เหตุใดจึงควรเลือกการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์?

ผู้ผลิตต่างพยายามสร้างผลิตภัณฑ์ที่แข็งแรง ทนทาน และเชื่อถือได้มากขึ้นอยู่เสมอ โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมยานยนต์และการบินและอวกาศ ในการนี้ พวกเขาจึงมักปรับปรุงและเปลี่ยนระบบวัสดุด้วยโลหะผสมที่มีความหนาแน่นต่ำกว่า ทนต่ออุณหภูมิและการกัดกร่อนได้ดีกว่า ซึ่งช่วยให้ผู้ผลิตมีฐานที่มั่นคงในตลาดมากขึ้น

ที่จริงแล้ว นั่นเป็นเพียงครึ่งหนึ่งของเรื่องราวทั้งหมดเท่านั้น
ข้อได้เปรียบเชิงกลยุทธ์ที่แข็งแกร่งยิ่งกว่าคือ ความแน่นอนที่วัดได้เกี่ยวกับความแข็งแกร่ง ความทนทาน และความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์
การเปลี่ยนวัสดุเก่าเป็นวัสดุที่แข็งแรงกว่าอาจเป็นจุดเริ่มต้นที่ดี แต่ยังต้องใช้กระบวนการผลิตที่ทันสมัยกว่า ซึ่งอาศัยการทำความสะอาดพื้นผิวที่สะอาดและมีประสิทธิภาพมากขึ้นเพื่อสร้างโครงสร้างที่แข็งแรง โลหะ เช่น โลหะผสมอะลูมิเนียม และวัสดุขั้นสูง เช่น วัสดุคอมโพสิตโพลีเมอร์คาร์บอนไฟเบอร์ ซึ่งมักใช้ในการผลิตยานยนต์และอากาศยาน จำเป็นต้องใช้การเชื่อมต่อเพื่อลดน้ำหนัก – เมื่อใช้ตัวยึด น้ำหนักจะเพิ่มขึ้นในโครงสร้าง – และเพื่อสร้างข้อต่อที่เชื่อถือได้มากขึ้น
เทคนิคการตกแต่งผิวอลูมิเนียมแบบดั้งเดิม ได้แก่ การพ่นทราย การเช็ดด้วยตัวทำละลาย ตามด้วยการขัด (โดยใช้แผ่นขัด) หรือการชุบอะโนไดซ์ การยึดติดด้วยกาวเปิดโอกาสให้ใช้กระบวนการอัตโนมัติมากขึ้น ซึ่งวิธีการตกแต่งแบบดั้งเดิมไม่สามารถทำได้
การชุบอะโนไดซ์เป็นที่นิยมใช้ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ เนื่องจากกระบวนการเตรียมพื้นผิวที่แพงกว่าและเข้มงวดกว่านี้ถูกใช้เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดที่เข้มงวด ความแปรปรวนโดยธรรมชาติของเทคนิคการพ่นทรายและการขัดด้วยมือแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าจำเป็นต้องมีกระบวนการที่ควบคุมได้มากกว่า
การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์หรือการกัดเซาะด้วยเลเซอร์เข้ามาเติมเต็มช่องว่างในกระบวนการนี้ โดยเป็นวิธีการทำความสะอาดพื้นผิวโลหะและวัสดุผสมที่แม่นยำ เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม สามารถทำงานได้โดยอัตโนมัติ และมีประสิทธิภาพมากขึ้น สิ่งสกปรกที่พบอยู่บนพื้นผิวของวัสดุเหล่านี้สามารถกำจัดออกได้ง่ายด้วยกระบวนการเลเซอร์
เนื่องจากการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์มีประสิทธิภาพสูง จึงจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องทราบอย่างแน่ชัดว่ามันส่งผลต่อพื้นผิวของคุณอย่างไร ความแตกต่างระหว่างพื้นผิวที่ได้รับการบำบัดอย่างเหมาะสมกับพื้นผิวที่ได้รับการบำบัดน้อยเกินไปหรือมากเกินไปนั้นอาจประเมินได้ยากมาก ด้วยเทคโนโลยีการตรวจสอบกระบวนการเชิงปริมาณที่มีความละเอียดอ่อนและแม่นยำเทียบเท่ากับกระบวนการเลเซอร์ ผู้ผลิตจึงมั่นใจได้ว่าพื้นผิวโลหะและวัสดุผสมของตนพร้อมสำหรับการยึดติดอย่างสมบูรณ์

