തത്വം, തരങ്ങൾ, പ്രയോഗങ്ങൾലേസർ ക്ലീനിംഗ്സാങ്കേതികവിദ്യ
എഞ്ചിനീയറിംഗ് മേഖലയിൽ ലേസർ സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ വിജയകരമായ ഒരു പ്രയോഗമാണ് ലേസർ ക്ലീനിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യ. വർക്ക്പീസിന്റെ അടിവസ്ത്രത്തിൽ പറ്റിപ്പിടിച്ചിരിക്കുന്ന മാലിന്യങ്ങളുമായി സംവദിക്കാൻ ലേസറിന്റെ ഉയർന്ന ഊർജ്ജ സാന്ദ്രത ഉപയോഗിക്കുക എന്നതാണ് ഇതിന്റെ അടിസ്ഥാന തത്വം, ഇത് തൽക്ഷണ താപ വികാസം, ഉരുകൽ, വാതക ബാഷ്പീകരണം എന്നിവയുടെ രൂപത്തിൽ അടിവസ്ത്രത്തിൽ നിന്ന് വേർപെടുത്താൻ കാരണമാകുന്നു. ഉയർന്ന കാര്യക്ഷമത, പരിസ്ഥിതി സൗഹൃദം, ഊർജ്ജ സംരക്ഷണം എന്നിവയാണ് ലേസർ ക്ലീനിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ സവിശേഷത. ടയർ മോൾഡ് ക്ലീനിംഗ്, എയർക്രാഫ്റ്റ് ബോഡി പെയിന്റ് നീക്കംചെയ്യൽ, സാംസ്കാരിക അവശിഷ്ട പുനഃസ്ഥാപനം തുടങ്ങിയ മേഖലകളിൽ ഇത് വിജയകരമായി പ്രയോഗിച്ചിട്ടുണ്ട്.
പരമ്പരാഗത ക്ലീനിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യകളിൽ ഇവ ഉൾപ്പെടുന്നു:മെക്കാനിക്കൽ ഘർഷണ ക്ലീനിംഗ്(സാൻഡ്ബ്ലാസ്റ്റിംഗ് ക്ലീനിംഗ്, ഉയർന്ന മർദ്ദത്തിലുള്ള വാട്ടർ ജെറ്റ് ക്ലീനിംഗ് മുതലായവ), കെമിക്കൽ കോറഷൻ ക്ലീനിംഗ്, അൾട്രാസോണിക് ക്ലീനിംഗ്, ഡ്രൈ ഐസ് ക്ലീനിംഗ് മുതലായവ. ഈ ക്ലീനിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യകൾ വിവിധ വ്യവസായങ്ങളിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിച്ചുവരുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, വ്യത്യസ്ത കാഠിന്യമുള്ള അബ്രാസീവ്സ് തിരഞ്ഞെടുത്ത് സർക്യൂട്ട് ബോർഡുകളിലെ ലോഹ തുരുമ്പ് പാടുകൾ, ലോഹ ഉപരിതല ബർറുകൾ, ത്രീ-പ്രൂഫ് വാർണിഷ് എന്നിവ സാൻഡ്ബ്ലാസ്റ്റിംഗ് ക്ലീനിംഗിന് നീക്കംചെയ്യാൻ കഴിയും. ഉപകരണ പ്രതലങ്ങളിലെ എണ്ണ കറകൾ, ബോയിലറുകളിലെ സ്കെയിൽ, ഓയിൽ പൈപ്പ്ലൈനുകൾ എന്നിവ വൃത്തിയാക്കുന്നതിൽ കെമിക്കൽ കോറഷൻ ക്ലീനിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഈ ക്ലീനിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യകൾ നന്നായി വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ടെങ്കിലും, അവയ്ക്ക് ഇപ്പോഴും ചില പ്രശ്നങ്ങളുണ്ട്. ഉദാഹരണത്തിന്, സാൻഡ്ബ്ലാസ്റ്റിംഗ് ക്ലീനിംഗ് എളുപ്പത്തിൽ സംസ്കരിച്ച ഉപരിതലത്തിന് കേടുപാടുകൾ വരുത്തും, ശരിയായി കൈകാര്യം ചെയ്തില്ലെങ്കിൽ കെമിക്കൽ കോറഷൻ ക്ലീനിംഗ് പരിസ്ഥിതി മലിനീകരണത്തിനും വൃത്തിയാക്കിയ ഉപരിതലത്തിന്റെ നാശത്തിനും കാരണമാകും. ലേസർ ക്ലീനിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ ആവിർഭാവം ക്ലീനിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയിലെ ഒരു വിപ്ലവത്തെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു. ഉയർന്ന ഊർജ്ജ സാന്ദ്രത, ഉയർന്ന കൃത്യത, ലേസർ ഊർജ്ജത്തിന്റെ കാര്യക്ഷമമായ പ്രക്ഷേപണം എന്നിവ ഇത് പ്രയോജനപ്പെടുത്തുന്നു, കൂടാതെ ക്ലീനിംഗ് കാര്യക്ഷമത, ക്ലീനിംഗ് കൃത്യത, ക്ലീനിംഗ് ലൊക്കേഷൻ എന്നിവയിൽ പരമ്പരാഗത ക്ലീനിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യകളേക്കാൾ വ്യക്തമായ ഗുണങ്ങളുണ്ട്. കെമിക്കൽ കോറഷൻ ക്ലീനിംഗ്, മറ്റ് ക്ലീനിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യകൾ എന്നിവ മൂലമുണ്ടാകുന്ന പരിസ്ഥിതി മലിനീകരണം ഇതിന് ഫലപ്രദമായി ഒഴിവാക്കാൻ കഴിയും, കൂടാതെ അടിവസ്ത്രത്തിന് കേടുപാടുകൾ വരുത്തുകയുമില്ല.
