Le principe du nettoyage laser repose sur la haute densité d'énergie du faisceau laser qui irradie la surface de la pièce, permettant ainsi d'éliminer instantanément, par fusion, ablation, évaporation ou décapage, les saletés, l'oxydation, les placages ou revêtements, etc., de la surface de la pièce, sans endommager le substrat. Ce procédé constitue le choix idéal pour une nouvelle génération de technologies de nettoyage industriel.
Matériaux applicables au type de laser
Le développement du laser a également favorisé le développement rapide de la technologie de nettoyage laser en Chine, cette dernière étant devenue une technologie de nettoyage indispensable dans les secteurs industriel, maritime, aérospatial et autres domaines de fabrication de pointe, notamment pour l'élimination des saletés de caoutchouc sur la surface des moules à pneus, l'élimination des contaminants d'huile de silicone sur la surface des films d'or et le nettoyage de haute précision dans l'industrie microélectronique.
L'élimination de la rouille, de la peinture, des huiles et de la couche d'oxyde sur les surfaces métalliques constitue l'application la plus courante du nettoyage laser. Les lasers présentent des différences de longueur d'onde, de puissance et d'autres paramètres importants. De plus, les exigences en matière de longueur d'onde, de puissance et d'autres caractéristiques varient selon les matériaux et les types de taches. Par conséquent, le choix de la méthode de nettoyage laser doit être adapté à chaque situation.
Après de nombreuses vérifications expérimentales menées par l'équipe de recherche et développement de MavenLaser, le laser MOPA, ou laser composite, est le laser de nettoyage laser le plus utilisé sur le marché, suivi par un petit nombre d'applications de lasers à dioxyde de carbone, de lasers ultraviolets et de lasers continus.
1. Nettoyage laser pulsé MOPA pour le nettoyage de surfaces de divers matériaux
La cavité résonante du système laser à fibre MOPA est elle-même une fibre optique, et l'oscillateur maître (MO) est un laser de faible puissance, généralement choisi pour sa longueur d'onde appropriée. La diode laser (LD) de faible puissance module directement les paramètres de sortie par le courant d'alimentation, puis le signal lumineux généré par la LD est couplé au système d'amplification de puissance (PA) via une fibre optique pour son amplification.
Le laser MOPA est le plus utilisé pour le nettoyage laser, car le système laser à fibre MOPA peut être couplé directement au système de la source de signal d'amorçage pour l'amplification, sans altérer les caractéristiques du laser telles que la longueur d'onde centrale, la forme d'onde et la durée d'impulsion. De ce fait, la plage de réglage des paramètres est plus étendue, ce qui permet une meilleure adaptabilité à différentes applications et à divers matériaux. L'intervalle de traitement est également plus large, ce qui permet de répondre aux exigences du nettoyage de surface de divers matériaux.
De plus, le laser MOPA possède une marge d'énergie élevée, qui peut être optimisée par l'amélioration du dispositif de nettoyage laser, notamment par l'augmentation de la taille du spot de traitement et l'intégration de systèmes intelligents, permettant ainsi une mise à niveau des équipements de nettoyage laser. Il convient de souligner que, grâce à ses excellentes performances et à sa grande polyvalence, le laser MOPA est particulièrement bien utilisé dans le domaine des batteries pour énergies nouvelles et d'autres industries émergentes.
