उच्च दर्जाचे उत्पादन आणि ऊर्जा संवर्धन आणि उत्सर्जन कमी करण्यासाठी प्रगत प्रक्रियांची वाढत्या निकडीची गरज आहे. औद्योगिक पृष्ठभागाच्या उपचारांच्या बाबतीत, तंत्रज्ञान आणि प्रक्रियांच्या सर्वसमावेशक अपग्रेडची तातडीची गरज आहे. पारंपारिक औद्योगिक साफसफाई प्रक्रिया, जसे की यांत्रिक घर्षण साफ करणे, रासायनिक गंज साफ करणे, मजबूत प्रभाव साफ करणे, उच्च-फ्रिक्वेंसी अल्ट्रासोनिक साफ करणे, केवळ दीर्घ स्वच्छता चक्रेच नाहीत, परंतु स्वयंचलित करणे कठीण आहे, पर्यावरणावर हानिकारक प्रभाव पाडतात आणि साध्य करण्यात अपयशी ठरतात. इच्छित साफसफाईचा प्रभाव. ते बारीक प्रक्रियेच्या गरजा पूर्ण करू शकत नाही.
तथापि, पर्यावरण संरक्षण, उच्च कार्यक्षमता आणि उच्च सुस्पष्टता यांच्यातील वाढत्या प्रमुख विरोधाभासांसह, पारंपारिक औद्योगिक साफसफाईच्या पद्धतींना मोठ्या प्रमाणात आव्हान दिले जाते. त्याच वेळी, पर्यावरणाच्या संरक्षणासाठी अनुकूल आणि अल्ट्रा-फिनिशिंगच्या क्षेत्रातील भागांसाठी उपयुक्त असलेल्या विविध स्वच्छता तंत्रज्ञान उदयास आले आहेत आणि लेझर क्लिनिंग तंत्रज्ञान त्यापैकी एक आहे.
लेझर क्लीनिंग संकल्पना
लेसर क्लीनिंग हे एक तंत्रज्ञान आहे जे सामग्रीच्या पृष्ठभागावर वेगाने वाष्पीकरण करण्यासाठी किंवा पृष्ठभागावरील दूषित पदार्थ काढून टाकण्यासाठी फोकस केलेल्या लेसरचा वापर करते, जेणेकरून सामग्रीची पृष्ठभाग साफ करता येईल. विविध पारंपारिक भौतिक किंवा रासायनिक साफसफाईच्या पद्धतींच्या तुलनेत, लेझर क्लीनिंगमध्ये संपर्क नाही, उपभोग्य वस्तू नाहीत, प्रदूषण नाही, उच्च अचूकता, कोणतेही नुकसान किंवा लहान नुकसान नाही आणि औद्योगिक स्वच्छता तंत्रज्ञानाच्या नवीन पिढीसाठी एक आदर्श पर्याय आहे.
लेझर क्लीनिंग मशीनच्या कामाचे तत्त्व
चे तत्वलेसर साफ करणारे मशीनअधिक क्लिष्ट आहे, आणि भौतिक आणि रासायनिक दोन्ही प्रक्रियांचा समावेश असू शकतो. बर्याच प्रकरणांमध्ये, भौतिक प्रक्रिया ही मुख्य प्रक्रिया असते, काही रासायनिक अभिक्रियांसह. गॅसिफिकेशन प्रक्रिया, शॉक प्रक्रिया आणि दोलन प्रक्रिया यासह मुख्य प्रक्रियांचे तीन श्रेणींमध्ये वर्गीकरण केले जाऊ शकते.