അപ്പോൾ ലേസർ ക്ലീനിംഗ് എന്താണ്? ലേസർ ക്ലീനിംഗ് എന്നത് ഒരു പ്രക്രിയയാണ്, അതിൽ ഒരു ഖരവസ്തുവിന്റെ (അല്ലെങ്കിൽ ചിലപ്പോൾ ഒരു ദ്രാവകത്തിന്റെ) ഉപരിതലത്തിൽ നിന്ന് മെറ്റീരിയൽ നീക്കം ചെയ്യാൻ ലേസർ ബീം ഉപയോഗിക്കുന്നു. കുറഞ്ഞ ലേസർ ഫ്ലക്സിൽ, ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്ന ലേസർ ഊർജ്ജത്താൽ മെറ്റീരിയൽ ചൂടാക്കപ്പെടുകയും ബാഷ്പീകരിക്കപ്പെടുകയോ സപ്ലിമേറ്റ് ചെയ്യുകയോ ചെയ്യുന്നു. ഉയർന്ന ലേസർ ഫ്ലക്സിൽ, മെറ്റീരിയൽ സാധാരണയായി പ്ലാസ്മയായി മാറുന്നു. സാധാരണയായി, ലേസർ ക്ലീനിംഗ് എന്നത് പൾസ്ഡ് ലേസറുകൾ ഉപയോഗിച്ച് മെറ്റീരിയൽ നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനെയാണ് സൂചിപ്പിക്കുന്നത്, എന്നാൽ ലേസർ തീവ്രത ആവശ്യത്തിന് ഉയർന്നതാണെങ്കിൽ, ഒരു തുടർച്ചയായ തരംഗ ലേസർ ബീം ഉപയോഗിച്ച് മെറ്റീരിയൽ അബ്ലേറ്റ് ചെയ്യാം. ആഴത്തിലുള്ള അൾട്രാവയലറ്റ് പ്രകാശത്തിന്റെ എക്സൈമർ ലേസർ പ്രധാനമായും ഒപ്റ്റിക്കൽ അബ്ലേഷനായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഒപ്റ്റിക്കൽ അബ്ലേഷനായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ലേസർ തരംഗദൈർഘ്യം ഏകദേശം 200nm ആണ്. ലേസർ ഊർജ്ജത്തിന്റെ ആഗിരണം ആഴവും ഒരൊറ്റ ലേസർ പൾസ് നീക്കം ചെയ്യുന്ന മെറ്റീരിയലിന്റെ അളവും മെറ്റീരിയലിന്റെ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഗുണങ്ങളെയും ലേസർ തരംഗദൈർഘ്യത്തെയും പൾസ് നീളത്തെയും ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. ഓരോ ലേസർ പൾസും ലക്ഷ്യത്തിൽ നിന്ന് ഇല്ലാതാക്കുന്ന മൊത്തം പിണ്ഡത്തെ സാധാരണയായി അബ്ലേഷൻ നിരക്ക് എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ലേസർ ബീമിന്റെ സ്കാനിംഗ് വേഗതയും സ്കാനിംഗ് ലൈനിന്റെ കവറേജും മുതലായവ അബ്ലേഷൻ പ്രക്രിയയെ സാരമായി ബാധിക്കും.
ലേസർ ക്ലീനിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ തരങ്ങൾ
1) ലേസർ ഡ്രൈ ക്ലീനിംഗ്: ഡ്രൈ ലേസർ ക്ലീനിംഗ് എന്നത് പൾസ്ഡ് ലേസർ ഉപയോഗിച്ച് ക്ലീനിംഗ് വർക്ക്പീസിന്റെ നേരിട്ടുള്ള വികിരണത്തെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു, ഇത് ബേസ് അല്ലെങ്കിൽ ഉപരിതല മാലിന്യങ്ങൾ ഊർജ്ജം ആഗിരണം ചെയ്യാനും താപനില വർദ്ധിപ്പിക്കാനും കാരണമാകുന്നു, ഇത് അടിത്തറയുടെ താപ വികാസത്തിനോ താപ വൈബ്രേഷനോ കാരണമാകുന്നു, അതുവഴി രണ്ടിനെയും വേർതിരിക്കുന്നു. ഈ രീതിയെ ഏകദേശം രണ്ട് സാഹചര്യങ്ങളായി തിരിക്കാം: ഒന്ന് ഉപരിതല മാലിന്യങ്ങൾ ലേസർ ഊർജ്ജം ആഗിരണം ചെയ്ത് വികസിക്കുന്നു എന്നതാണ്; മറ്റൊന്ന് ബേസ് ലേസർ ഊർജ്ജം ആഗിരണം ചെയ്ത് താപ വൈബ്രേഷൻ സൃഷ്ടിക്കുന്നു എന്നതാണ്. 1969-ൽ, എസ്.എം. ബെഡെയർ തുടങ്ങിയവർ ചൂട് ചികിത്സ, രാസ നാശം, സാൻഡ്ബ്ലാസ്റ്റിംഗ് ക്ലീനിംഗ് തുടങ്ങിയ വിവിധ ഉപരിതല ചികിത്സാ രീതികൾക്കെല്ലാം വ്യത്യസ്ത പോരായ്മകളുണ്ടെന്ന് കണ്ടെത്തി. അതേസമയം, ലേസർ ഫോക്കസിംഗിന് ശേഷമുള്ള ഉയർന്ന ഊർജ്ജ സാന്ദ്രത മെറ്റീരിയൽ ഉപരിതല ബാഷ്പീകരണത്തിന്റെ പ്രതിഭാസം സാധ്യമാക്കും, ഇത് മെറ്റീരിയൽ ഉപരിതലത്തിന്റെ വിനാശകരമല്ലാത്ത വൃത്തിയാക്കലിന്റെ സാധ്യത പ്രാപ്തമാക്കുന്നു. പരീക്ഷണങ്ങളിലൂടെ, 30 MW/cm2 പവർ ഡെൻസിറ്റിയുള്ള ഒരു റൂബി Q-സ്വിച്ച്ഡ് ലേസർ ഉപയോഗിച്ച് അടിത്തറയ്ക്ക് കേടുപാടുകൾ വരുത്താതെ സിലിക്കൺ മെറ്റീരിയൽ ഉപരിതല മാലിന്യങ്ങൾ വൃത്തിയാക്കാൻ കഴിയുമെന്ന് കണ്ടെത്തി, ആദ്യമായി മെറ്റീരിയൽ ഉപരിതല മാലിന്യങ്ങളുടെ ലേസർ ഡ്രൈ ക്ലീനിംഗ് യാഥാർത്ഥ്യമായി. ഫിലിം ലെയർ ശകലങ്ങളുടെ വേർപിരിയലിന്റെ നിരക്ക് ഉപയോഗിച്ച് മൊത്തത്തിലുള്ള നിരക്ക് ഇനിപ്പറയുന്ന രീതിയിൽ പ്രകടിപ്പിക്കാം:
ഫോർമുലയിൽ, ε ലേസർ പൾസ് എനർജി സൂചികയെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു, h മലിനീകരണ ഫിലിം പാളിയുടെ കനം സൂചികയെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു, E ഫിലിം പാളിയുടെ ഇലാസ്റ്റിക് മോഡുലസ് സൂചികയെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു.