| Batterie à énergie nouvelle | Nettoyage des pôles de la batterie au lithium, nettoyage des piliers de pôles, nettoyage des ports d'injection de liquide, nettoyage du couvercle, nettoyage du film bleu, etc. |
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Aérospatial | Nettoyage des pièces de moteur avant et après soudage, nettoyage du réservoir de stockage du lanceur avant et après soudage, décapage de la peinture des matériaux composites, élimination de l'agent de démoulage, décapage du revêtement de l'aéronef, élimination du mastic, nettoyage des moules |
| Produits de moisissure | Moules pour pneus, moules d'encapsulation, moules d'injection, moules pour joints d'étanchéité, moules alimentaires, etc. pour éliminer la couche de carbone |
| Industrie 3C | Sélection et décapage de circuits imprimés, nettoyage de plaquettes, décapage de peinture de boîtiers de téléphones portables, nettoyage de gabarits de revêtement PVD |
| Fabrication automobile | Nettoyage de la carrosserie avant soudure, nettoyage des jantes, décapage de la peinture sur certaines parties de la carrosserie, pneus silencieux |
| Navires maritimes | Nettoyage avant et après soudage, décapage de la peinture des pièces, nettoyage pour éliminer l'huile |
| entretien des ponts et des routes | Décapage de peinture des éléments structuraux de ponts, élimination de la rouille, décapage de peinture des glissières de sécurité routières |
| Transport ferroviaire | Nettoyage de la carrosserie en aluminium avant et après soudage, nettoyage automatique des roues, nettoyage du bogie, nettoyage du moteur, etc. |
| Pétrochimie | Décapage de revêtements de plateformes pétrolières offshore, décapage de peinture de pipelines, élimination de la rouille, etc. |
| Industrie alimentaire | Moules à pâtisserie en métal, moules, etc. |
| ventouse | Décapage de la peinture du fond et des parois des tasses isothermes |
| Autres industries | Filtre à huile métallique, nettoyage des tubes de filtre, polissage de l'acier inoxydable, décapage laser de la rouille, élimination des oxydes |
2. Nettoyage laser composite : le meilleur choix pour le décapage de la peinture
Le nettoyage composite par laser utilise un laser semi-conducteur continu comme source de transfert thermique. Les adhésifs à nettoyer absorbent l'énergie, provoquant leur vaporisation et la formation de nuages de plasma. Il en résulte une pression de dilatation thermique entre le métal et l'adhésif, réduisant ainsi l'adhérence entre les deux couches. Lorsque le laser émet un faisceau pulsé de haute énergie, l'onde de choc vibratoire qui en résulte détache directement les adhésifs de la surface métallique, permettant un nettoyage laser rapide.
décapage de la peinture de la coque de la pile à combustible
Le nettoyage laser composite combine les fonctions d'un laser continu et d'un laser pulsé, offrant ainsi un traitement 1 + 1 > 2. Rapide, efficace et d'une qualité de nettoyage plus uniforme, il permet, pour différents matériaux, d'utiliser simultanément différentes longueurs d'onde laser afin d'éliminer les taches.
Décapage de peinture pour moteurs à épingle à cheveux
Actuellement, le nettoyage composite au laser est largement utilisé dans les secteurs de la construction navale, de la réparation automobile, des moules en caoutchouc, des machines-outils haut de gamme, du ferroviaire, de la protection de l'environnement et autres, pour éliminer efficacement la résine, la peinture, l'huile, les taches, la saleté, la rouille, le revêtement, le plaquage et la couche d'oxyde présents à la surface des objets.
Par exemple, pour le nettoyage laser de revêtements épais, l'utilisation d'un laser unique à impulsions multiples est coûteuse. Le nettoyage composite laser pulsé-laser semi-conducteur permet d'améliorer rapidement et efficacement la qualité du nettoyage, sans endommager le substrat. Pour le nettoyage laser d'alliages d'aluminium et autres matériaux hautement réfléchissants, l'utilisation d'un laser unique présente des problèmes de réflectivité. Le nettoyage composite laser pulsé-laser semi-conducteur, grâce au transfert de conductivité thermique du laser semi-conducteur, augmente le taux d'absorption d'énergie de la couche d'oxyde superficielle. Le faisceau laser pulsé peut ainsi éliminer plus rapidement cette couche d'oxyde, améliorant considérablement l'efficacité du décapage, notamment en multipliant par plus de deux l'efficacité du décapage de la peinture.
3. Nettoyage au laser CO2, le meilleur choix pour éliminer les matériaux non métalliques
Les lasers CO2 sont des lasers à gaz utilisant le CO2 comme fluide de travail. Ils sont remplis de CO2 et d'autres gaz auxiliaires (hélium, azote et de faibles quantités d'hydrogène ou de xénon), ce qui leur confère une directivité, une monochromaticité et une stabilité de fréquence supérieures. Le tube à décharge étant généralement en verre ou en quartz, on distingue deux types courants de lasers CO2 : les lasers CO2 à tube en verre et les lasers CO2 à tube RF métallique.
