在模具清洗中,激光清洗具有效率高、成本低、磨損小、清潔度高等特點,隨著激光技術的發展,更多激光設備被用到模具清洗領域。
激光清洗是精細化清洗過程,根據不同的汙染物和不同的基底材料選擇合適的參數,才能達到完美清理汙染物同時不傷(shang) 基底材料。因此激光清洗模具中激光參數的設置非常重要。隻有完全的搞懂了的每一個(ge) 激光參數會(hui) 對清洗效果造成什麽(me) 樣的影響,才能遊刃有餘(yu) 的設置精確化的參數,隻有設置了合適的合適的參數才能達到完美的清洗效果。
激光清洗模具的原理是激光與(yu) 汙染物相互作用,光能轉化為(wei) 熱能,在很短的時間內(nei) 氣化汙染物達到清洗的目的。激光清洗的基礎是吸收激光能量,要吸收激光能量,就需要選擇不同的激光波長,不同的物質對不同波長吸收率不同,應該選擇吸收率最高的激光波長。但這僅(jin) 僅(jin) 是理論上的,實際現狀距離完美理想差距還非常大。舉(ju) 例來說吧,國內(nei) 激光器龍頭銳科、創鑫、傑普特等激光器廠家,可以選擇的激光波長不超過3種,比如創鑫激光器隻有波長為(wei) 1064nm的光纖激光器,所以國內(nei) 激光設備多采用波長為(wei) 1064nm的光纖激光器。但並不代表隻有這一個(ge) 波長的激光器,也不代表這個(ge) 波長的激光器效果最高,它隻是在激光加工領域應用最廣泛而已,因為(wei) 它相對來說容易養(yang) 護,性價(jia) 比高,壽命長。這就像家裏隻有一把菜刀,所有用刀的地方都用這把菜刀來解決(jue) ,這也是激光發展過程中的一個(ge) 特殊時期,後期更多波長的激光器會(hui) 被應用到加工領域。
在這樣的現狀背景下,再來了解激光參數設置,既然激光波長可選擇性不多,那麽(me) 就它的清洗原理就發生了變化。理論上是汙染物吸收激光能量瞬間氣化達到清洗的目的,但實際模具清洗中是模具本身吸收激光能量產(chan) 生熱應力,熱應力大於(yu) 粘附力後達到清洗的目的。在這樣的理論指導下,激光清洗模具中需要注意的參數有如下幾個(ge) :
1.激光能量密度。激光能量密度是激光加工中最重要的一個(ge) 參數了,激光能量密度必須處在清洗閾值和損傷(shang) 閾值之間。剛剛能達到清洗效果的激光能量密度值叫清洗閾值,剛剛損傷(shang) 基底材料的激光能量密度值叫損傷(shang) 閾值,在清洗閾值到損傷(shang) 閾值之間是一個(ge) 非常狹小的範圍,激光能量密度低於(yu) 清洗閾值,無論掃描多久,無論掃描多少遍都無法達到清洗的目的,如果激光能量密度高於(yu) 損傷(shang) 閾值,就會(hui) 對模具材料造成不可恢複的損傷(shang) 。激光能量密度在實際作業(ye) 中並不是經過計算得出的,而是通過實驗得出的,所以在清洗模具前務必先找一塊廢舊模具測試參數,參數合適後再用於(yu) 正規清洗中。
2.激光重複頻率。激光脈衝(chong) 寬度和重複頻率互相搭配影響激光能量密度。當激光重複頻率增加時,峰值功率就會(hui) 降低,單個(ge) 脈衝(chong) 的能量就會(hui) 降低,峰值功率嚴(yan) 重影響激光能量密度,也嚴(yan) 重影響清洗效果。所以最終的激光參數是脈衝(chong) 寬度、激光功率、重複頻率三者之間的平衡。在實際作業(ye) 中脈寬盡量取值低一些,激光功率根據不同的機器是確定值,重複頻率取值盡量較小,但要合適。
3.光束質量。在模具清洗過程中往往采用光纖線傳(chuan) 輸激光,在傳(chuan) 輸過程中會(hui) 對激光束“整形”,調整激光的發散角和光斑直徑。發散角越小,焦深越長,掃描頭距離模具更遠。光斑直徑越小,能量密度越大,光斑直徑也密切影響激光能量密度。
4.脈衝(chong) 數。脈衝(chong) 數會(hui) 影響清洗閾值和損傷(shang) 閾值,在不同的脈衝(chong) 數下,他們(men) 的清洗閾值是不同的。
總之,激光清洗模具中,激光能量密度是最重要的一個(ge) 參數,激光波長、激光重複頻率、激光光束質量、脈衝(chong) 數都在不同角度影響著激光能量密度,最終在四方的平衡中形成穩定的激光輸出。很多參數無法經過計算測試,通過模擬實驗很容易得出,所以在激光清洗模具前,實驗就變得非常重要。
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