2) ലേസർ വെറ്റ് ക്ലീനിംഗ്: വൃത്തിയാക്കേണ്ട വർക്ക്പീസ് പൾസ്ഡ് ലേസറിന് വിധേയമാക്കുന്നതിന് മുമ്പ്, ഒരു ഉപരിതല പ്രീ-കോട്ടിംഗ് ലിക്വിഡ് ഫിലിം പ്രയോഗിക്കുന്നു. ലേസറിന്റെ പ്രവർത്തനത്തിൽ, ദ്രാവക ഫിലിമിന്റെ താപനില വേഗത്തിൽ ഉയർന്ന് ബാഷ്പീകരിക്കപ്പെടുന്നു. ബാഷ്പീകരണ സമയത്ത്, ഒരു ആഘാത തരംഗം സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്നു, ഇത് മലിനീകരണ കണങ്ങളിൽ പ്രവർത്തിക്കുകയും അവ അടിവസ്ത്രത്തിൽ നിന്ന് വേർപെടുത്താൻ കാരണമാവുകയും ചെയ്യുന്നു. ഈ രീതിക്ക് അടിവസ്ത്രവും ദ്രാവക ഫിലിമും പരസ്പരം പ്രതിപ്രവർത്തിക്കരുതെന്ന് ആവശ്യപ്പെടുന്നു, അങ്ങനെ ബാധകമായ വസ്തുക്കളുടെ പരിധി പരിമിതപ്പെടുത്തുന്നു. 1991-ൽ, കെ. ഇമെൻ തുടങ്ങിയവർ പരമ്പരാഗത ക്ലീനിംഗ് രീതികൾ ഉപയോഗിച്ചതിന് ശേഷം സെമികണ്ടക്ടർ വേഫറുകളുടെയും ലോഹ വസ്തുക്കളുടെയും ഉപരിതലത്തിലെ അവശിഷ്ടമായ സബ്-മൈക്രോൺ കണികാ മലിനീകരണത്തിന്റെ പ്രശ്നം പരിഹരിക്കുകയും ലേസർ ഊർജ്ജം കാര്യക്ഷമമായി ആഗിരണം ചെയ്യാൻ കഴിയുന്ന മെറ്റീരിയൽ അടിവസ്ത്രത്തിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ ഒരു ഫിലിം പൂശുന്നതിന്റെ പ്രയോഗത്തെക്കുറിച്ച് പഠിക്കുകയും ചെയ്തു. തുടർന്ന്, ഒരു CO2 ലേസർ ഉപയോഗിച്ച്, ഫിലിം ലേസർ ഊർജ്ജം ആഗിരണം ചെയ്യുകയും താപനിലയിൽ വേഗത്തിൽ വർദ്ധിക്കുകയും തിളപ്പിക്കുകയും ചെയ്തു, സ്ഫോടനാത്മകമായ ബാഷ്പീകരണം സൃഷ്ടിച്ചു, ഇത് അടിവസ്ത്ര ഉപരിതലത്തിൽ നിന്ന് മലിനീകരണം നീക്കം ചെയ്തു. ഈ ക്ലീനിംഗ് രീതിയെ ലേസർ വെറ്റ് ക്ലീനിംഗ് എന്ന് വിളിക്കുന്നു.
