激光清洗工艺优点显著 可替代传统的桶身磨边工艺

文/凤巢

目前，在国家大力推进制造业转型升级的大背景下，先进的激光清洗技术愈加受到重视。相较于喷砂、化学药剂清洗、机械打磨等传统清洗方式，激光清洗拥有对基底无损伤，微米级精准控制，节能环保等众多优势，将在许多领域取缔一些传统清洗方式。

激光清洗技术主要应用在微电子、文物保护、模具清洗、表面处理等领域。而在未来，这种新型清洗技术将会在飞机、舰船、桥梁等大型装备领域，以及飞机零部件、电气产品等精密部件精确除漆领域得到更广泛的应用。

目前已有日本采用激光清洗工艺进行钢桶桶身焊接搭边处理，以代替传统的磨边工艺。

依据基底材料的特性、基底表面的精度、表面粗 糙度及微粒污染物的种类，可以将目前的激光清洗方法分成以下两大类。

1、激光干式清洗法

激光直接照射在物体表面，污染微粒或表面吸收能量后，通过热扩散、光分解、气化等使微粒离开表面。 

2、激光湿式清洗法

在欲清洗的材料表面喷上一些无污染的液体（主要是水，有时也采用酒精），然后用激光照射，液体介质吸收激光能量后，产生爆炸性汽化，把其周围的污染微粒推离材料表面。 此外还有人提出了所谓的激光复式清洗法。激光能量被基底材料吸收，然后通过热对流，把吸附的中间介质加热，中间介质产生爆炸性汽化，在高气流的推动下，微粒随同中间介质一起脱开基底表面。

针对国内激光清洗产业的现状，中国科学院姚建铨院士曾指出：目前，国内激光清洗技术存在技术的现状和产业化相对落后。他认为，虽然激光工艺应用点很多，但尚未形成成熟体系。此外，还存在相关标准缺乏的问题。目前，姚院士带领的团队正集合国内激光器生产企业、激光清洗技术研究所和高校、集成单位和应用单位四类代表性组织，联合成立专家委员会及行业标准筹备组，为激光清洗技术和产业指引方向。

与机械摩擦清洗、化学腐蚀清洗、液体固体强力冲击清洗、高频超声清洗等传统清洗方法相比，激光清洗具有明显的优点。

1、环保

激光清洗是一种”绿色”的清洗方法，不需使用任何化学药剂和清洗液，清洗下来的废料基本上都是固体粉末，体积小，易于存放，可回收，可以轻易解决化学清洗带来的环境污染问题。

2、无损

激光清洗能够清除各种材料表面的各种类型的污染物，达到常规清洗无法达到的清洁度。而且还可以在不损伤材料表面的情况下有选择性地清洗材料表面的污染物。

3、安全

激光可以通过光纤传输，与机器手和机器人相配合，方便地实现远距离操作，能清洗传统方法不易达到的部位，这在一些危险的场所使用可以确保人员的安全。

4、非接触性

传统的清洗方法往往是接触式清洗，对清洗物体表面有机械作用力，损伤物体的表面或者清洗的介质附着于被清洗物体的表面，无法去除，产生二次污染，激光清洗的无研磨和非接触性使这些问题迎刃而解。

5、成本低

购买激光清洗系统虽然前期一次性投入较高，但清洗系统可以长期稳定使用，运行成本低。

由激光清洗的优点可以看出 ：

清洁”不仅是指激光加工的效果很洁净，而且加工过程本身也是一个绿色环保过程。和湿化学工艺不同，它不使用有毒溶剂，而且避免了使用磨蚀方法产生的噪声。此外，激光清洁很柔和，工艺速度显然也快于其它方法。这些优势已经获得汽车行业的认可，其它行业目前也在跟进， 因为激光是一种多用途的清洁工具。

过去，我们谈过，脉冲激光可用于选择性清洁结合表面或小型物体（如古代硬币），而紫外激光非常适合于清洁大型组件。它们可用于清除CFRP组件上的液体残留，或通过设置其它参数，可帮助清除顽固的油漆层或锈蚀层。作为高科技的清洁工具，可见，激光拥有的潜力是不可估量的。