Prionsabal, cineálacha agus feidhmeannaglanadh léasairteicneolaíocht
Is cur i bhfeidhm rathúil de theicneolaíocht léasair í teicneolaíocht glantacháin léasair i réimse na hinnealtóireachta. Is é a phrionsabal bunúsach ná dlús ardfhuinnimh an léasair a úsáid chun idirghníomhú leis na truailleáin atá cloíte le foshraith an phíosa oibre, rud a fhágann go scarann siad ón foshraith i bhfoirm leathnú teirmeach meandarach, leá, agus galú gáis. Is sainairíonna don teicneolaíocht glantacháin léasair ardéifeachtúlachta, cairdiúlacht don chomhshaol, agus caomhnú fuinnimh. Tá sí curtha i bhfeidhm go rathúil i réimsí ar nós glanadh múnla boinn, baint péinte coirp aerárthaí, agus athchóiriú iarsmaí cultúrtha.
Áirítear ar theicneolaíochtaí glantacháin thraidisiúntaglanadh frithchuimilte meicniúil(glanadh gaineamhphléasctha, glanadh scaird uisce ardbhrú, srl.), glanadh creimeadh ceimiceach, glanadh ultrasonaic, glanadh oighir thirim, srl. Úsáideadh na teicneolaíochtaí glantacháin seo go forleathan i dtionscail éagsúla. Mar shampla, is féidir le glanadh gaineamhphléasctha spotaí meirge miotail, burrs dromchla miotail, agus vearnais trí-chruthúnas a bhaint de bhoird chiorcad trí scríobaigh de chruas difriúil a roghnú. Úsáidtear teicneolaíocht glantacháin creimeadh ceimiceach go forleathan i nglanadh stains ola ar dhromchlaí trealaimh, scála i gcoirí, agus píblínte ola. Cé go bhfuil na teicneolaíochtaí glantacháin seo forbartha go maith, tá roinnt fadhbanna acu fós. Mar shampla, is féidir le glanadh gaineamhphléasctha damáiste a dhéanamh go héasca don dromchla cóireáilte, agus is féidir le glanadh creimeadh ceimiceach truailliú comhshaoil agus creimeadh an dromchla glanta a chur faoi deara mura ndéantar é a láimhseáil i gceart. Is réabhlóid i dteicneolaíocht glantacháin teacht chun cinn na teicneolaíochta glantacháin léasair. Baineann sé leas as an dlús ardfhuinnimh, an cruinneas ard, agus an tarchur éifeachtach fuinnimh léasair, agus tá buntáistí soiléire aige thar theicneolaíochtaí glantacháin traidisiúnta i dtéarmaí éifeachtúlachta glantacháin, cruinneas glantacháin, agus suíomh glantacháin. Is féidir leis truailliú comhshaoil de bharr glanadh creimeadh ceimiceach agus teicneolaíochtaí glantacháin eile a sheachaint go héifeachtach, agus ní dhéanfaidh sé damáiste don tsubstráit.
Mar sin, cad is glanadh léasair ann? Is próiseas é glanadh léasair ina n-úsáidtear bhíoma léasair chun ábhar a bhaint de dhromchla solad (nó uaireanta leachta). Ag flosc léasair íseal, téitear an t-ábhar ag an bhfuinneamh léasair a ionsúitear agus galaíonn nó fo-limíonn sé. Ag flosc léasair ard, is gnách go n-athraíonn an t-ábhar ina phlasma. De ghnáth, tagraíonn glanadh léasair do bhaint ábhair ag baint úsáide as léasair bíogacha, ach má tá déine an léasair ard go leor, is féidir bhíoma léasair tonn leanúnach a úsáid chun an t-ábhar a abláisiú. Úsáidtear léasar excimer solais ultraivialait dhomhain go príomha le haghaidh abláisiú optúil. Is é thart ar 200nm tonnfhad an léasair a úsáidtear le haghaidh abláisiú optúil. Braitheann doimhneacht ionsúcháin fhuinneamh an léasair agus méid an ábhair a bhaintear le bíog léasair aonair ar airíonna optúla an ábhair, chomh maith le tonnfhad an léasair agus fad na bíge. De ghnáth tugtar an ráta abláisiú ar an mais iomlán a abláítear ón sprioc ag gach bíog léasair. Beidh tionchar suntasach ag luas scanadh an bhíoma léasair agus clúdach na líne scanadh, etc., ar an bpróiseas abláisiú.