3) ലേസർ പ്ലാസ്മ ഷോക്ക് വേവ് ക്ലീനിംഗ്: ലേസർ വായു മാധ്യമത്തെ വികിരണം ചെയ്യുമ്പോൾ ലേസർ പ്ലാസ്മ ഷോക്ക് തരംഗങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്നു, ഇത് ഒരു ഗോളാകൃതിയിലുള്ള പ്ലാസ്മ ഷോക്ക് വേവ് രൂപപ്പെടാൻ കാരണമാകുന്നു. വൃത്തിയാക്കേണ്ട വർക്ക്പീസിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ ഷോക്ക് വേവ് പ്രവർത്തിക്കുകയും മലിനീകരണം നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനായി ഊർജ്ജം പുറത്തുവിടുകയും ചെയ്യുന്നു. ലേസർ അടിവസ്ത്രത്തിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നില്ല, അങ്ങനെ അടിവസ്ത്രത്തിന് കേടുപാടുകൾ സംഭവിക്കുന്നില്ല. ലേസർ പ്ലാസ്മ ഷോക്ക് വേവ് ക്ലീനിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയ്ക്ക് ഇപ്പോൾ പതിനായിരക്കണക്കിന് നാനോമീറ്ററുകൾ വ്യാസമുള്ള കണികകളെ വൃത്തിയാക്കാൻ കഴിയും, കൂടാതെ ലേസർ തരംഗദൈർഘ്യത്തിൽ നിയന്ത്രണങ്ങളൊന്നുമില്ല. പ്ലാസ്മ ക്ലീനിംഗിന്റെ ഭൗതിക തത്വം ഇനിപ്പറയുന്ന രീതിയിൽ സംഗ്രഹിക്കാം: a) ലേസർ പുറപ്പെടുവിക്കുന്ന ലേസർ ബീം ചികിത്സിച്ച ഉപരിതലത്തിലെ മലിനീകരണ പാളി ആഗിരണം ചെയ്യുന്നു. b) വലിയ അളവിലുള്ള ആഗിരണം അതിവേഗം വികസിക്കുന്ന പ്ലാസ്മ (ഉയർന്ന അയോണൈസ്ഡ് അസ്ഥിര വാതകം) രൂപപ്പെടുത്തുകയും ഒരു ആഘാത തരംഗം സൃഷ്ടിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. c) ആഘാത തരംഗം മലിനീകരണ വസ്തുക്കളെ വിഘടിപ്പിക്കുകയും നീക്കം ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു. d) ചികിത്സിച്ച ഉപരിതലത്തിന് കേടുപാടുകൾ വരുത്തുന്ന താപ ശേഖരണം ഒഴിവാക്കാൻ പ്രകാശ പൾസിന്റെ പൾസ് വീതി മതിയായതായിരിക്കണം. e) ലോഹ പ്രതലത്തിൽ ഓക്സൈഡുകൾ ഉള്ളപ്പോൾ, ലോഹ പ്രതലത്തിൽ പ്ലാസ്മ സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്നുവെന്ന് പരീക്ഷണങ്ങൾ തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ട്. ഊർജ്ജ സാന്ദ്രത പരിധി കവിയുമ്പോൾ മാത്രമേ പ്ലാസ്മ ഉത്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുകയുള്ളൂ, ഇത് നീക്കം ചെയ്ത മലിനീകരണ പാളിയെയോ ഓക്സൈഡ് പാളിയെയോ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. സബ്സ്ട്രേറ്റ് മെറ്റീരിയലിന്റെ സുരക്ഷ ഉറപ്പാക്കുന്നതിനൊപ്പം ഫലപ്രദമായ വൃത്തിയാക്കലിനും ഈ പരിധി പ്രഭാവം വളരെ പ്രധാനമാണ്. പ്ലാസ്മയുടെ രൂപത്തിനും രണ്ടാമത്തെ പരിധി ഉണ്ട്. ഊർജ്ജ സാന്ദ്രത ഈ പരിധി കവിയുകയാണെങ്കിൽ, സബ്സ്ട്രേറ്റ് മെറ്റീരിയലിന് കേടുപാടുകൾ സംഭവിക്കും. സബ്സ്ട്രേറ്റ് മെറ്റീരിയലിന്റെ സുരക്ഷ ഉറപ്പാക്കിക്കൊണ്ട് ഫലപ്രദമായ ക്ലീനിംഗ് നടത്താൻ, പ്രകാശ പൾസിന്റെ ഊർജ്ജ സാന്ദ്രത രണ്ട് പരിധികൾക്കിടയിലാണെന്ന് ഉറപ്പാക്കാൻ ലേസർ പാരാമീറ്ററുകൾ സാഹചര്യത്തിനനുസരിച്ച് ക്രമീകരിക്കണം. 2001-ൽ, ഉയർന്ന പവർ ലേസറുകൾ ഫോക്കസ് ചെയ്യുമ്പോൾ പ്ലാസ്മ ഷോക്ക് തരംഗങ്ങൾ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു എന്ന സ്വഭാവം ജെഎം ലീ തുടങ്ങിയവർ ഉപയോഗിച്ചു, സിലിക്കൺ വേഫറിന് സമാന്തരമായി വികിരണം ചെയ്യാൻ 2.0 J/cm2 (സിലിക്കൺ വേഫറുകളുടെ കേടുപാടുകൾ പരിധിയേക്കാൾ വളരെ കൂടുതലാണ്) ഊർജ്ജ സാന്ദ്രതയുള്ള ഒരു പൾസ് ലേസർ ഉപയോഗിച്ചു, സിലിക്കൺ വേഫറിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്ന 1 μm ടങ്സ്റ്റൺ കണികകളെ വിജയകരമായി വൃത്തിയാക്കി. ഈ ക്ലീനിംഗ് രീതിയെ ലേസർ പ്ലാസ്മ ഷോക്ക് വേവ് ക്ലീനിംഗ് എന്ന് വിളിക്കുന്നു, കർശനമായി പറഞ്ഞാൽ, ലേസർ പ്ലാസ്മ ഷോക്ക് വേവ് ക്ലീനിംഗ് ഒരു തരം ഡ്രൈ ലേസർ ക്ലീനിംഗ് ആണ്. ഈ മൂന്ന് ലേസർ ക്ലീനിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യകളുടെയും യഥാർത്ഥ ലക്ഷ്യം സെമികണ്ടക്ടർ വേഫറുകളുടെ ഉപരിതലത്തിലെ ചെറിയ കണികകൾ വൃത്തിയാക്കുക എന്നതായിരുന്നു. സെമികണ്ടക്ടർ സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ വികാസത്തോടെയാണ് ലേസർ ക്ലീനിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യ ഉയർന്നുവന്നതെന്ന് പറയാം. എന്നിരുന്നാലും, ടയർ മോൾഡ് ക്ലീനിംഗ്, എയർക്രാഫ്റ്റ് സ്കിൻ പെയിന്റ് നീക്കംചെയ്യൽ, ആർട്ടിഫാക്റ്റ് ഉപരിതല പുനഃസ്ഥാപനം തുടങ്ങിയ മറ്റ് മേഖലകളിൽ ലേസർ ക്ലീനിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യ തുടർച്ചയായി പ്രയോഗിച്ചിട്ടുണ്ട്. ലേസർ വികിരണത്തിന് വിധേയമാകുമ്പോൾ, നിഷ്ക്രിയ വാതകം അടിവസ്ത്ര ഉപരിതലത്തിലേക്ക് വീശാൻ കഴിയും. ഉപരിതലത്തിൽ നിന്ന് മാലിന്യങ്ങൾ പുറംതള്ളപ്പെടുമ്പോൾ, ഉപരിതലത്തിന്റെ പുനർ-മലിനീകരണവും ഓക്സീകരണവും ഒഴിവാക്കാൻ വാതകം അവയെ ഉടൻ തന്നെ ഉപരിതലത്തിൽ നിന്ന് പറത്തിവിടും.
