W produkcji przemysłowej czyszczenie jest kluczowym ogniwem. Tradycyjne metody czyszczenia, takie jak czyszczenie mechaniczne i chemiczne, wprawdzie w pewnym stopniu odpowiadają potrzebom produkcyjnym, ale często są mało elastyczne, zanieczyszczają środowisko i inne problemy. Wraz z postępem nauki i technologii powstała technologia czyszczenia laserowego, charakteryzująca się wysoką wydajnością, ochroną środowiska i bezdotykową charakterystyką, która stopniowo stała się nowym faworytem w dziedzinie czyszczenia. Wśród nich najczęściej stosowane typy laserów to jednomodowy i wielomodowy laser impulsowy światłowodowy. Jaka jest więc dokładnie różnica między nimi? Jakie są zalety i wady każdego z nich? Dla jakich scenariuszy zastosowań? W tym artykule ujawnimy Ci je wszystkie.
Co to jest tryb jednomodowy i wielomodowy
Tryb laserowy zwykle odnosi się do lasera prostopadłego do kierunku propagacji rozkładu energii w płaszczyźnie stanu, istnieją punkty jednomodowe i wielomodowe. Tryb pojedynczy odnosi się do lasera w pracy, tylko jeden tryb wyjścia lasera. Jednomodowe natężenie energii od środka do zewnętrznej krawędzi powoduje stopniowe osłabienie rozkładu energii w postaci krzywej Gaussa, wiązka nazywana jest wiązką Gaussa w trybie podstawowym. Wyjściowa wiązka lasera jednomodowego charakteryzuje się wysoką jakością wiązki, małą średnicą wiązki, małym kątem rozbieżności, rozkładem energii zbliżonym do idealnej krzywej Gaussa i innymi cechami. Ponadto tryb pojedynczy ma lepszą charakterystykę ogniskowania, mały punkt skupienia i dużą stabilność trybu, odpowiedni do czyszczenia scen wymagających silnego usunięcia, takich jak rdza.
Wielomodowy punkt wyjściowy lasera jest często łączony za pomocą różnych trybów, rozkład energii punktowej jest bardziej równomierny, a im więcej trybów, tym bardziej równomierny rozkład energii, wiązka jest również nazywana płaską wiązką górną. W porównaniu z trybem pojedynczym, jakość wiązki lasera wielomodowego jest gorsza, kąt rozbieżności jest większy, co wymaga transmisji układu optycznego o większej aperturze, a plamka ogniskowania jest większa niż w trybie pojedynczym. Jednak tryb wielomodowy ułatwia osiągnięcie dużej energii pojedynczego impulsu, wysokiej mocy szczytowej i wysokiej średniej mocy wyjściowej przy równomiernym rozkładzie energii, co jest korzystne w scenariuszach czyszczenia wymagających niewielkich uszkodzeń i wysokiej wydajności, takich jak formy i matryce.
Jakie są zalety i wady czyszczenia laserowego jednomodowego i wielomodowego?
Lasery jednomodowe nadają się do usuwania zanieczyszczeń o silnej przyczepności, takich jak zielona rdza, ze względu na dobrą jakość wiązki, małą ogniskową plamkę i dużą gęstość energii, a także nadają się do czyszczenia cienkich materiałów i precyzyjnych części, które są wrażliwe na dopływ ciepła. Jednakże, w związku z tym, że energia w trybie jednomodowym jest zbyt skoncentrowana, podczas czyszczenia może dojść do uszkodzenia materiału podłoża.
W przypadku pleśni i innych wymagań związanych z czyszczeniem materiału podłoża bez uszkodzenia sceny konieczne jest wybranie lasera wielomodowego. Rozkład energii wiązki wielomodowej jest równomierny, wysoka moc szczytowa, może kontrolować szczytową gęstość mocy, która jest wyższa niż próg uszkodzenia zanieczyszczeń i niższa niż podłoże, dzięki czemu czyszczenie może skutecznie usunąć zanieczyszczenia bez niszczenia struktury powierzchni materiału . Ponadto punkt skupienia w trybie wielomodowym jest większy, a w przypadku scenariuszy, w których tryb jednomodowy i wielomodowy mogą osiągnąć ten sam efekt czyszczenia, skuteczność czyszczenia w trybie wielomodowym jest zwykle wyższa. Jednakże w przypadku silnie przylegających zanieczyszczeń czyszczenie laserem wielomodowym może okazać się niewystarczające.