วิดีโอแนะนำเครื่องทำความสะอาดเลเซอร์ Fortune ต่อไปนี้ จะให้ข้อมูลโดยละเอียดเกี่ยวกับเหตุผลในการเลือกใช้เครื่องทำความสะอาดเลเซอร์

1 –การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์คืออะไร?
การรักษาด้วยเลเซอร์เป็นเทคนิคการทำความสะอาดด้วยความร้อนที่มีความแม่นยำสูงมาก โดยทำงานด้วยการกำจัด (การระเหย) ส่วนเล็ก ๆ ของพื้นผิววัสดุผ่านลำแสงเลเซอร์ที่โฟกัส ซึ่งมักจะเป็นลำแสงแบบพัลส์ เลเซอร์จะฉายแสงไปยังพื้นผิวเพื่อกำจัดอะตอม และสามารถใช้สำหรับการเจาะรูขนาดเล็กมากและลึกผ่านวัสดุที่แข็งมาก เพื่อสร้างฟิล์มบางหรืออนุภาคนาโนบนพื้นผิวได้

กระบวนการทำความสะอาดพื้นผิวนี้มีประสิทธิภาพสูงเนื่องจากสามารถกำจัดสิ่งปนเปื้อนและคราบตกค้างในระดับบาง ๆ ได้ พื้นผิวอะลูมิเนียมมีออกไซด์และน้ำมันหล่อลื่นซึ่งเป็นอันตรายต่อการยึดติดของกาว และวัสดุคอมโพสิตมักมีสารตกค้างจากแม่พิมพ์และสิ่งปนเปื้อนซิลิโคนอื่น ๆ ที่ไม่สามารถสร้างพันธะเคมีที่แข็งแรงกับกาวได้
เมื่อทากาวลงบนพื้นผิวที่มีสารตกค้างเหล่านี้อยู่ กาวจะพยายามยึดเกาะทางเคมีกับน้ำมันและซิลิโคนในชั้นโมเลกุลบนสุดของวัสดุ พันธะเหล่านี้อ่อนแอมากและจะล้มเหลวอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ไม่ว่าจะระหว่างการทดสอบประสิทธิภาพหรือระหว่างการใช้งานผลิตภัณฑ์ เมื่อรอยต่อแตก ณ จุดที่พื้นผิวและกาวหรือสารเคลือบมาบรรจบกัน เรียกว่า การแตกที่ส่วนต่อประสาน (interfacial failure) การแตกภายในเนื้อกาว (cohesive failure) ในระหว่างการทดสอบแรงเฉือนแบบซ้อนทับ คือ การแตกเกิดขึ้นภายในกาวเอง ซึ่งบ่งชี้ถึงพันธะที่แข็งแรงมากและโครงสร้างที่ประกอบขึ้นนั้นมีความยืดหยุ่นและใช้งานได้ยาวนาน

การแตกหักแบบยึดเกาะของตัวอย่างวัสดุผสมที่ผ่านการบำบัดด้วยเลเซอร์แสดงให้เห็นว่ากาวที่อยู่ทั้งสองด้านของวัสดุยังคงยึดติดกันอยู่

