清洗效率翻2-3倍！激光复合清洗技术的前景如何？
发布时间：2022-02-18
在激光清洗技术迅猛发展的今天，领域内也不断涌现出新的方向和趋势，其中激光复合清洗技术就是其中极具潜力和前景的一个方向：它能在同样价格的基础上，将清洗效率翻上两到三倍。
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什么是复合激光清洗
众所周知，在高端清洗市场，早先在同等成本支出的情况下激光清洗比传统清洗方式来讲效率会更低。如船舶大修的除漆工作，船舷漆的面积非常大，有的用化学清洗，有的用高压水清洗，也会很多船厂提出想用激光清洗，但激光清洗受功率限制，单位时间内对厚漆层的清洗面积在效率上无法达到船厂的要求。
当然，技术上讲单纯要提升效率，通过简单的叠加功率就可以实现；但这种方式的功率提升后成本也几十倍甚至上百倍提升，毫无性价比。这意味着高效船舶激光清洗只能停留在理论，而无法进入工业化应用。
目前国外纯脉冲激光器功率可以达到5000W，但因技术封锁并不对中国国内进口，国内脉冲激光器最大功率只有1000w，2000W纯脉冲激光器仍处于调试阶段，使用时并不稳定。
而复合激光清洗技术，就是能用4000W连续+500W脉冲的方式实现1000W纯脉冲激光清洗机才能达到的效率,用6000W连续+1000W脉冲的方式实现2000W脉冲清洗机才能达到的效率。
在同样的价格基础上通过工艺改进将清洗效率翻2-3倍。具有提高清洗质量、增大清洗效率、稳定清洗加工过程、适用于高反射材料的清洗等优点，避免了单一清洗的缺点和不足。
鉴于目前国内并无2000W脉冲激光清洗机，所以6000W连续+1000W脉冲可以说是国内可以投入生产稳定使用的最高功率激光清洗设备。
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激光复合清洗原理
激光复合清洗原理主要通过半导体连续激光作为热传导输出，使待清洗附着物吸收能量产生气化、等离子云，并在金属材料和附着物之间形成热膨胀压力，降低两者层间结合力。而当脉冲激光输出高能脉冲激光束时，产生的振动冲击波会使结合力不强的附着物直接脱离金属表面，从而实现激光快速清洗。该技术应用涵盖船舶、汽修、橡胶模具、高端机床、轨道以及环保等。能够清除物件表面树脂、油漆、油污、污渍、污垢、锈蚀、涂层、镀层以及氧化层。
激光复合清洗技术的优点不单单是两种激光的叠加，重点体现在能量的利用率远远大于两种热源的简单相加。在较厚涂层材料激光清洗中，由于单一激光多脉冲能量输出量大，大功率脉冲激光器成本高，限制了厚涂层材料的激光清洗，而采用脉冲激光-半导体激光复合清洗可快速、有效的提高清洗质量，且基材不容易造成损伤。在铝合金等高反射材料的激光清洗中，单一激光存在反射率大等问题，而采用脉冲激光-半导体激光复合清洗，由于半导体激光热导传输的作用，增大了金属表面氧化层能量吸收率，使脉冲激光束能够更快剥离氧化层，从而更有效的提高清除效率。
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实际应用案例
轮对是机车车辆与钢轨相接触的部分，由左右两个车轮牢固的压装在同一个车轴上组成。轮对的作用是保证机车车辆在钢轨上的运行和转向，承受来自机车车辆的全部静、动载荷，把它传递给钢轨，并将因线路不平顺产生的载荷传递给机车车辆各零部件。
对于高铁动车来说，车轮和车轴都是用没有添加合金元素的碳素钢制造的，而这往往会成为发生裂纹和脆性断裂的原因，因此，高铁在运行一段时间后都需要进行检修。在检修前，需要将轮轴及轮辐上的涂层彻底剥离下来，涂层为厚度为150-250μm环氧树脂涂层材料。
传统的方法是采用钢丝刷进行打磨，此方法虽然可剥离涂层，但是效率很低，并且作业人员劳动强度很大，还会对轮对表面造成损伤，以至于对下一步的探伤造成影响。激光清洗技术能有效清除轮对表面漆层，但效率偏低，厚涂层情况下清洗速度慢，局限性很大，而复合激光清洗技术可以将每台轮对清洗时间控制在8分钟以内，清洗效率达到Sa3级（清洗最高标准）并无伤基材。
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国内复合激光清洗设备生产商
因为复合激光清洗所需的工艺技术、研发难度对研发团队有较高要求的原因，目前国内已知的研发公司有武汉翔明激光科技有限公司和深圳水滴激光科技有限公司。投入市场能稳定运作的产品生产商仅有水滴激光一家。
目前水滴激光科技已推出2000+3000、4000+500、6000+1000三款复合激光清洗机，分别对标500W、1000W和2000W纯脉冲高功率清洗设备，做到在同样价格段两到三倍的性价比。
水滴激光是国内激光清洗领域科技创新型领军企业，核心研发团队由英国利物浦大学、曼彻斯特大学及哈工大的多名博士及博士后组成，拥有自主光学设计、激光清洗工艺定制化开发、PLC及PIC硬件控制开发、机械及自动化设计研发等在内的20余项激光清洗相关专利。于2021年获得激光行业最高奖—红光奖，并研发出全球最小最轻第五代激光头。
来源：水滴激光