Cineálacha Teicneolaíochta Glantacháin Léasair
1) Glanadh tirim léasair: Tagraíonn glanadh tirim léasair do radaíocht dhíreach an phíosa oibre glantacháin le léasar cuisleach, rud a fhágann go n-ionsúnn na truailleáin bonn nó dromchla fuinneamh agus go méadaíonn an teocht, rud a fhágann leathnú teirmeach nó creathadh teirmeach an bhoinn, agus ar an gcaoi sin scarann siad an dá rud. Is féidir an modh seo a roinnt go garbh ina dhá chás: ceann amháin ná go n-ionsúnn na truailleáin dromchla fuinneamh léasair agus go leathnaíonn siad; an ceann eile ná go n-ionsúnn an bonn fuinneamh léasair agus go ngineann sé creathadh teirmeach. I 1969, fuair SM Bedair et al. amach go bhfuil míbhuntáistí éagsúla ag baint le modhanna éagsúla cóireála dromchla amhail cóireáil teasa, creimeadh ceimiceach, agus glanadh gaineamhphléasctha. Ag an am céanna, is féidir leis an dlús ard fuinnimh tar éis díriú léasair feiniméan galú dromchla ábhair a dhéanamh indéanta, rud a chuireann ar chumas glanadh neamh-millteach dhromchla an ábhair. Trí thurgnaimh, fuarthas amach gur féidir le léasar lasctha Q ruby le dlús cumhachta de 30 MW/cm2 truailleáin dromchla ábhar sileacain a ghlanadh gan damáiste a dhéanamh don bhonn, agus den chéad uair, baineadh amach glanadh tirim léasair ar thruailleáin dromchla ábhair. Is féidir an ráta foriomlán a chur in iúl trí ráta scaradh blúirí sraithe scannáin, mar seo a leanas:
Sa fhoirmle, seasann ε don innéacs fuinnimh cuisle léasair, seasann h don innéacs tiús den tsraith scannáin thruailleáin, agus seasann E don innéacs modúl leaisteach den tsraith scannáin.
2) Glanadh Fliuch Léasair: Sula nochtar an píosa oibre atá le glanadh don léasar cuisleach, cuirtear scannán leachtach réamh-chótaithe dromchla i bhfeidhm. Faoi ghníomh an léasair, ardaíonn teocht an scannáin leachtaigh go tapa agus galaíonn sé. Ag an nóiméad galúcháin, gintear tonn tionchair, a ghníomhaíonn ar na cáithníní truailleáin agus a fhágann go scarann siad ón tsubstráit. Éilíonn an modh seo nach n-imoibríonn an tsubstráit agus an scannán leachtach lena chéile, rud a chuireann teorainn le raon na n-ábhar is infheidhme. Sa bhliain 1991, phléigh K. Imen et al. fadhb na dtruailleán cáithníní fo-mhicróin iarmharach ar dhromchlaí sliseán leathsheoltóra agus ábhar miotail tar éis modhanna glantacháin traidisiúnta a úsáid, agus rinne siad staidéar ar chur i bhfeidhm scannáin a sciatháil ar dhromchla an tsubstráit ábhair ar féidir leis fuinneamh léasair a ionsú go héifeachtúil. Ina dhiaidh sin, ag baint úsáide as léasar CO2, ionsúnn an scannán fuinneamh an léasair agus mhéadaigh sé go tapa i dteocht agus fiuch sé, rud a ghin galú pléascach, a bhain na truailleáin de dhromchla an tsubstráit. Tugtar glanadh fliuch léasair ar an modh glantacháin seo.