गॅसिफिकेशन प्रक्रिया
जेव्हा उच्च-ऊर्जा लेसर सामग्रीच्या पृष्ठभागावर विकिरणित केले जाते, तेव्हा पृष्ठभाग लेसर ऊर्जा शोषून घेते आणि तिचे अंतर्गत उर्जेमध्ये रूपांतरित करते, ज्यामुळे पृष्ठभागाचे तापमान वेगाने वाढते आणि सामग्रीच्या बाष्पीभवन तापमानाच्या वर पोहोचते, ज्यामुळे प्रदूषके कमी होतात. वाफेच्या स्वरूपात सामग्रीच्या पृष्ठभागापासून वेगळे केले जाते. निवडक बाष्पीभवन सहसा उद्भवते जेव्हा पृष्ठभागाच्या दूषित घटकांद्वारे लेसर प्रकाशाचे शोषण दर थरापेक्षा लक्षणीयरीत्या जास्त असते. एक सामान्य अनुप्रयोग केस म्हणजे दगडांच्या पृष्ठभागावरील घाण साफ करणे. खालील आकृतीत दर्शविल्याप्रमाणे, दगडाच्या पृष्ठभागावरील प्रदूषकांचे लेसरचे तीव्र शोषण होते आणि ते त्वरीत वाष्पीकरण करतात. जेव्हा प्रदूषक काढून टाकले जातात आणि दगडाच्या पृष्ठभागावर लेसर विकिरणित केले जाते, तेव्हा शोषण कमकुवत होते, अधिक लेसर ऊर्जा दगडाच्या पृष्ठभागाद्वारे विखुरली जाते, दगडाच्या पृष्ठभागाच्या तापमानात बदल कमी होतो आणि दगडाच्या पृष्ठभागाचे नुकसान होण्यापासून संरक्षण होते.
एक सामान्य रासायनिक-आधारित प्रक्रिया उद्भवते जेव्हा अल्ट्राव्हायोलेट बँडमधील लेसर सेंद्रिय दूषित पदार्थ साफ करण्यासाठी वापरला जातो, ज्याला लेसर ऍब्लेशन म्हणतात. अल्ट्राव्हायोलेट लेसरमध्ये लहान तरंगलांबी आणि उच्च फोटॉन ऊर्जा असते. उदाहरणार्थ, KrF excimer लेसरची तरंगलांबी 248 nm आणि फोटॉन ऊर्जा 5 eV इतकी आहे, जी CO2 लेसर फोटॉन ऊर्जा (0.12 eV) पेक्षा 40 पट जास्त आहे. अशी उच्च फोटॉन ऊर्जा सेंद्रिय पदार्थांचे आण्विक बंध नष्ट करण्यासाठी पुरेशी आहे, ज्यामुळे सेंद्रिय प्रदूषकांमधील CC, CH, CO, इ. लेसरची फोटॉन ऊर्जा शोषून घेतल्यानंतर तुटतात, परिणामी पायरोलिसिस गॅसिफिकेशन आणि पृष्ठभागावरून काढून टाकले जाते.
शॉक प्रक्रिया
शॉक प्रक्रिया ही प्रतिक्रियांची मालिका आहे जी लेसर आणि सामग्रीमधील परस्परसंवादाच्या दरम्यान उद्भवते आणि नंतर सामग्रीच्या पृष्ठभागावर शॉक वेव्ह तयार होते. शॉक वेव्हच्या कृती अंतर्गत, पृष्ठभागावरील दूषित घटक तुटतात आणि पृष्ठभागावर सोललेली धूळ किंवा मलबा बनतात. प्लाझ्मा, स्टीम आणि जलद थर्मल विस्तार आणि आकुंचन यासह शॉक लाटा निर्माण करणाऱ्या अनेक यंत्रणा आहेत. उदाहरण म्हणून प्लाझ्मा शॉक वेव्हज वापरून, लेसर क्लीनिंगमधील शॉक प्रक्रियेमुळे पृष्ठभागावरील दूषित घटक कसे दूर होतात हे थोडक्यात समजून घेणे शक्य आहे. अल्ट्रा-शॉर्ट पल्स रुंदी (ns) आणि अल्ट्रा-हाय पीक पॉवर (107–1010 W/cm2) लेसर वापरल्याने, पृष्ठभागाने लेसर हलकेच शोषले तरीही, बाष्पीभवन तापमान ताबडतोब पोहोचले तरीही पृष्ठभागाचे तापमान झपाट्याने वाढेल. वर, सामग्रीच्या पृष्ठभागाच्या वर तयार होणारी वाफ, खालील आकृतीमध्ये (अ) मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे. बाष्पाचे तापमान 104 - 105 के पर्यंत पोहोचू शकते, ज्यामुळे वाष्प स्वतः किंवा आसपासच्या हवेचे प्लाझ्मा तयार होऊ शकते. प्लाझ्मा लेसरला सामग्रीच्या पृष्ठभागावर पोहोचण्यापासून रोखेल आणि सामग्रीच्या पृष्ठभागाचे बाष्पीभवन थांबेल, परंतु प्लाझ्मा लेसर ऊर्जा शोषून घेणे सुरू ठेवेल, आणि तापमान वाढतच राहील, ज्यामुळे स्थानिक स्थिती निर्माण होईल. अति-उच्च तापमान आणि उच्च दाब, जे सामग्रीच्या पृष्ठभागावर तात्काळ 1-100 kbar तयार करते. खाली आकृती (b) आणि (c) मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे प्रभाव हळूहळू सामग्रीच्या आतील भागात हस्तांतरित केला जातो. शॉक वेव्हच्या कृती अंतर्गत, पृष्ठभागावरील दूषित घटक लहान धूळ, कण किंवा तुकड्यांमध्ये विभागले जातात. जेव्हा लेसरला विकिरण स्थितीपासून दूर नेले जाते, तेव्हा प्लाझ्मा अदृश्य होतो आणि स्थानिक पातळीवर नकारात्मक दाब निर्माण होतो आणि खाली आकृती (d) मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे दूषित पदार्थांचे कण किंवा मलबा पृष्ठभागावरून काढून टाकले जातात.