ദിലേസർ ക്ലീനിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ പ്രയോഗം
1) സെമികണ്ടക്ടർ ഫീൽഡിൽ, സെമികണ്ടക്ടർ വേഫറുകളും ഒപ്റ്റിക്കൽ സബ്സ്ട്രേറ്റുകളും വൃത്തിയാക്കുന്നതിൽ ഒരേ പ്രക്രിയ ഉൾപ്പെടുന്നു, അതായത് അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളെ മുറിക്കൽ, പൊടിക്കൽ മുതലായവയിലൂടെ ആവശ്യമായ ആകൃതികളിലേക്ക് സംസ്കരിക്കുക. ഈ പ്രക്രിയയിൽ, കണികാ മലിനീകരണം അവതരിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു, അവ നീക്കം ചെയ്യാൻ പ്രയാസമാണ്, കൂടാതെ ഗുരുതരമായ ആവർത്തിച്ചുള്ള മലിനീകരണ പ്രശ്നങ്ങൾക്ക് കാരണമാകുന്നു. സെമികണ്ടക്ടർ വേഫറുകളുടെ ഉപരിതലത്തിലെ മാലിന്യങ്ങൾ സർക്യൂട്ട് ബോർഡ് പ്രിന്റിംഗിന്റെ ഗുണനിലവാരത്തെ ബാധിക്കുകയും അതുവഴി സെമികണ്ടക്ടർ ചിപ്പുകളുടെ ആയുസ്സ് കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യും. ഒപ്റ്റിക്കൽ സബ്സ്ട്രേറ്റുകളുടെ ഉപരിതലത്തിലെ മാലിന്യങ്ങൾ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഉപകരണങ്ങളുടെയും കോട്ടിംഗുകളുടെയും ഗുണനിലവാരത്തെ ബാധിക്കുകയും അസമമായ ഊർജ്ജ വിതരണത്തിലേക്ക് നയിക്കുകയും ആയുസ്സ് കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്തേക്കാം. ലേസർ ഡ്രൈ ക്ലീനിംഗ് സബ്സ്ട്രേറ്റ് ഉപരിതലത്തിന് കേടുപാടുകൾ വരുത്താൻ സാധ്യതയുള്ളതിനാൽ, സെമികണ്ടക്ടർ വേഫറുകളും ഒപ്റ്റിക്കൽ സബ്സ്ട്രേറ്റുകളും വൃത്തിയാക്കുന്നതിൽ ഈ ക്ലീനിംഗ് രീതി കുറവാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്. ലേസർ വെറ്റ് ക്ലീനിംഗ്, ലേസർ പ്ലാസ്മ ഷോക്ക് വേവ് ക്ലീനിംഗ് എന്നിവയ്ക്ക് ഈ മേഖലയിൽ കൂടുതൽ വിജയകരമായ പ്രയോഗങ്ങളുണ്ട്. സൂ ചുവാനിയും മറ്റുള്ളവരും അൾട്രാ-സ്മൂത്ത് ഒപ്റ്റിക്കൽ സബ്സ്ട്രേറ്റുകളുടെ ഉപരിതലത്തിൽ ഒരു ഡൈഇലക്ട്രിക് ഫിലിമായി മൈക്രോ-സ്കെയിൽ പ്രത്യേക മാഗ്നറ്റിക് പെയിന്റ് നിക്ഷേപിക്കുന്നത് പഠിച്ചു, തുടർന്ന് വൃത്തിയാക്കലിനായി ഒരു പൾസ്ഡ് ലേസർ ഉപയോഗിച്ചു. ക്ലീനിംഗ് ഇഫക്റ്റ് നല്ലതായിരുന്നു, യൂണിറ്റ് ഏരിയയിലെ മാലിന്യ കണങ്ങളുടെ എണ്ണം വർദ്ധിച്ചെങ്കിലും, മാലിന്യ കണങ്ങളുടെ വലുപ്പവും കവറേജ് ഏരിയയും ഗണ്യമായി കുറഞ്ഞു. ഈ രീതിക്ക് അൾട്രാ-സ്മൂത്ത് ഒപ്റ്റിക്കൽ സബ്സ്ട്രേറ്റുകളുടെ ഉപരിതലത്തിലെ മൈക്രോ-സ്കെയിൽ മാലിന്യ കണികകളെ ഫലപ്രദമായി വൃത്തിയാക്കാൻ കഴിയും. ലേസർ പ്ലാസ്മ ക്ലീനിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയിൽ വ്യത്യസ്ത കണികാ വലിപ്പത്തിലുള്ള മാലിന്യങ്ങളുടെ ക്ലീനിംഗ് ഇഫക്റ്റിൽ പ്രവർത്തന ദൂരത്തിന്റെയും ലേസർ ഊർജ്ജത്തിന്റെയും സ്വാധീനം ഷാങ് പിംഗ് പഠിച്ചു. ചാലക ഗ്ലാസ് സബ്സ്ട്രേറ്റുകളിലെ പോളിസ്റ്റൈറൈൻ കണങ്ങൾക്ക്, 240 mJ ഊർജ്ജത്തിന് ഏറ്റവും അനുയോജ്യമായ പ്രവർത്തന ദൂരം 1.90 mm ആണെന്ന് പരീക്ഷണ ഫലങ്ങൾ കാണിച്ചു. ലേസർ ഊർജ്ജം വർദ്ധിച്ചതോടെ, വൃത്തിയാക്കൽ പ്രഭാവം ഗണ്യമായി മെച്ചപ്പെട്ടു, വലിയ കണികാ മലിനീകരണം വൃത്തിയാക്കാൻ എളുപ്പമായി.