3) Glanadh Tonnta Turraing Plasma Léasair: Gintear tonnta turraing plasma léasair nuair a ionradaíonn an léasar an meán aeir agus cruthaítear tonn turraing plasma sféarúil. Gníomhaíonn an tonn turraing ar dhromchla an phíosa oibre atá le glanadh agus scaoileann sí fuinneamh chun na truailleáin a bhaint. Ní ghníomhaíonn an léasar ar an tsubstráit, agus mar sin ní dhéanann sé damáiste don tsubstráit. Is féidir leis an teicneolaíocht glantacháin tonnta turraing plasma léasair cáithníní a ghlanadh anois a bhfuil trastomhais roinnt deicheanna nanaiméadar acu, agus níl aon srianta ar thonnfhad an léasair. Is féidir prionsabal fisiceach an ghlantacháin plasma a astaítear ón léasar a astaítear. b) Cruthaíonn an méid mór ionsúcháin plasma atá ag leathnú go tapa (gás éagobhsaí an-ianaithe) agus gintear tonn tionchair. c) Fágann an tonn tionchair go mbristear na truailleáin agus go mbaintear iad. d) Caithfidh leithead cuisle na cuisle solais a bheith gearr go leor chun carnadh teirmeach a sheachaint a d'fhéadfadh damáiste a dhéanamh don dromchla cóireáilte. e) Léirigh turgnaimh nuair a bhíonn ocsaídí ar dhromchla an mhiotail, go ngintear plasma ar dhromchla an mhiotail. Ní ghintear plasma ach amháin nuair a sháraíonn an dlús fuinnimh an tairseach, rud a bhraitheann ar an gciseal éillithe nó an ciseal ocsaíde a baineadh. Tá an éifeacht tairsí seo an-tábhachtach le haghaidh glanadh éifeachtach agus sábháilteacht ábhar an tsubstráit á chinntiú. Tá dara tairseach ag cuma an phlasma freisin. Má sháraíonn an dlús fuinnimh an tairseach seo, déanfar damáiste don ábhar tsubstráit. Chun glanadh éifeachtach a dhéanamh agus sábháilteacht ábhar an tsubstráit á chinntiú, ní mór paraiméadair an léasair a choigeartú de réir an cháis chun a chinntiú go bhfuil dlús fuinnimh na cuisle solais go docht idir an dá thairseach. Sa bhliain 2001, bhain JM Lee et al. úsáid as an tréith go dtáirgeann léasair ardchumhachta tonnta turrainge plasma nuair a dhírítear iad, agus d'úsáid siad léasar cuisle le dlús fuinnimh de 2.0 J/cm2 (i bhfad níos airde ná an tairseach damáiste do shliseáin sileacain) chun radaíocht a dhéanamh go comhthreomhar leis an sliseán sileacain, ag glanadh cáithníní tungstain 1 μm atá ionsúite ar dhromchla an tsliseáin sileacain go rathúil. Tugtar glanadh tonn turrainge plasma léasair ar an modh glantacháin seo, agus go docht, is cineál glantacháin léasair thirim é glanadh tonn turrainge plasma léasair. Ba é cuspóir bunaidh na dtrí theicneolaíocht glantacháin léasair seo ná na cáithníní beaga bídeacha ar dhromchla na sceallóga leathsheoltóra a ghlanadh. Is féidir a rá gur tháinig teicneolaíocht glantacháin léasair chun cinn le forbairt na teicneolaíochta leathsheoltóra. Mar sin féin, tá teicneolaíocht glantacháin léasair á cur i bhfeidhm go leanúnach i réimsí eile, amhail glanadh múnla boinn, baint péint craicinn aerárthaí, agus athchóiriú dromchla déantán. Agus radaíocht léasair á déanamh, is féidir gás támh a shéideadh ar dhromchla an tsubstráit. Nuair a scaoileann an gás na truailleáin ón dromchla, séidfidh sé láithreach iad den dromchla chun ath-thruailliú agus ocsaídiú an dromchla a sheachaint.
