也不多,如果仅仅在光纤激光器中选择,用来除锈,选择脉冲还是连续激光器呢?“
刘先生:“如果单纯的用来除锈,选择连续激光器就可以了,它价格低,性能稳定,皮实耐用,工作效率高,就单纯的除锈而言,连续激光器表现是很好的。“
刘先生:“脉冲激光器相当于一个一直闪烁的灯,它把能量聚集在一起释放出来,连续激光器类似于一直亮着的灯。在激光清洗模具中,污染物是橡胶颗粒,基底材料是碳钢,理论上我们用二氧化碳激光器,橡胶颗粒吸收激光能量气化消失,基底碳钢完好无损。但如果用光纤激光器,它的原理发生变化了。激光器释放的激光能量主要是基底碳钢吸收,激光能量转化为热能,热能必须小于碳钢的熔点,这样才能保护基底不受损伤,在热应力的作用下让橡胶颗粒和模具脱离。在这样的原理下脉冲激光器更加适合,脉冲激光器释放的激光能量是一滴一滴的光子能量,而且它的频率和单脉冲能量可以调节,碳钢基底吸收一定频率的脉冲激光能量会发生高频率振动的热应力。只要激光能量密度小于碳钢材料的熔点,这种热应力和振动的作用下使得污染物脱落,就不会损伤到模具。而连续激光器只有热应力,相对脉冲激光少了振动,所以在实际的激光清洗模具种,连续激光器很容易损伤基底碳钢。”
刘先生:“理论上来说,油漆和油脂都是绝缘体,选择二氧化碳激光器是最合适的,如果仅在光纤激光器中选择,还是脉冲的更合适。光纤激光的波长是1064nm这个波长的激光金属吸收率很高,非金属材料吸收率不高,但是不高不代表一点都不吸收,油漆和油脂对光纤激光器释放的激光也有一定的吸收率,而且如果油漆在金属表面,金属的熔点远远高于油漆熔点,虽然油漆对激光的吸收率不高,大部分能量被基底金属吸收,但是在基底金属热应力的作用下和油漆吸收激光能量共同作用下,油漆还是可以被去除的,只不过效率不高罢了。如果在光纤激光器中选择,自然是脉冲激光器更合适。因为脉冲除了热作用,还有震动作用。金属基底的振动频率和激光的脉冲频率基本一致,对于不同的金属材质,还可以通过调节激光脉冲频率来适应金属基底,以提高清洗效率。“
刘先生:”这里我普及一个激光清洗的基础知识吧,激光清洗前先搞清楚污染物是什么,基底材料是什么,我们的核心是去除污染物而不损伤基底材料。激光清洗的原理也仅仅有2种,第一是污染物接受激光能量,气化消失。第二种,基底材料接受激光,产生热应力和振动效应,去除污染物。任何清洗都处在接受激光能量的基础上,而且不能损坏基底材料。如果污染物和基底材料都是金属,上层的更容易接受激光能量,如果污染物和基底材料都是非金属,道理类似。如果是除锈,两种物质结构类似的时候,电阻越大的接受激光的能力越墙,大部分激光能量被铁锈吸收,金属基底因为反光性,接受的激光能量很少,有效的保护的基底金属,去除了污染物。回到你的问题上来,连续激光器可以去除油漆吗? 油漆对于光纤激光吸收率很低,但并不是一点都不吸收,它还是会吸收一部分激光能量,只要吸收激光能量,就存在清洗的基础,但是同时不能损坏基底材料。如果基底材料是混凝土,或者木材等吸收率更低的非金属,那么可以清洗,如果基底材料是金属,建议用脉冲激光器清洗,不推荐连续激光器。“
小编:“感谢刘先生的详细解答,我直到今天才搞懂这些,我说为啥书上说的和实际商品不一样呢,原来是激光清洗机还不成熟。最好时刻了,你能总结一下吗?“
刘先生:“好的,我总结一下吧,因为激光清洗机发展不成熟,可以选择的激光清洗机只有光纤激光清洗机,光纤激光清洗机又分为脉冲和连续激光器。因为激光波长都是1064nm,因此它们更适合应用在金属领域。简单来说,如果仅仅是除锈,选择连续激光清洗机,便宜有好用,如果模具清洗,金属基底除漆,选择脉冲激光清洗机。随着技术的不断发展,以后二氧化碳激光清洗机和准分子激光清洗机上市后,激光清洗市场会迎来繁荣。“
后来我们有私聊了一会对激光清洗行业的看法,刘宇先生不愧是激光清洗领域的专家,他对激光清洗的研究和认识非常高深,他还是一个非常热情和幽默的人,他表示非常喜欢通过我们来普及激光清洗方面的知识,让我以后有不明白的地方随时咨询他,在这里我们非常 感谢刘宇先生,也希望他生意越来越兴隆。
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