दोलन प्रक्रिया
लहान डाळींच्या कृती अंतर्गत, सामग्रीच्या गरम आणि थंड प्रक्रिया अत्यंत जलद आहेत. वेगवेगळ्या सामग्रीमध्ये भिन्न थर्मल विस्तार गुणांक असल्यामुळे, शॉर्ट-पल्स लेसरच्या विकिरण अंतर्गत, पृष्ठभाग दूषित घटक आणि थर उच्च-फ्रिक्वेंसी थर्मल विस्तार आणि वेगवेगळ्या अंशांचे आकुंचन घेतात, परिणामी दोलन होते, ज्यामुळे दूषित पदार्थ पृष्ठभागावर सोलून जातात. साहित्य. या एक्सफोलिएशन प्रक्रियेदरम्यान, सामग्रीचे वाष्पीकरण होऊ शकत नाही आणि प्लाझ्मा तयार होऊ शकत नाही. त्याऐवजी, दोलनाच्या क्रियेखाली दूषित घटक आणि सब्सट्रेटच्या इंटरफेसवर तयार होणारी कातरणे बल दूषित आणि सब्सट्रेटमधील बंध नष्ट करते. . अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की जेव्हा लेसरचा घटना कोन किंचित वाढतो तेव्हा लेसर आणि कण दूषित होणे आणि सब्सट्रेट इंटरफेस यांच्यातील संपर्क वाढविला जाऊ शकतो, लेसर साफसफाईचा उंबरठा कमी केला जाऊ शकतो, दोलन परिणाम अधिक स्पष्ट होतो आणि साफसफाईची कार्यक्षमता जास्त आहे. तथापि, घटनेचा कोन फार मोठा नसावा. घटना कोन खूप मोठा असल्यास सामग्रीच्या पृष्ठभागावर कार्य करणारी ऊर्जा घनता कमी होईल आणि लेसरची साफसफाईची क्षमता कमकुवत होईल.
लेझर क्लीनरचे उद्योग अनुप्रयोग
साचा उद्योग
लेझर क्लिनर साच्याची संपर्क नसलेली साफसफाई ओळखू शकतो, जे साच्याच्या पृष्ठभागासाठी अतिशय सुरक्षित आहे, त्याची अचूकता सुनिश्चित करू शकते आणि उप-मायक्रॉन घाणीचे कण स्वच्छ करू शकतात जे पारंपारिक साफसफाईच्या पद्धतींनी काढले जाऊ शकत नाहीत, जेणेकरून खरोखर प्रदूषणमुक्त, कार्यक्षम आणि उच्च दर्जाची स्वच्छता साध्य करण्यासाठी.
प्रिसिजन इन्स्ट्रुमेंट इंडस्ट्री
तंतोतंत यंत्रसामग्री उद्योगाला सहसा भागांमधून स्नेहन आणि गंज प्रतिरोधकतेसाठी वापरले जाणारे एस्टर आणि खनिज तेल काढून टाकावे लागते, सामान्यतः रासायनिक पद्धतीने, आणि रासायनिक साफसफाईमध्ये अनेकदा अवशेष सोडले जातात. लेझर डिस्टेरिफिकेशन भागांच्या पृष्ठभागाला इजा न करता एस्टर आणि खनिज तेल पूर्णपणे काढून टाकू शकते. लेसर भागाच्या पृष्ठभागावरील पातळ ऑक्साईड थराच्या स्फोटक गॅसिफिकेशनला शॉक वेव्ह तयार करण्यास प्रोत्साहन देते, ज्यामुळे यांत्रिक परस्परसंवादाच्या ऐवजी दूषित घटक काढून टाकले जातात.