ablation des gencives
4. Nettoyage laser UV pour appareils de précision
Les principaux lasers UV utilisés pour la microfabrication laser sont les lasers excimères et les lasers tout-solide. Les lasers UV, grâce à leur courte longueur d'onde et à leur haute énergie photonique, peuvent rompre directement les liaisons chimiques entre les matériaux. Ces derniers sont alors détachés de la surface sous forme de gaz ou de particules, et la zone affectée thermiquement lors du traitement est réduite. Ceci présente des avantages uniques pour la microfabrication de matériaux tels que le silicium (Si), le nitrure de gallium (GaN) et autres semi-conducteurs, le quartz, le saphir et autres cristaux optiques, ainsi que le polyimide (PI), le polycarbonate (PC) et autres polymères, permettant ainsi d'améliorer significativement la qualité de fabrication.
Nettoyage des broches de la puce
Le laser UV est considéré comme la meilleure solution de nettoyage laser dans le domaine de l'électronique de précision. Sa technologie de traitement à froid, particulièrement performante, préserve les propriétés physiques des objets. Ce procédé de micro-usinage et de traitement de surface trouve de nombreuses applications dans divers secteurs et domaines tels que les communications, l'optique, la défense, la police scientifique et le médical. Par exemple, l'avènement de la 5G a engendré une forte demande pour le traitement des circuits imprimés flexibles (FPC). L'utilisation de machines laser UV permet un traitement à froid de précision des FPC et d'autres matériaux.
5. Nettoyage laser à fibre en continu pour éliminer la rouille superficielle des surfaces métalliques
Le laser à fibre continue fonctionne en pompant la lumière de la source de pompage à travers un réflecteur couplé au milieu amplificateur. Ce dernier étant une fibre dopée aux terres rares, la lumière de pompage est absorbée, l'énergie du photon absorbé provoque un saut du niveau d'énergie des ions de terres rares et une inversion du nombre de particules. Après cette inversion, les particules, passant par la cavité résonante, retournent de l'état excité à l'état fondamental, libérant de l'énergie et formant ainsi une sortie laser stable. Son principal avantage réside dans la continuité de la lumière émise.
Nettoyage après soudageC
En ce qui concerne les applications concrètes de nettoyage laser, l'utilisation du laser à fibre continue est moins fréquente, mais il existe un petit nombre d'applications, telles que certaines grandes structures en acier, pipelines, etc., en raison du volume important de dissipation thermique rapide et des exigences peu élevées en matière de dommages au substrat, un laser continu peut alors être choisi.
Élimination de la rouille
Il convient de mentionner qu'avec les avancées et la stabilité de la technologie de point annulaire, le laser à fibre annulaire, grâce à sa facilité de réglage et à sa simplicité d'utilisation, s'est largement répandu dans le domaine du soudage et du nettoyage. Après de nombreuses expériences menées par les ingénieurs du MavenLaser Process Center, cette technologie est utilisée pour éliminer la rouille flottante, ce qui permet d'améliorer considérablement l'efficacité du nettoyage.
Avec les progrès scientifiques et technologiques et l'amélioration des exigences en matière de protection de l'environnement, le nettoyage laser participera plus profondément et plus complètement au processus d'itération de l'industrie manufacturière chinoise et deviendra la principale méthode de nettoyage de la production industrielle propre.
Shenzhen Maven Laser Automation Co., Ltd., dont le siège social est situé à Shenzhen, possède sa propre usine de production. Spécialisée dans les applications laser de haute technologie, l'entreprise a pour principal objectif la commercialisation de solutions complètes. Elle propose à ses clients des services de découpe, soudage, marquage, nettoyage et alimentation laser, et développe des programmes de nettoyage automatisés sur mesure pour des résultats optimaux. Leader sur le marché des machines de nettoyage laser, Maven propose une gamme variée de modèles : machines de nettoyage laser à armoire, à tige de traction et à portage dorsal. Son système de marketing et son service après-vente performants garantissent la compétitivité de ses produits. Disponibles 24h/24 et 7j/7, ils assurent une maintenance complète de ses produits. La technologie MavenLaser, fiable et performante, associée à des prix compétitifs, fera de MavenLaser votre partenaire de confiance.
Date de publication : 16 janvier 2023