2) ലോഹ വസ്തുക്കളുടെ മേഖലയിൽ, ലോഹ വസ്തുക്കളുടെ ഉപരിതലങ്ങൾ വൃത്തിയാക്കുന്നത് സെമികണ്ടക്ടർ വേഫറുകളും ഒപ്റ്റിക്കൽ സബ്സ്ട്രേറ്റുകളും വൃത്തിയാക്കുന്നതിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമാണ്. വൃത്തിയാക്കേണ്ട മാലിന്യങ്ങൾ മാക്രോസ്കോപ്പിക് വിഭാഗത്തിൽ പെടുന്നു. ലോഹ വസ്തുക്കളുടെ ഉപരിതലത്തിലെ മാലിന്യങ്ങളിൽ പ്രധാനമായും ഓക്സൈഡ് പാളി (തുരുമ്പ് പാളി), പെയിന്റ് പാളി, കോട്ടിംഗ്, മറ്റ് അറ്റാച്ച്മെന്റുകൾ എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു, അവയെ ജൈവ മാലിന്യങ്ങൾ (പെയിന്റ് പാളി, കോട്ടിംഗ് പോലുള്ളവ), അജൈവ മാലിന്യങ്ങൾ (തുരുമ്പ് പാളി പോലുള്ളവ) എന്നിങ്ങനെ തരംതിരിക്കാം. ലോഹ വസ്തുക്കളുടെ ഉപരിതല മാലിന്യങ്ങൾ വൃത്തിയാക്കുന്നത് പ്രധാനമായും തുടർന്നുള്ള പ്രോസസ്സിംഗിന്റെയോ ഉപയോഗത്തിന്റെയോ ആവശ്യകതകൾ നിറവേറ്റുന്നതിനാണ്, വെൽഡിങ്ങിന് മുമ്പ് ടൈറ്റാനിയം അലോയ് ഭാഗങ്ങളുടെ ഉപരിതലത്തിൽ നിന്ന് ഏകദേശം 10 μm ഓക്സൈഡ് പാളി നീക്കം ചെയ്യുക, വിമാനത്തിന്റെ പ്രധാന അറ്റകുറ്റപ്പണികൾക്കിടയിൽ വീണ്ടും സ്പ്രേ ചെയ്യുന്നത് സുഗമമാക്കുന്നതിന് ചർമ്മത്തിന്റെ ഉപരിതലത്തിലെ യഥാർത്ഥ പെയിന്റ് കോട്ടിംഗ് നീക്കം ചെയ്യുക, ഉപരിതലത്തിന്റെ വൃത്തിയും പൂപ്പലിന്റെ ഗുണനിലവാരവും ആയുസ്സും ഉറപ്പാക്കാൻ റബ്ബർ ടയർ മോൾഡിൽ ഘടിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന റബ്ബർ കണികകൾ പതിവായി വൃത്തിയാക്കുക. ലോഹ വസ്തുക്കളുടെ കേടുപാടുകൾ അവയുടെ ഉപരിതല മലിനീകരണത്തിന്റെ ലേസർ ക്ലീനിംഗ് പരിധിയേക്കാൾ കൂടുതലാണ്. ഉചിതമായ പവർ ലേസർ തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നതിലൂടെ, മികച്ച ക്ലീനിംഗ് പ്രഭാവം കൈവരിക്കാൻ കഴിയും. ചില മേഖലകളിൽ ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ പക്വതയോടെ പ്രയോഗിച്ചിട്ടുണ്ട്. വാങ് ലിഹുവ തുടങ്ങിയവർ. അലുമിനിയം അലോയ്കളുടെയും ടൈറ്റാനിയം അലോയ്കളുടെയും പ്രതലങ്ങളിൽ ഓക്സൈഡ് തൊലികളുടെ ചികിത്സയിൽ ലേസർ ക്ലീനിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ പ്രയോഗത്തെക്കുറിച്ച് പഠിച്ചു. 5.1 J/cm2 ഊർജ്ജ സാന്ദ്രതയുള്ള ലേസർ ഉപയോഗിച്ച് A5083-111H അലുമിനിയം അലോയ്യുടെ ഉപരിതലത്തിലെ ഓക്സൈഡ് പാളി വൃത്തിയാക്കാനും അടിവസ്ത്രത്തിന്റെ നല്ല ഗുണനിലവാരം നിലനിർത്താനും കഴിയുമെന്ന് ഗവേഷണ ഫലങ്ങൾ കാണിച്ചു, കൂടാതെ സ്കാനിംഗ് രീതിയിൽ ശരാശരി 100 W പൾസ്ഡ് ലേസർ ഉപയോഗിച്ച് ടൈറ്റാനിയം അലോയ്കളുടെ ഉപരിതലത്തിലെ ഓക്സൈഡ് പാളി ഫലപ്രദമായി വൃത്തിയാക്കാനും മെറ്റീരിയൽ ഉപരിതലത്തിന്റെ കാഠിന്യം മെച്ചപ്പെടുത്താനും കഴിയും. റുയിക്ക് ലേസർ, ഡാക് ലേസർ, ഷെൻഷെൻ ചുവാങ്സിൻ തുടങ്ങിയ ആഭ്യന്തര കമ്പനികൾ ടയറുകൾ, ലോഹ തുരുമ്പ് പാളികൾ, ഘടകങ്ങളുടെ ഉപരിതലത്തിലെ എണ്ണ കറകൾ തുടങ്ങിയ റബ്ബർ അച്ചുകൾ വൃത്തിയാക്കുന്നതിന് വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ലേസർ ക്ലീനിംഗ് ഉപകരണങ്ങൾ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്.