Ancur i bhfeidhm teicneolaíochta glantacháin léasair
1) I réimse na leathsheoltóirí, baineann an próiseas céanna le glanadh sceallóga leathsheoltóra agus foshraitheanna optúla, is é sin na hamhábhair a phróiseáil sna cruthanna riachtanacha trí ghearradh, meilt, srl. Le linn an phróisis seo, tugtar isteach truailleáin cháithníneacha, atá deacair a bhaint agus a chruthaíonn fadhbanna tromchúiseacha éillithe arís agus arís eile. Is féidir leis na truailleáin ar dhromchla na sceallóga leathsheoltóra difear a dhéanamh do cháilíocht phriontáil an chláir chiorcaid, rud a ghiorraíonn saolré sceallóga leathsheoltóra. Is féidir leis na truailleáin ar dhromchla na foshraitheanna optúla difear a dhéanamh do cháilíocht gléasanna optúla agus bratuithe, agus féadfaidh siad dáileadh míchothrom fuinnimh a bheith mar thoradh orthu, rud a ghiorraíonn an saolré. Ós rud é go bhfuil glanadh tirim léasair seans maith go ndéanfaidh sé damáiste do dhromchla an tsubstráit, ní úsáidtear an modh glantacháin seo chomh minic i nglanadh sceallóga leathsheoltóra agus foshraitheanna optúla. Tá feidhmeanna níos rathúla ag glanadh fliuch léasair agus glanadh tonn turraing plasma léasair sa réimse seo. Rinne Xu Chuanyi et al. staidéar ar thaisceadh péint mhaighnéadach speisialta micrea-scála ar dhromchla foshraitheanna optúla thar a bheith réidh mar scannán tréleictreach, agus ansin d'úsáid siad léasar cuisleach le haghaidh glantacháin. Bhí an éifeacht ghlantacháin maith, cé gur mhéadaigh líon na gcáithníní eisíontas in aghaidh an aonaid achair, laghdaíodh méid agus achar clúdaigh na gcáithníní eisíontas go suntasach. Is féidir leis an modh seo na cáithníní eisíontas micrea-scála ar dhromchla foshraitheanna optúla thar a bheith réidh a ghlanadh go héifeachtach. Rinne Zhang Ping staidéar ar thionchar an achair oibre agus fuinneamh léasair ar éifeacht ghlantacháin truailleán de mhéideanna cáithníní éagsúla i dteicneolaíocht ghlantacháin plasma léasair. Léirigh na torthaí turgnamhacha, i gcás cáithníní polaistiréine ar foshraitheanna gloine seoltaí, gurbh é 1.90 mm an t-achar oibre is fearr le haghaidh fuinnimh 240 mJ. De réir mar a mhéadaigh fuinneamh an léasair, feabhsaigh an éifeacht ghlantacháin go suntasach, agus bhí sé níos éasca truailleáin cáithníní móra a ghlanadh.