रेल्वे उद्योग
सध्या, रेलच्या सर्व प्री-वेल्डिंग क्लीनिंगमध्ये ग्राइंडिंग व्हील आणि ॲब्रेसिव्ह बेल्ट ग्राइंडिंग प्रकारच्या क्लीनिंगचा अवलंब केला जातो, ज्यामुळे सब्सट्रेटला गंभीर नुकसान होते आणि गंभीर अवशिष्ट ताण पडतो आणि दरवर्षी ग्राइंडिंग व्हीलच्या उपभोग्य वस्तूंचा भरपूर वापर होतो, जे महाग होते आणि गंभीर कारणे होते. पर्यावरणासाठी धूळ प्रदूषण. लेझर क्लीनिंग माझ्या देशाच्या हाय-स्पीड रेल्वे ट्रॅक टाकण्याच्या उत्पादनासाठी उच्च-गुणवत्तेचे आणि कार्यक्षम ग्रीन क्लीनिंग तंत्रज्ञान प्रदान करू शकते, वरील समस्या सोडवू शकते, वेल्डिंग दोष जसे की सीमलेस रेल्वे होल आणि ग्रे स्पॉट्स दूर करू शकते आणि माझ्या देशाच्या उच्च स्थानाची स्थिरता आणि सुरक्षितता सुधारू शकते. - वेगवान रेल्वे ऑपरेशन.
विमान वाहतूक उद्योग
विमानाच्या पृष्ठभागाला ठराविक कालावधीनंतर पुन्हा रंग द्यावा लागतो, परंतु पेंटिंग करण्यापूर्वी मूळ जुना पेंट पूर्णपणे काढून टाकणे आवश्यक आहे. रासायनिक भिजवणे/पुसणे ही विमानचालन क्षेत्रात मुख्य पेंट स्ट्रिपिंग पद्धत आहे. या पद्धतीमुळे मोठ्या प्रमाणात रासायनिक सहाय्यक कचरा होतो आणि स्थानिक देखभाल आणि पेंट स्ट्रिपिंग साध्य करणे अशक्य आहे. ही प्रक्रिया जास्त कामाचा ताण आणि आरोग्यासाठी हानिकारक आहे. लेझर क्लीनिंगमुळे विमानाच्या त्वचेच्या पृष्ठभागावरील उच्च-गुणवत्तेचे पेंट काढणे शक्य होते आणि उत्पादनासाठी ते सहज स्वयंचलित होते. सध्या, लेसर क्लीनिंग तंत्रज्ञान काही उच्च-अंत मॉडेल्सच्या देखभालीसाठी लागू केले गेले आहे.
जहाज उद्योग
सध्या, जहाजांच्या पूर्व-उत्पादन साफसफाईमध्ये प्रामुख्याने वाळू नष्ट करण्याच्या पद्धतीचा अवलंब केला जातो. वाळू उडवण्याच्या पद्धतीमुळे आजूबाजूच्या वातावरणात धुळीचे गंभीर प्रदूषण झाले आहे आणि हळूहळू बंदी घालण्यात आली आहे, परिणामी जहाज उत्पादकांनी उत्पादन कमी केले किंवा निलंबन केले. लेझर क्लीनिंग तंत्रज्ञान जहाजाच्या पृष्ठभागावर गंजरोधक फवारणीसाठी हिरवे आणि प्रदूषणमुक्त स्वच्छता समाधान प्रदान करेल.