3) സാംസ്കാരിക അവശിഷ്ടങ്ങളുടെ മേഖലയിൽ, ലോഹ, കല്ല് അവശിഷ്ടങ്ങളുടെയും കടലാസ് പ്രതലങ്ങളുടെയും വൃത്തിയാക്കൽ, അവയുടെ നീണ്ട ചരിത്രം കാരണം അവയുടെ പ്രതലങ്ങളിൽ പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്ന അഴുക്ക്, മഷി കറ തുടങ്ങിയ മാലിന്യങ്ങൾ നീക്കം ചെയ്യുന്നതിന് ആവശ്യമാണ്. അവശിഷ്ടങ്ങൾ പുനഃസ്ഥാപിക്കാൻ ഈ മാലിന്യങ്ങൾ നീക്കം ചെയ്യേണ്ടതുണ്ട്. കാലിഗ്രാഫി, പെയിന്റിംഗുകൾ തുടങ്ങിയ പേപ്പർ കൃതികൾക്ക്, അനുചിതമായി സൂക്ഷിക്കുമ്പോൾ, അവയുടെ പ്രതലങ്ങളിൽ പൂപ്പൽ വളരുകയും പാടുകൾ രൂപപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു. ഈ പാടുകൾ പേപ്പറിന്റെ യഥാർത്ഥ രൂപത്തെ ഗുരുതരമായി ബാധിക്കുന്നു, പ്രത്യേകിച്ച് ഉയർന്ന സാംസ്കാരികമോ ചരിത്രപരമോ ആയ മൂല്യമുള്ള പേപ്പറിന്, ഇത് അതിന്റെ വിലമതിപ്പിനെയും സംരക്ഷണത്തെയും ബാധിക്കും. പേപ്പർ സ്ക്രോളുകളിലെ പൂപ്പൽ പാടുകൾ വൃത്തിയാക്കാൻ അൾട്രാവയലറ്റ് ലേസർ ഉപയോഗിക്കുന്നതിന്റെ സാധ്യതയെക്കുറിച്ച് ഷാവോ യിംഗ് തുടങ്ങിയവർ പഠിച്ചു. ഒരിക്കൽ സ്കാൻ ചെയ്യാൻ 3.2 J/mm2 ഊർജ്ജ സാന്ദ്രതയുള്ള ലേസർ ഉപയോഗിക്കുന്നത് നേർത്ത പാടുകൾ നീക്കം ചെയ്യുമെന്നും രണ്ടുതവണ സ്കാൻ ചെയ്യുന്നത് പാടുകൾ പൂർണ്ണമായും നീക്കം ചെയ്യുമെന്നും പരീക്ഷണ ഫലങ്ങൾ കാണിച്ചു. എന്നിരുന്നാലും, ഉപയോഗിക്കുന്ന ലേസർ ഊർജ്ജം വളരെ കൂടുതലാണെങ്കിൽ, പാടുകൾ നീക്കം ചെയ്യുമ്പോൾ അത് പേപ്പർ സ്ക്രോളിന് കേടുവരുത്തും. ലേസർ ലംബ വികിരണ ലിക്വിഡ് ഫിലിം രീതി ഉപയോഗിച്ച് ഷാങ് സിയാവോടോങ് തുടങ്ങിയവർ വിജയകരമായി ഒരു സ്വർണ്ണം പൂശിയ വെങ്കല അവശിഷ്ടം പുനഃസ്ഥാപിച്ചു. ഹാൻ രാജവംശത്തിന്റെ പെയിന്റ് ചെയ്ത സ്ത്രീ മൺപാത്ര പ്രതിമയുടെ പുനഃസ്ഥാപനത്തിൽ ഷാങ് ലിചെങ് തുടങ്ങിയവർ ലേസർ ക്ലീനിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിച്ചു. യുവാൻ സിയാവോഡോങ് തുടങ്ങിയവർ ശിലാ അവശിഷ്ടങ്ങൾ വൃത്തിയാക്കുന്നതിൽ ലേസർ ക്ലീനിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ സ്വാധീനം പഠിക്കുകയും വൃത്തിയാക്കുന്നതിന് മുമ്പും ശേഷവുമുള്ള മണൽക്കല്ല് ശരീരത്തിനുണ്ടായ നാശനഷ്ടങ്ങൾ, മഷി കറ, പുക മലിനീകരണം, പെയിന്റ് മലിനീകരണം എന്നിവയുടെ ക്ലീനിംഗ് ഫലങ്ങളെ താരതമ്യം ചെയ്യുകയും ചെയ്തു.