2) I réimse na n-ábhar miotail, tá glanadh dhromchlaí ábhar miotail difriúil ó ghlanadh sceallóga leathsheoltóra agus foshraitheanna optúla. Baineann na truailleáin atá le glanadh leis an gcatagóir macrascópach. Áirítear leis na truailleáin ar dhromchla ábhar miotail den chuid is mó ciseal ocsaíde (ciseal meirge), ciseal péinte, sciath, agus ceangaltáin eile, agus is féidir iad a aicmiú ina dtruailleáin orgánacha (amhail ciseal péinte, sciath) agus truailleáin neamhorgánacha (amhail ciseal meirge). Is chun freastal ar riachtanais na próiseála nó an úsáide ina dhiaidh sin atá glanadh truailleáin dhromchla ábhar miotail den chuid is mó, amhail thart ar 10 μm de chiseal ocsaíde a bhaint de dhromchla páirteanna cóimhiotail tíotáiniam roimh tháthú, an sciath péinte bunaidh a bhaint de dhromchla an chraicinn le linn deisiúcháin mhóra aerárthaí chun ath-spraeáil a éascú, agus na cáithníní rubair atá ceangailte leis an múnla bonn rubair a ghlanadh go rialta chun glanadh an dromchla agus cáilíocht agus saolré an mhúnla a chinntiú. Tá tairseach damáiste ábhar miotail níos airde ná tairseach glantacháin léasair a dtruailleán dromchla. Trí léasar cumhachta cuí a roghnú, is féidir éifeacht ghlantacháin níos fearr a bhaint amach. Tá an teicneolaíocht seo curtha i bhfeidhm go haibí i roinnt réimsí. Wang Lihua et al. rinne staidéar ar chur i bhfeidhm na teicneolaíochta glantacháin léasair i gcóireáil craicne ocsaíde ar dhromchlaí cóimhiotal alúmanaim agus cóimhiotal tíotáiniam. Léirigh torthaí an taighde gur féidir le léasar le dlús fuinnimh de 5.1 J/cm2 an ciseal ocsaíde ar dhromchla cóimhiotal alúmanaim A5083-111H a ghlanadh agus dea-chaighdeán an tsubstráit á choinneáil ag an am céanna, agus gur féidir le léasar cuisleach le meánchumhacht de 100 W ar bhealach scanadh an ciseal ocsaíde ar dhromchla cóimhiotal tíotáiniam a ghlanadh go héifeachtach agus cruas dhromchla an ábhair a fheabhsú. D'fhorbair cuideachtaí intíre ar nós Ruike Laser, Daqu Laser, agus Shenzhen Chuangxin trealamh glantacháin léasair a úsáideadh go forleathan chun múnlaí rubair ar nós boinn, sraitheanna meirge miotail, agus stains ola ar dhromchla comhpháirteanna a ghlanadh.
3) I réimse na n-iarsmaí cultúrtha, tá gá le glanadh iarsmaí miotail agus cloiche agus dromchlaí páipéir chun truailleáin amhail salachar agus stains dúigh a bhaint a thagann chun solais ar a ndromchlaí mar gheall ar a stair fhada. Ní mór na truailleáin seo a bhaint chun na hiarsmaí a athchóiriú. I gcás saothair pháipéir amhail callagrafaíocht agus pictiúir, nuair a stóráiltear iad go míchuí, fásann múnla ar a ndromchlaí agus cruthaíonn sé spotaí. Bíonn tionchar mór ag na spotaí seo ar chuma bhunaidh an pháipéir, go háirithe i gcás páipéir a bhfuil ardluach cultúrtha nó stairiúil aige, rud a rachaidh i bhfeidhm ar a mheas agus a chosaint. Rinne Zhao Ying et al. staidéar ar indéantacht léasar ultraivialait a úsáid chun spotaí múnla ar scrollaí páipéir a ghlanadh. Léirigh na torthaí turgnamhacha gur féidir spotaí tanaí a bhaint trí léasar le dlús fuinnimh de 3.2 J/mm2 a úsáid chun scanadh amháin, agus gur féidir na spotaí a bhaint go hiomlán trí scanadh faoi dhó. Mar sin féin, má tá an fuinneamh léasair a úsáidtear ró-ard, déanfaidh sé damáiste don scrolla páipéir agus na spotaí á mbaint. D'éirigh le Zhang Xiaotong et al. iarsma cré-umha órga a athchóiriú go rathúil ag baint úsáide as an modh scannáin leachtach ionradaíochta ingearach léasair. Bhain Zhang Licheng et al. úsáid as teicneolaíocht glantacháin léasair chun figiúr potaireachta baineann péinteáilte ó Ríshliocht Han a athchóiriú. Yuan Xiaodong et al. rinne staidéar ar éifeacht na teicneolaíochta glantacháin léasair i nglanadh iarsmaí cloiche agus rinne sé comparáid idir an damáiste don chorp gaineamhchloiche roimh agus tar éis a ghlanadh, chomh maith le héifeachtaí glantacháin stains dúigh, truailliú deataigh, agus truailliú péinte.