Scenariusze zastosowań dla laserów jednomodowych i wielomodowych
W zależności od swoich zalet i wad jednomodowe i wielomodowe lasery czyszczące mają różne scenariusze zastosowań.
Główne scenariusze zastosowań dla trybu pojedynczego:
● Odkamienianie metali: Wysoka gęstość energii laserów jednomodowych czyni je idealnymi do odkamieniania metali, które mogą skutecznie usunąć warstwę korozji z powierzchni metalu, a im wyższa moc lasera, tym silniejsza i skuteczniejsza zdolność usuwania plam rdzy. Optyczny do uruchomienia jednomodowego lasera pulsacyjnego o mocy 1000 W, wyjście QBH łatwe do zintegrowania, z dużą zdolnością czyszczenia, wydajnością i innymi zaletami.
● Czyszczenie tlenków spoiny: W procesie spawania, ze względu na wysoką temperaturę procesu, w spoinie i wokół niej łatwo tworzą się tlenki i pozostałości materiału, co wpływa na jakość i wygląd spoiny. OPTOTECH wprowadził na rynek lasery jednomodowe 200-500W, które potrafią dokładnie usunąć tlenki oraz zapewnić wygląd i jakość spoiny.
● Precyzyjne czyszczenie części: OPTOTECH wprowadza laser jednomodowy 100-200W z mocą QCS, dużą zdolnością czyszczenia, niską mocą grzewczą, niewielkim odkształceniem materiału po czyszczeniu i niskim efektem cieplnym.
Główne scenariusze zastosowań wielomodowych:
● Czyszczenie form: Podczas użytkowania formy mogą gromadzić pozostałości, takie jak plastik, fragmenty metalu, kurz itp. Pozostałości te będą miały wpływ na jakość powierzchni produktu i będą powodować wady produktu. Regularne czyszczenie form może zapobiec korozji i ścieraniu, przedłużając w ten sposób żywotność form. Ze względu na dużą różnicę w charakterystyce podłoża formy i zanieczyszczeń, zastosowanie belki o płaskiej powierzchni może skutecznie usunąć zanieczyszczenia bez szkody dla formy. OPTOTECH wprowadza wielomodowe lasery punktowe o mocy 500 ~ 1000 W, zapewniające wysoką skuteczność czyszczenia form bez uszkadzania podłoża.
●Czyszczenie krawędzi ogniw z tytanitu wapnia: Odnosi się to do czyszczenia warstwy folii na krawędzi cienkowarstwowych płytek ogniw słonecznych w celu utworzenia izolowanego obszaru do późniejszej hermetyzacji. OPTICAL wprowadza laser YFPN-1000-GMC-H50-F z kwadratową plamką, równomiernym rozkładem energii, dużą mocą szczytową, możliwością usunięcia warstwy folii za jednym razem, brakiem uszkodzeń szkła i wysoką wydajnością .
● Gratowanie laserowe: Użycie lasera do gratowania powierzchni materiału może znacznie poprawić przyczepność powierzchni materiału. Zgodnie z różnymi wymaganiami dotyczącymi chropowatości zadziorów, OPTOTECH może dostarczyć lasery wielomodowe o różnych energiach pojedynczego impulsu 5 mJ, 15 mJ i 50 mJ, aby zapewnić wydajność zadziorów i jednocześnie spełnić różne wymagania dotyczące chropowatości.
Wybierając jednomodowe lub wielomodowe lasery czyszczące, klienci mogą dokonać kompleksowej analizy zgodnie z ich rzeczywistymi potrzebami i scenariuszami zastosowań. W przypadku czyszczenia drobnych części lub silnie przylegających zanieczyszczeń, takich jak utlenione i platerowane warstwy metalu, wysoka jakość wiązki i mały rozmiar plamki laserów serii jednomodowej zapewnią dokładniejsze i skuteczniejsze wyniki czyszczenia. W przypadku większych obszarów czyszczenia lub tam, gdzie uszkodzenie podłoża jest krytyczne, takie jak pleśń, plamy rdzy, olej i cienkie powłoki, wysokoenergetyczne i płaskie światło górne serii laserów wielomodowych zapewni wyższą skuteczność czyszczenia i nieniszczące czyszczenie.
