Trong sản xuất công nghiệp, vệ sinh là khâu then chốt. Các phương pháp làm sạch truyền thống, chẳng hạn như làm sạch cơ học và làm sạch bằng hóa chất, mặc dù ở một mức độ nhất định có thể đáp ứng nhu cầu sản xuất nhưng thường thiếu linh hoạt, gây ô nhiễm môi trường và các vấn đề khác. Với sự tiến bộ của khoa học công nghệ, công nghệ làm sạch bằng laser ra đời với hiệu quả cao, bảo vệ môi trường, đặc tính không tiếp xúc và dần trở thành công nghệ mới được yêu thích trong lĩnh vực làm sạch. Trong số đó, chế độ đơn và đa chế độ trong laser xung sợi quang là hai loại laser được sử dụng phổ biến nhất. Vậy chính xác thì sự khác biệt giữa chúng là gì? Ưu điểm và nhược điểm của mỗi loại là gì? Dành cho kịch bản ứng dụng nào? Trong bài viết này, chúng tôi sẽ tiết lộ tất cả chúng cho bạn.
Chế độ đơn và đa chế độ là gì
Chế độ laser thường dùng để chỉ tia laser vuông góc với hướng truyền của phân bố năng lượng trong mặt phẳng trạng thái, có các điểm chế độ đơn và đa chế độ. Chế độ đơn đề cập đến laser trong công việc, chỉ có một chế độ đầu ra laser. Cường độ năng lượng của chế độ đơn từ trung tâm đến rìa ngoài của sự phân bố năng lượng dần dần suy yếu dưới dạng đường cong Gaussian, chùm tia được gọi là chùm tia Gaussian ở chế độ cơ sở. Chùm tia laser đầu ra ở chế độ đơn có chất lượng chùm tia cao, đường kính chùm tia nhỏ, góc phân kỳ nhỏ, phân bố năng lượng gần với đường cong Gaussian lý tưởng và các đặc tính khác. Ngoài ra, chế độ đơn có đặc điểm lấy nét tốt hơn, điểm lấy nét nhỏ và độ ổn định ở chế độ mạnh, phù hợp để làm sạch những cảnh cần loại bỏ mạnh, chẳng hạn như rỉ sét.
Điểm đầu ra laser đa chế độ thường được kết hợp bởi nhiều chế độ khác nhau, sự phân bố năng lượng điểm đồng đều hơn và càng nhiều chế độ thì phân bố năng lượng càng đồng đều, chùm tia còn được gọi là chùm tia trên cùng phẳng. So với chế độ đơn, chất lượng chùm tia laser đa chế độ kém hơn, góc phân kỳ lớn hơn, đòi hỏi hệ thống quang học có khẩu độ lớn hơn và điểm lấy nét lớn hơn chế độ đơn. Tuy nhiên, đa chế độ giúp dễ dàng đạt được năng lượng xung đơn lớn, công suất đỉnh cao và công suất đầu ra trung bình cao với sự phân bổ năng lượng đồng đều, thuận lợi cho các tình huống làm sạch yêu cầu hư hỏng thấp và hiệu suất cao, chẳng hạn như khuôn mẫu.
Ưu điểm và nhược điểm của việc làm sạch bằng laser đơn chế độ và đa chế độ là gì?
Laser đơn chế độ thích hợp để loại bỏ các chất gây ô nhiễm có độ bám dính mạnh như rỉ sét do chất lượng chùm tia tốt, điểm tập trung nhỏ và mật độ năng lượng cao, đồng thời cũng thích hợp để làm sạch các vật liệu mỏng và các bộ phận chính xác nhạy cảm với nhiệt đầu vào. Tuy nhiên, do năng lượng ở chế độ đơn quá tập trung nên trong quá trình làm sạch có thể gây ra một số hư hỏng cho vật liệu nền.
Đối với khuôn và các yêu cầu khác về làm sạch vật liệu nền mà không làm hỏng hiện trường, cần phải chọn loại laser đa chế độ. Phân bố năng lượng chùm tia đa chế độ đồng đều, công suất cực đại cao, có thể kiểm soát mật độ công suất cực đại cao hơn ngưỡng thiệt hại của các chất ô nhiễm và thấp hơn chất nền, do đó việc làm sạch có thể loại bỏ các chất ô nhiễm một cách hiệu quả mà không phá hủy cấu trúc của bề mặt vật liệu . Ngoài ra, điểm tập trung của đa chế độ lớn hơn và trong các tình huống trong đó chế độ đơn và đa chế độ có thể đạt được hiệu quả làm sạch như nhau, hiệu quả làm sạch của đa chế độ thường cao hơn. Tuy nhiên, đối với các chất gây ô nhiễm bám chặt, làm sạch bằng laser đa chế độ có thể không đủ.
