ニュース - レーザー洗浄：適切なレーザー光源の選択が鍵

レーザー洗浄の本質は、レーザービームの高エネルギー密度をワークピースの表面に照射することで、ワークピース表面の汚れ、酸化物、めっき、コーティングなどを熱によって瞬時に溶融、アブレーション、蒸発、剥離させ、基材を損傷することなくワークピースの表面をきれいにすることにあります。これは、新世代の産業用洗浄技術として理想的な選択肢です。

レーザーの種類適用可能な材料

レーザー技術の開発は同時に中国のレーザー洗浄技術の急速な発展も促進し、レーザー洗浄技術は、タイヤ金型表面のゴム汚れの除去、金膜表面のシリコーンオイル汚染物質の除去、マイクロエレクトロニクス産業の高精度洗浄など、産業、海洋、航空宇宙などのハイエンド製造分野において不可欠な洗浄技術となっています。

金属表面の錆除去、塗料除去、油分除去、酸化皮膜除去は、レーザー洗浄分野における最新の応用例です。レーザーの種類によって波長、出力などの重要なパラメータが異なり、対象物や汚れの種類によってレーザーの波長、出力などの要件も異なるため、実際の洗浄作業では、状況に応じて適切なレーザー洗浄方法を選択する必要があります。

MavenLaserのプロセス研究開発チームによる多数の実験的検証の結果、MOPAレーザー、複合レーザーがレーザー洗浄市場で最も広く使用されており、それに続いて二酸化炭素レーザー、紫外線レーザー、連続波レーザーが少数の用途で使用されていることが判明しました。

1. MOPAパルスレーザー洗浄による各種材料表面洗浄

MOPAファイバーレーザーシステムの共振器は光ファイバーそのものであり、MO（マスターオシレーター）は低出力レーザーで、一般的に適切な波長が選択されます。低出力レーザーLD（レーザーダイオード）は駆動電流によって出力パラメータを直接変調することができ、LDによって生成された信号光はピグテールを介してPA（パワーアンプ）電力増幅システムに結合され、信号光が増幅されます。

MOPAレーザーは、最も広く使用されているレーザー洗浄方式です。MOPAファイバーレーザーシステムは、シード信号源のシステムに厳密に結合して増幅できるため、中心波長、パルス波形、パルス幅などのレーザー特性が変化しません。そのため、パラメータ調整の幅が広く、さまざまな材料のさまざまな用途に対応でき、プロセスウィンドウの範囲も広いため、多様な材料の表面洗浄ニーズを満たすことができます。

さらに、MOPAレーザーはレーザーエネルギーマージンが高く、レーザー加工スポットの拡大やインテリジェントシステムの導入など、レーザー洗浄装置の改良によって性能を向上させることができ、レーザー洗浄装置のアップグレードを実現できます。MOPAレーザーは優れた性能と柔軟な適用範囲を持つため、特に新エネルギー電池をはじめとする新興産業で広く利用されていることは特筆に値します。

新エネルギーパワーバッテリー	リチウム電池の端子洗浄、支柱洗浄、液体注入口洗浄、カバー洗浄、青色フィルム洗浄など。
航空宇宙	溶接前後のエンジン部品の洗浄、溶接前後のロケット燃料タンクの洗浄、複合材料からの塗料除去、離型剤の除去、航空機外板の除去、シーラントの除去、金型の洗浄
金型製品	タイヤ金型、カプセル化金型、射出成形金型、シーリングリング金型、食品金型などから炭素層を除去する
3C産業	回路基板の選定と塗装除去、ウェハー洗浄、携帯電話ケースの塗装除去、PVDコーティング治具の洗浄
自動車製造	ボディ溶接前洗浄、ホイール洗浄、ボディ特定箇所の塗装除去、サイレントタイヤ
船舶	溶接前および溶接後の洗浄、部品の塗装除去、油分除去洗浄
橋梁、高速道路の維持管理	橋梁構造部品の塗装除去、錆除去、高速道路ガードレールの塗装除去
鉄道輸送	アルミボディの溶接前後の洗浄、車輪ペアの自動洗浄、台車の洗浄、モーターの洗浄など。
石油化学製品	海上石油プラットフォームのコーティング除去、パイプラインの塗装除去、錆除去など。
食品産業	金属製の焼き型、型など
真空カップ	断熱カップの底面と壁面の塗装除去
その他の産業	金属製オイルフィルター、フィルターチューブ洗浄、ステンレス鋼研磨、レーザー錆除去、酸化物除去

2.複合レーザー洗浄は、塗料除去に最適な選択肢です。

半導体連続レーザーを熱伝達出力として用いるレーザー複合材洗浄では、洗浄対象の接着剤がエネルギーを吸収して蒸発し、プラズマ雲が発生して金属材料と接着剤の間に熱膨張圧力が生じ、2層間の接着力が低減されます。レーザーが高エネルギーパルスレーザービームを出力すると、発生する振動衝撃波によって接着力が弱い接着剤が金属表面から直接剥離され、迅速なレーザー洗浄が実現します。

パワーセルシェル塗装の除去

レーザー複合洗浄は、連続レーザーとパルスレーザーの機能的な複合化により、1 + 1 > 2 の処理特性を実現します。高速で高効率、より均一な洗浄品質を実現し、異なる材料に対して、異なる波長のレーザー洗浄を同時に使用することで、汚れ除去の目的を達成できます。