ഉപസംഹാരം: ലേസർ ക്ലീനിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യ താരതമ്യേന പുരോഗമിച്ച ഒരു സാങ്കേതികതയാണ്, എയ്റോസ്പേസ്, സൈനിക ഉപകരണങ്ങൾ, ഇലക്ട്രോണിക്, ഇലക്ട്രിക്കൽ എഞ്ചിനീയറിംഗ് തുടങ്ങിയ ഉയർന്ന കൃത്യതയുള്ള മേഖലകളിൽ വിശാലമായ ഗവേഷണവും പ്രയോഗ സാധ്യതകളും ഉണ്ട്. നിലവിൽ, കാര്യക്ഷമവും പരിസ്ഥിതി സൗഹൃദവും മികച്ചതുമായ ക്ലീനിംഗ് പ്രകടനം കാരണം, ലേസർ ക്ലീനിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യ ചില മേഖലകളിൽ വിജയകരമായി പ്രയോഗിച്ചിട്ടുണ്ട്. അതിന്റെ പ്രയോഗ മേഖലകൾ ക്രമേണ വികസിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു. പെയിന്റ് നീക്കം ചെയ്യൽ, തുരുമ്പ് നീക്കം ചെയ്യൽ തുടങ്ങിയ മേഖലകളിൽ ലേസർ ക്ലീനിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ വികസനം പക്വതയോടെ പ്രയോഗിച്ചു എന്ന് മാത്രമല്ല, സമീപ വർഷങ്ങളിൽ ലോഹ വയറുകളിലെ ഓക്സൈഡ് പാളി വൃത്തിയാക്കാൻ ലേസർ ഉപയോഗിക്കുന്നതായി റിപ്പോർട്ടുകളും ഉണ്ട്. നിലവിലുള്ള ആപ്ലിക്കേഷൻ ഫീൽഡുകളുടെ വികാസവും പുതിയ ഫീൽഡുകളുടെ വികസനവുമാണ് ലേസർ ക്ലീനിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ വികസനത്തിന്റെ അടിത്തറ. പുതിയ ലേസർ ക്ലീനിംഗ് ഉപകരണങ്ങളുടെ ഗവേഷണവും വികസനവും പുതിയ ലേസർ ക്ലീനിംഗ് ഉപകരണങ്ങളുടെ വികസനവും വ്യത്യസ്തത കാണിക്കും, അതിന്റെ ഫലമായി വിവിധ പ്രവർത്തനങ്ങൾ ഉണ്ടാകും. ഭാവിയിൽ, വ്യാവസായിക റോബോട്ടുകളുമായുള്ള സഹകരണത്തിലൂടെ പൂർണ്ണമായും യാന്ത്രിക ലേസർ ക്ലീനിംഗ് നേടാനും കഴിയും. ലേസർ ക്ലീനിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ വികസന പ്രവണത ഇപ്രകാരമാണ്:
(1) ലേസർ ക്ലീനിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ പ്രയോഗത്തെ നയിക്കുന്നതിനായി ലേസർ ക്ലീനിംഗ് സിദ്ധാന്തത്തെക്കുറിച്ചുള്ള ഗവേഷണം ശക്തിപ്പെടുത്തുക. ധാരാളം രേഖകൾ പരിശോധിച്ച ശേഷം, ലേസർ ക്ലീനിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയെ പിന്തുണയ്ക്കുന്ന ഒരു പക്വമായ സൈദ്ധാന്തിക സംവിധാനവുമില്ലെന്ന് കണ്ടെത്തി, മിക്ക പഠനങ്ങളും പരീക്ഷണങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്. ലേസർ ക്ലീനിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ കൂടുതൽ വികസനത്തിനും പക്വതയ്ക്കും ഒരു ലേസർ ക്ലീനിംഗ് സൈദ്ധാന്തിക സംവിധാനം സ്ഥാപിക്കുക എന്നതാണ് അടിസ്ഥാനം.
(2) നിലവിലുള്ള ആപ്ലിക്കേഷൻ ഫീൽഡുകളുടെയും പുതിയ ആപ്ലിക്കേഷൻ ഫീൽഡുകളുടെയും വികാസം. പെയിന്റ് നീക്കം ചെയ്യൽ, തുരുമ്പ് നീക്കം ചെയ്യൽ തുടങ്ങിയ മേഖലകളിൽ ലേസർ ക്ലീനിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യ വിജയകരമായി പ്രയോഗിച്ചിട്ടുണ്ട്, കൂടാതെ സമീപ വർഷങ്ങളിൽ ലോഹ വയറുകളിലെ ഓക്സൈഡ് പാളി വൃത്തിയാക്കാൻ ലേസർ ഉപയോഗിക്കുന്നതായി റിപ്പോർട്ടുകൾ ഉണ്ട്. നിലവിലുള്ള ആപ്ലിക്കേഷൻ ഫീൽഡുകളുടെ വികാസവും പുതിയ ആപ്ലിക്കേഷൻ ഫീൽഡുകളുടെ വികസനവും ലേസർ ക്ലീനിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ വികസനത്തിന് ഫലഭൂയിഷ്ഠമായ മണ്ണാണ്.
(3) പുതിയ ലേസർ ക്ലീനിംഗ് ഉപകരണങ്ങളുടെ ഗവേഷണവും വികസനവും. പുതിയ ലേസർ ക്ലീനിംഗ് ഉപകരണങ്ങളുടെ വികസനം വ്യത്യാസം കാണിക്കും. ഒരു തരം ഒന്നിലധികം ആപ്ലിക്കേഷൻ മേഖലകൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്ന ചില സാർവത്രികതയുള്ള ഉപകരണങ്ങളാണ്, ഉദാഹരണത്തിന് ഒരു ഉപകരണത്തിന് ഒരേസമയം പെയിന്റ് നീക്കം ചെയ്യലും തുരുമ്പ് നീക്കം ചെയ്യലും പ്രവർത്തനങ്ങൾ നേടാൻ കഴിയും. മറ്റൊരു തരം പ്രത്യേക ആവശ്യങ്ങൾക്കുള്ള പ്രത്യേക ഉപകരണങ്ങളാണ്, ചെറിയ ഇടങ്ങളിലെ മലിനീകരണ വസ്തുക്കൾ വൃത്തിയാക്കുന്നതിനുള്ള പ്രവർത്തനം നേടുന്നതിന് പ്രത്യേക ഫിക്ചറുകളോ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബറുകളോ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുന്നത് പോലുള്ളവ. വ്യാവസായിക റോബോട്ടുകളുമായുള്ള സഹകരണത്തിലൂടെ, പൂർണ്ണമായും ഓട്ടോമാറ്റിക് ലേസർ ക്ലീനിംഗ് ഒരു ജനപ്രിയ ആപ്ലിക്കേഷൻ ദിശയാണ്.
പോസ്റ്റ് സമയം: ജൂലൈ-17-2025