การแตกหักของรอยต่อในตัวอย่างวัสดุคอมโพสิตที่ไม่ได้รับการบำบัด แสดงให้เห็นว่ากาวติดอยู่เพียงด้านเดียวและหลุดออกจากอีกด้านหนึ่งโดยสมบูรณ์
เมื่อเกิดการแตกร้าวภายในเนื้อวัสดุ หมายความว่ามีพันธะระหว่างพื้นผิวที่ไม่ยอมหลุดออกโดยง่าย การปรับปรุงพื้นผิวมีจุดมุ่งหมายเพื่อปรับเปลี่ยนพื้นผิวโดยการกำจัดสิ่งปนเปื้อน และสร้างหรือเผยพื้นผิวที่สามารถหลอมรวมทางเคมีกับกาวได้ เพื่อสร้างพันธะที่ทนทานและเชื่อถือได้
 
2- วิธีตรวจสอบว่าพื้นผิวที่ผ่านการเลเซอร์พร้อมสำหรับการยึดเกาะแล้วหรือไม่
การวัดมุมสัมผัส เช่นเดียวกับที่กล่าวถึงในเอกสารของ IJAA ซึ่งใช้เพื่อทำความเข้าใจการเสื่อมสภาพของการรักษาเมื่อเวลาผ่านไป เป็นวิธีที่ดีเยี่ยมในการตรวจสอบและยืนยันกระบวนการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์
การวัดมุมสัมผัสมีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงระดับโมเลกุลที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวที่ได้รับการบำบัดด้วยเลเซอร์ หยดของเหลวที่วางลงบนพื้นผิวจะลอยขึ้นหรือลงสัมพันธ์โดยตรงกับปริมาณสิ่งปนเปื้อนขนาดเล็กบนพื้นผิว การวัดมุมสัมผัสเป็นตัวบ่งชี้ที่เชื่อถือได้ของการยึดเกาะ และสามารถให้ความชัดเจนและมองเห็นได้ว่าความแรงของการบำบัดสอดคล้องกับความต้องการในการทำความสะอาดของวัสดุมากน้อยเพียงใด
การวัดมุมสัมผัสมีความสัมพันธ์อย่างดีเยี่ยมกับการเปลี่ยนแปลงระดับสารปนเปื้อนที่ตรวจพบโดยวิธีการทางสเปกโทรสโกปี การวัดสารปนเปื้อนบนพื้นผิวอย่างแม่นยำส่วนใหญ่ทำด้วยอุปกรณ์ที่ไม่สามารถหาซื้อได้สำหรับผู้ผลิต และไม่สามารถนำไปใช้กับชิ้นส่วนจริงที่ผลิตอยู่ดี
สามารถทำการวัดมุมสัมผัสได้ทันทีก่อนและหลังการบำบัดในสายการผลิตคู่มือหรือเครื่องมือวัดอัตโนมัติเช่นเดียวกับการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ที่เข้ามาแทนที่วิธีการเตรียมพื้นผิวแบบเก่าๆ เนื่องจากความต้องการด้านระบบอัตโนมัติในการผลิตปริมาณมากและมีความแม่นยำสูง การวัดมุมสัมผัสก็ทำให้การทดสอบคุณภาพพื้นผิวแบบอัตโนมัติและไม่แม่นยำ เช่น หมึกไดน์และการทดสอบการแตกตัวของน้ำ กลายเป็นสิ่งล้าสมัยไปเช่นกัน
การทดสอบความแข็งแรงของวัสดุจะตรวจสอบเพียงตัวอย่างของวัสดุที่กำลังแปรรูปเท่านั้น ซึ่งจะเพิ่มอัตราของเสียและไม่ได้ให้ข้อมูลใด ๆ เกี่ยวกับวิธีการสร้างการยึดติดที่แข็งแรงขึ้น การวัดมุมสัมผัส เมื่อนำไปใช้ตลอดทั้งสายการผลิต จะช่วยระบุได้อย่างแม่นยำว่ากระบวนการใดที่ต้องการการปรับปรุง และให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับสิ่งที่ต้องปรับปรุงและระดับของการปรับปรุง