Kịch bản ứng dụng cho Laser đơn mode và đa mode
Dựa trên những ưu điểm và nhược điểm tương ứng, laser làm sạch đơn chế độ và đa chế độ có các ứng dụng khác nhau.
Các kịch bản ứng dụng chính cho chế độ đơn:
● Tẩy cặn kim loại: Mật độ năng lượng cao của laser đơn chế độ khiến chúng trở nên lý tưởng cho việc tẩy cặn kim loại, có thể loại bỏ lớp ăn mòn trên bề mặt kim loại một cách hiệu quả. Công suất laser càng cao thì khả năng loại bỏ các vết rỉ sét càng mạnh và hiệu quả hơn. Quang học để khởi động laser xung chế độ đơn công suất cao 1000W, đầu ra QBH dễ tích hợp, với khả năng làm sạch mạnh mẽ, hiệu quả và các ưu điểm khác.
● Làm sạch oxit mối hàn: Trong quá trình hàn, do nhiệt độ cao của quá trình, các oxit và mảnh vụn kết tủa vật liệu dễ dàng hình thành trong và xung quanh đường hàn, ảnh hưởng đến chất lượng và hình thức của mối hàn. OPTOTECH đã ra mắt loại laser đơn chế độ 200-500W, có thể loại bỏ chính xác các oxit và đảm bảo hình thức cũng như chất lượng của mối hàn.
● Làm sạch các bộ phận chính xác: OPTOTECH giới thiệu tia laser chế độ đơn 100-200W với đầu ra QCS, khả năng làm sạch mạnh, tỏa nhiệt thấp, biến dạng vật liệu nhỏ sau khi làm sạch và hiệu ứng nhiệt thấp.
Kịch bản ứng dụng chính đa chế độ:
● Làm sạch khuôn: Khuôn có thể tích tụ cặn trong quá trình sử dụng như nhựa, mảnh kim loại, bụi, v.v. Những cặn này sẽ ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt của sản phẩm và gây ra lỗi sản phẩm. Làm sạch khuôn thường xuyên có thể ngăn ngừa sự ăn mòn và mài mòn, do đó kéo dài tuổi thọ của khuôn. Do sự khác biệt lớn về đặc tính của nền khuôn và các chất gây ô nhiễm, việc sử dụng chùm tia đỉnh phẳng có thể loại bỏ các chất gây ô nhiễm một cách hiệu quả mà không gây hại cho khuôn. OPTOTECH giới thiệu tia laser đa chế độ điểm vuông 500~1000W để làm sạch khuôn hiệu quả cao mà không làm hỏng bề mặt.
●Làm sạch cạnh tế bào canxi Titanite: Điều này đề cập đến việc làm sạch lớp màng ở rìa của các tấm pin mặt trời màng mỏng để tạo ra một khu vực cách nhiệt cho quá trình đóng gói tiếp theo. OPTICAL giới thiệu tia laser YFPN-1000-GMC-H50-F với đầu ra điểm vuông, phân bố năng lượng đồng đều, công suất cực đại cao, có khả năng loại bỏ lớp màng trong một lần, không làm hỏng kính và hiệu quả cao .
● Đánh bóng bằng laser: Sử dụng tia laser để đánh bóng bề mặt vật liệu có thể cải thiện đáng kể độ bám dính của bề mặt vật liệu. Theo các yêu cầu khác nhau về độ nhám của mũi khoan, OPTOTECH có thể cung cấp tia laser đa chế độ với các năng lượng xung đơn khác nhau là 5mJ, 15mJ và 50mJ để đảm bảo hiệu quả mài và thực hiện các yêu cầu về độ nhám khác nhau cùng một lúc.
Khi chọn laser làm sạch đơn chế độ hoặc đa chế độ, khách hàng có thể cân nhắc toàn diện theo nhu cầu thực tế và tình huống ứng dụng của mình. Để làm sạch các bộ phận tinh xảo hoặc các chất gây ô nhiễm bám dính mạnh, chẳng hạn như các lớp mạ và oxy hóa kim loại, chất lượng chùm tia cao và kích thước điểm nhỏ của các dòng laser chế độ đơn sẽ mang lại kết quả làm sạch mạnh mẽ và chính xác hơn. Đối với các khu vực làm sạch lớn hơn hoặc nơi mà bề mặt bị hư hại nghiêm trọng, chẳng hạn như nấm mốc, vết rỉ sét, dầu và lớp phủ mỏng, năng lượng cao và ánh sáng đỉnh phẳng của dòng laser đa chế độ sẽ đảm bảo hiệu quả làm sạch cao hơn và làm sạch không phá hủy.