शस्त्रे
लेझर क्लिनिंग तंत्रज्ञानाचा वापर शस्त्रांच्या देखभालीमध्ये मोठ्या प्रमाणावर केला जातो. लेसर क्लीनिंग सिस्टम गंज आणि दूषित पदार्थ कार्यक्षमतेने आणि त्वरीत काढून टाकू शकते आणि साफसफाईचे ऑटोमेशन लक्षात घेण्यासाठी साफसफाईचा भाग निवडू शकते. लेसर साफसफाईचा वापर केल्याने, रासायनिक साफसफाईच्या प्रक्रियेपेक्षा केवळ स्वच्छताच नाही तर वस्तूच्या पृष्ठभागावर जवळजवळ कोणतीही हानी होत नाही. विविध पॅरामीटर्स सेट करून, लेसर क्लिनिंग मशीन पृष्ठभागाची ताकद आणि गंज प्रतिकार सुधारण्यासाठी धातूच्या वस्तूंच्या पृष्ठभागावर दाट ऑक्साईड संरक्षक फिल्म किंवा धातूचा वितळणारा थर देखील तयार करू शकते. लेझरद्वारे काढलेला कचरा मुळात पर्यावरण प्रदूषित करत नाही आणि तो लांब अंतरावर देखील चालवला जाऊ शकतो, ज्यामुळे ऑपरेटरच्या आरोग्यास होणारे नुकसान प्रभावीपणे कमी होते.
इमारत बाह्य
अधिकाधिक गगनचुंबी इमारती बांधल्या जात आहेत आणि बाहेरील भिंती बांधण्याची साफसफाईची समस्या अधिकाधिक प्रमुख बनली आहे. लेझर क्लिनिंग सिस्टम ऑप्टिकल फायबरद्वारे इमारतींच्या बाहेरील भिंती चांगल्या प्रकारे स्वच्छ करते. जास्तीत जास्त 70 मीटर लांबीचे द्रावण विविध दगड, धातू आणि काचेवरील विविध प्रदूषके प्रभावीपणे साफ करू शकते आणि त्याची कार्यक्षमता पारंपारिक साफसफाईपेक्षा खूप जास्त आहे. हे इमारतींमधील विविध दगडांवरचे काळे डाग आणि डाग देखील काढून टाकू शकतात. इमारती आणि दगडी स्मारकांवर लेसर साफसफाईची साफसफाईची चाचणी दर्शवते की लेसर साफसफाईचा प्राचीन इमारतींचे स्वरूप संरक्षित करण्यासाठी चांगला परिणाम होतो.
इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग
इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग ऑक्साइड काढून टाकण्यासाठी लेसर वापरतो: इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योगाला उच्च-सुस्पष्टता निर्जंतुकीकरणाची आवश्यकता असते आणि लेसर डीऑक्सिडेशन विशेषतः योग्य असते. इष्टतम विद्युत संपर्क सुनिश्चित करण्यासाठी बोर्ड सोल्डरिंग करण्यापूर्वी घटक पिन पूर्णपणे डीऑक्सिडाइझ केल्या पाहिजेत आणि निर्जंतुकीकरण प्रक्रियेदरम्यान पिन खराब होऊ नयेत. लेझर क्लीनिंग वापरण्याच्या आवश्यकता पूर्ण करू शकते, आणि कार्यक्षमता खूप जास्त आहे आणि प्रत्येक सुईसाठी फक्त एक लेसर विकिरण आवश्यक आहे.
अणुऊर्जा प्रकल्प
अणुऊर्जा प्रकल्पांमध्ये अणुभट्टीच्या पाईप्सच्या साफसफाईसाठी लेझर क्लिनिंग सिस्टमचा वापर केला जातो. अणुभट्टीमध्ये थेट किरणोत्सर्गी धूळ काढून टाकण्यासाठी उच्च-शक्तीचा लेसर बीम आणण्यासाठी हे ऑप्टिकल फायबर वापरते आणि साफ केलेली सामग्री साफ करणे सोपे आहे. आणि ते दुरून चालवले जात असल्यामुळे कर्मचाऱ्यांच्या सुरक्षिततेची हमी दिली जाऊ शकते.
सारांश
आजचा प्रगत उत्पादन उद्योग हा आंतरराष्ट्रीय स्पर्धेचा प्रमुख शिखर बनला आहे. लेझर उत्पादनातील प्रगत प्रणाली म्हणून, लेसर क्लिनिंग मशीनमध्ये औद्योगिक विकासामध्ये अनुप्रयोग मूल्याची मोठी क्षमता आहे. आर्थिक आणि सामाजिक विकासासाठी लेझर क्लिनिंग तंत्रज्ञानाचा जोमाने विकास करणे हे अत्यंत महत्त्वाचे धोरणात्मक महत्त्व आहे.