3- เหตุใดจึงควรใช้การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์?
มีการวิจัยมากมายเกี่ยวกับวิธีการที่การปรับสภาพพื้นผิวด้วยเลเซอร์ช่วยเพิ่มการยึดเกาะ ตัวอย่างเช่นบทความที่ตีพิมพ์ในวารสาร Journal of Adhesionศึกษาว่าการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ช่วยเพิ่มความแข็งแรงของข้อต่อได้มากน้อยเพียงใด เมื่อเทียบกับวิธีการแบบดั้งเดิม
“ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่า การปรับสภาพพื้นผิวด้วยเลเซอร์ก่อนการยึดเกาะ ช่วยเพิ่มความแข็งแรงในการรับแรงเฉือนของชิ้นงานอะลูมิเนียมที่ยึดติดด้วยอีพ็อกซี่ดัดแปลงได้อย่างมีนัยสำคัญ เมื่อเทียบกับพื้นผิวที่ไม่ผ่านการปรับสภาพและพื้นผิวที่ผ่านการชุบอะโนไดซ์ ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดได้จากการใช้พลังงานเลเซอร์ประมาณ 0.2 J/Pulse/cm2 โดยความแข็งแรงในการรับแรงเฉือนแบบชั้นเดียวเพิ่มขึ้น 600-700% เมื่อเทียบกับโลหะผสมอะลูมิเนียมที่ไม่ผ่านการปรับสภาพ และเพิ่มขึ้น 40% เมื่อเทียบกับการปรับสภาพพื้นผิวด้วยกรดโครมิกก่อนการยึดเกาะ”

ลักษณะการแตกหักเปลี่ยนจากแบบยึดติดไปเป็นแบบเชื่อมติดกันเมื่อจำนวนพัลส์เลเซอร์เพิ่มขึ้นระหว่างการรักษา ปรากฏการณ์หลังนี้มีความสัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงทางสัณฐานวิทยาที่ตรวจพบโดยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน และการดัดแปลงทางเคมีที่ระบุโดยสเปกโทรสโกปีออเกอร์และอินฟราเรด”
อีกหนึ่งผลลัพธ์ที่น่าสนใจของการใช้เลเซอร์ในการกำจัดวัสดุคือ พลังในการสร้างพื้นผิวที่ไม่เสื่อมสภาพไปตามกาลเวลา
เลเซอร์แห่งโชคลาภงานวิจัยชิ้นหนึ่งได้ศึกษาอย่างละเอียดถึงวิธีการที่การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์มีปฏิสัมพันธ์กับพื้นผิวในรูปแบบที่น่าประหลาดใจ การใช้เลเซอร์ในการรักษาพื้นผิวอะลูมิเนียมจะสร้างหลุมเล็กๆ บนพื้นผิว ซึ่งจะหลอมเหลวและแข็งตัวเกือบพร้อมกัน กลายเป็นชั้นผลึกขนาดเล็กบนพื้นผิวที่มีความทนทานต่อการกัดกร่อนมากกว่าตัวอะลูมิเนียมเองเสียอีก

จากแผนภูมิด้านล่าง จะเห็นความแตกต่างระหว่างความแข็งแรงในการรับแรงเฉือนของพันธะระหว่างอะลูมิเนียมที่ผ่านการบำบัดด้วยเลเซอร์และอะลูมิเนียมที่ผ่านการบำบัดด้วยสารเคมี เมื่อเวลาผ่านไป พื้นผิวที่สัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่ชื้น ความสามารถในการยึดเกาะของพื้นผิวที่ผ่านการบำบัดด้วยสารเคมีจะลดลงอย่างมาก เนื่องจากความชื้นเริ่มกัดกร่อนพื้นผิว ในขณะที่พื้นผิวที่ผ่านการบำบัดด้วยเลเซอร์ยังคงรักษาความต้านทานการกัดกร่อนไว้ได้แม้หลังจากสัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่ชื้นเป็นเวลาหลายสัปดาห์

หากคุณต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ หรือต้องการซื้อเครื่องทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับคุณ โปรดฝากข้อความไว้ในเว็บไซต์ของเรา หรือส่งอีเมลถึงเราโดยตรง!