Conclúid: Is teicníc réasúnta ardteicneolaíochta í teicneolaíocht glantacháin léasair, le hionchais taighde agus feidhmchláir leathana i réimsí ardchruinnis amhail aeraspás, trealamh míleata, agus innealtóireacht leictreonach agus leictreach. Faoi láthair, tá teicneolaíocht glantacháin léasair curtha i bhfeidhm go rathúil i roinnt réimsí, a bhuíochas dá feidhmíocht glantacháin éifeachtach, neamhdhíobhálach don chomhshaol, agus den scoth. Tá a réimsí feidhmchláir ag leathnú de réir a chéile. Ní hamháin gur cuireadh forbairt na teicneolaíochta glantacháin léasair i bhfeidhm go haibí i réimsí amhail baint péinte agus baint meirge, ach tá tuairiscí ann freisin maidir le léasar a úsáid chun an ciseal ocsaíde ar shreanga miotail a ghlanadh le blianta beaga anuas. Is iad leathnú na réimsí feidhmchláir atá ann cheana féin agus forbairt réimsí nua bunús fhorbairt na teicneolaíochta glantacháin léasair. Taispeánfaidh taighde agus forbairt trealaimh glantacháin léasair nua agus forbairt trealaimh glantacháin léasair nua idirdhealú, rud a eascraíonn i bhfeidhmeanna éagsúla. Amach anseo, is féidir glanadh léasair lán-uathoibríoch a bhaint amach trí chomhoibriú le róbait thionsclaíocha freisin. Seo a leanas treocht forbartha na teicneolaíochta glantacháin léasair:
(1) Neartú a dhéanamh ar an taighde ar theoiric glantacháin léasair chun treoir a thabhairt maidir le cur i bhfeidhm na teicneolaíochta glantacháin léasair. Tar éis athbhreithniú a dhéanamh ar líon mór doiciméad, fuarthas amach nach bhfuil aon chóras teoiriciúil aibí ann a thacaíonn le teicneolaíocht glantacháin léasair, agus go bhfuil an chuid is mó de na staidéir bunaithe ar thurgnaimh. Is é bunús le haghaidh tuilleadh forbartha agus aibíochta na teicneolaíochta glantacháin léasair córas teoiriciúil glantacháin léasair a bhunú.
(2) Leathnú réimsí feidhmchláir atá ann cheana féin agus réimsí feidhmchláir nua. Tá teicneolaíocht glantacháin léasair curtha i bhfeidhm go rathúil i réimsí ar nós baint péint agus baint meirge, agus tá tuairiscí ann le blianta beaga anuas faoi úsáid léasair chun an ciseal ocsaíde ar shreanga miotail a ghlanadh. Is talamh torthúil d’fhorbairt na teicneolaíochta glantacháin léasair leathnú réimsí feidhmchláir atá ann cheana féin agus forbairt réimsí nua.
(3) Taighde agus forbairt trealaimh nua glantacháin léasair. Léireoidh forbairt trealaimh nua glantacháin léasair idirdhealú. Is cineál amháin trealaimh a bhfuil uilechoitiantacht áirithe aige a chlúdaíonn réimsí éagsúla feidhmchláir, amhail is féidir le gléas amháin feidhmeanna bainte péinte agus bainte meirge a bhaint amach ag an am céanna. Is trealamh speisialaithe do riachtanais shonracha an cineál eile, amhail daingneáin shonracha nó snáithíní optúla a dhearadh chun an fheidhm a bhaint amach maidir le truailleáin a ghlanadh i spásanna beaga. Trí chomhoibriú le róbónna tionsclaíocha, is treo feidhmchláir coitianta é glanadh léasair lán-uathoibríoch freisin.
Am an phoist: 17 Iúil 2025