ヘアピンモーターの塗装除去

現在、レーザー複合洗浄は、船舶、自動車修理、ゴム金型、ハイエンド工作機械、鉄道、環境保護などの分野で広く使用されており、対象物の表面の樹脂、塗料、油、汚れ、錆、コーティング、メッキ、酸化層を効果的に除去します。

例えば、厚いコーティング材のレーザー洗浄では、単一レーザーによるマルチパルスエネルギー出力は高コストですが、パルスレーザーと半導体レーザーを組み合わせた洗浄を使用することで、洗浄品質を迅速かつ効果的に向上させることができ、基材への損傷もありません。また、アルミニウム合金などの高反射性材料のレーザー洗浄では、単一レーザーの反射率などの問題があります。パルスレーザーと半導体レーザーを組み合わせた洗浄では、半導体レーザーの熱伝導伝達の役割において、金属表面の酸化層のエネルギー吸収率を高めることで、パルスレーザービームが酸化層をより速く剥離できるようになり、除去効率をより効果的に向上させることができます。特に、塗装以外の材料の除去効率は2倍以上に向上します。

3.二酸化炭素レーザー洗浄は、非金属材料の除去に最適な選択肢です。

CO2レーザーは、CO2ガスを作動物質とするガスレーザーであり、CO2ガスに加えて補助ガス（ヘリウム、窒素、少量の水素またはキセノン）が充填されており、指向性、単色性、周波数安定性に優れています。放電管は通常ガラスまたは石英でできているため、CO2レーザーにはガラス管CO2レーザーと金属RF管CO2レーザーの2種類が一般的です。

歯肉除去

4. 精密機器のUVレーザー洗浄

レーザー微細加工に用いられる主なUVレーザーは、エキシマレーザーと全固体レーザーです。波長が短く、単一光子エネルギーが高いUVレーザーは、材料間の化学結合を直接切断することができ、材料はガスまたは粒子の形で表面から剥離されます。また、加工中に発生する熱影響部が小さいため、Si、GaNなどの半導体材料、石英、サファイアなどの光学結晶、ポリイミド（PI）、ポリカーボネート（PC）などのポリマー材料などの微細加工において独自の利点があり、製造品質を効果的に向上させることができます。

チップピンクリーニング

UVレーザーは、精密電子機器分野において最高のレーザー洗浄ソリューションと考えられており、その最も特徴的な微細な「冷間」加工技術は、対象物の物理的特性を変化させることなく、表面の微細加工と処理を同時に行うことができ、通信、光学、軍事、犯罪捜査、医療など、さまざまな産業や分野で幅広く活用されています。例えば、5G時代はFPC加工に対する市場ニーズを生み出しました。UVレーザー加工機の応用により、FPCなどの材料の精密な冷間加工が可能になります。

5. 金属表面から浮遊錆を除去するための連続ファイバーレーザー洗浄

連続ファイバーレーザーは、ポンプ光源からの光を反射器を通して利得媒体に結合させることで動作します。利得媒体は希土類元素をドープしたファイバーであるため、ポンプ光が吸収され、吸収された光子エネルギーによって希土類イオンのエネルギー準位がジャンプし、粒子数の反転が起こります。反転した粒子は共振器を通過した後、励起状態から基底状態に戻り、エネルギーを放出して安定したレーザー出力を形成します。最大の利点は、光が連続的であることです。

溶接後の清掃C

実際のレーザー洗浄用途では、連続ファイバーレーザーの用途は少ないですが、大型の鉄骨構造物やパイプラインなど、少量の用途があります。熱放散が速く、基材の損傷に対する要求が高くないため、連続レーザーを選択できます。

錆除去

リングスポット技術の画期的な進歩と安定性により、プロセス調整が容易で操作が簡単なリングファイバーレーザーが溶接や洗浄の分野で広く普及していることは特筆に値する。また、MavenLaserプロセスセンターのエンジニアによる多数の実験の結果、この技術は浮遊錆の除去に使用され、洗浄効率を大幅に向上させることができる。

科学技術の進歩と環境保護要件の向上に伴い、レーザー洗浄は中国製造業の反復プロセスに、より深く包括的に参加するようになり、産業におけるクリーン生産の主要な洗浄方法となるだろう。

深センに本社を置く深センメイブンレーザーオートメーション株式会社は、自社工場を所有しています。レーザーハイテク応用分野に特化し、製品化を第一の目的として、レーザー切断、レーザー溶接、レーザーマーキング、レーザー洗浄、レーザー電源供給など、レーザーソリューションをベースとした包括的なサービスをお客様に提供しています。お客様のご要望に応じて、よりインテリジェントな洗浄を実現する自動洗浄プログラムの開発も行っています。レーザー洗浄機の分野ではリーディングカンパニーであり、キャビネット型レーザー洗浄機、プルロッド型レーザー洗浄機、バックショルダー型レーザー洗浄機など、様々な用途に対応したモデルを取り揃えています。完璧な製品マーケティングシステムとアフターサービスシステムにより、製品の競争力を高め、24時間いつでも対応し、製品のアフターサービスとメンテナンスを包括的に提供しています。メイブンレーザーテクノロジーは、安定した技術品質とリーズナブルなサービス価格で、お客様に感動を与え、信頼できるパートナーとなるでしょう。