在激光清洗技術迅猛發展的今天，領域內也不斷涌現出新的方向和趨勢，其中激光復合清洗技術就是其中極具潛力和前景的一個方向：它能在同樣價格的基礎上，將清洗效率翻上兩到三倍。
01
什么是復合激光清洗
眾所周知，在高端清洗市場，早先在同等成本支出的情況下激光清洗比傳統清洗方式來講效率會更低。如船舶大修的除漆工作，船舷漆的面積非常大，有的用化學清洗，有的用高壓水清洗，也會很多船廠提出想用激光清洗，但激光清洗受功率限制，單位時間內對厚漆層的清洗面積在效率上無法達到船廠的要求。
當然，技術上講單純要提升效率，通過簡單的疊加功率就可以實現；但這種方式的功率提升后成本也幾十倍甚至上百倍提升，毫無性價比。這意味著高效船舶激光清洗只能停留在理論，而無法進入工業化應用。
目前國外純脈沖激光器功率可以達到5000W，但因技術封鎖并不對中國國內進口，國內脈沖激光器最大功率只有1000w，2000W純脈沖激光器仍處于調試階段，使用時并不穩定。
而復合激光清洗技術，就是能用4000W連續+500W脈沖的方式實現1000W純脈沖激光清洗機才能達到的效率,用6000W連續+1000W脈沖的方式實現2000W脈沖清洗機才能達到的效率。
在同樣的價格基礎上通過工藝改進將清洗效率翻2-3倍。具有提高清洗質量、增大清洗效率、穩定清洗加工過程、適用于高反射材料的清洗等優點，避免了單一清洗的缺點和不足。
鑒于目前國內并無2000W脈沖激光清洗機，所以6000W連續+1000W脈沖可以說是國內可以投入生產穩定使用的最高功率激光清洗設備。
02
激光復合清洗原理
激光復合清洗原理主要通過半導體連續激光作為熱傳導輸出，使待清洗附著物吸收能量產生氣化、等離子云，并在金屬材料和附著物之間形成熱膨脹壓力，降低兩者層間結合力。而當脈沖激光輸出高能脈沖激光束時，產生的振動沖擊波會使結合力不強的附著物直接脫離金屬表面，從而實現激光快速清洗。該技術應用涵蓋船舶、汽修、橡膠模具、高端機床、軌道以及環保等。能夠清除物件表面樹脂、油漆、油污、污漬、污垢、銹蝕、涂層、鍍層以及氧化層。
激光復合清洗技術的優點不單單是兩種激光的疊加，重點體現在能量的利用率遠遠大于兩種熱源的簡單相加。在較厚涂層材料激光清洗中，由于單一激光多脈沖能量輸出量大，大功率脈沖激光器成本高，限制了厚涂層材料的激光清洗，而采用脈沖激光-半導體激光復合清洗可快速、有效的提高清洗質量，且基材不容易造成損傷。在鋁合金等高反射材料的激光清洗中，單一激光存在反射率大等問題，而采用脈沖激光-半導體激光復合清洗，由于半導體激光熱導傳輸的作用，增大了金屬表面氧化層能量吸收率，使脈沖激光束能夠更快剝離氧化層，從而更有效的提高清除效率。
03
實際應用案例
輪對是機車車輛與鋼軌相接觸的部分，由左右兩個車輪牢固的壓裝在同一個車軸上組成。輪對的作用是保證機車車輛在鋼軌上的運行和轉向，承受來自機車車輛的全部靜、動載荷，把它傳遞給鋼軌，并將因線路不平順產生的載荷傳遞給機車車輛各零部件。
對于高鐵動車來說，車輪和車軸都是用沒有添加合金元素的碳素鋼制造的，而這往往會成為發生裂紋和脆性斷裂的原因，因此，高鐵在運行一段時間后都需要進行檢修。在檢修前，需要將輪軸及輪輻上的涂層徹底剝離下來，涂層為厚度為150-250μm環氧樹脂涂層材料。
傳統的方法是采用鋼絲刷進行打磨，此方法雖然可剝離涂層，但是效率很低，并且作業人員勞動強度很大，還會對輪對表面造成損傷，以至于對下一步的探傷造成影響。激光清洗技術能有效清除輪對表面漆層，但效率偏低，厚涂層情況下清洗速度慢，局限性很大，而復合激光清洗技術可以將每臺輪對清洗時間控制在8分鐘以內，清洗效率達到Sa3級（清洗最高標準）并無傷基材。
04
國內復合激光清洗設備生產商
因為復合激光清洗所需的工藝技術、研發難度對研發團隊有較高要求的原因，目前國內已知的研發公司有武漢翔明激光科技有限公司和深圳水滴激光科技有限公司。投入市場能穩定運作的產品生產商僅有水滴激光一家。
目前水滴激光科技已推出2000+300、4000+500、6000+1000三款復合激光清洗機，分別對標500W、1000W和2000W純脈沖高功率清洗設備，做到在同樣價格段兩到三倍的性價比。
水滴激光是國內激光清洗領域科技創新型領軍企業，核心研發團隊由英國利物浦大學、曼徹斯特大學及哈工大的多名博士及博士后組成，擁有自主光學設計、激光清洗工藝定制化開發、PLC及PIC硬件控制開發、機械及自動化設計研發等在內的20余項激光清洗相關專利。于2021年獲得激光行業最高獎—紅光獎，并研發出全球最小最輕第五代激光頭。
來源：水滴激光
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