①激光器运动。主要为小型的激光加工系统,设备移动相对简单,应用较少。
②工件运动。这种方式中工件在数控加工机床上***,工件的三维移动或回转运动依靠数控机床的控制实现,适用于小型零件的加工或轴类等回转体零件的表面熔覆。
③光束运动。这种方式中光束和加工零件固定不动,依靠反射镜、聚光镜、光纤等光学元件的组合,匹配智能机械手或数控加工机器人实现激光束的移动。近年来发展起来的光纤激光器匹配智能机器人,可以实现柔性加工和激光熔覆的精密控制。YAG激光器可以通过光纤与6轴机器人组成柔性加工系统。co2激光器输
出的激光不能通过光纤传输,但其与机器人的结合可以通过外关节臂或者内关节臂光学系统来实现。这种加工方式适合大规模的工业应用和复杂零件的激光加工。
④组合运动。通过光束运动和工件运动两者的配合。实现激光加工过程,保证激光加工所需的相对运动和精度要求。
激光熔覆加工平台是与激光器、导光系统互相匹配的,四川激光清洗机,口前激光熔覆中常用的两种加工平台主要是数控机床加工平台和智能机器人柔性制造平台。两者具有不同的加工特点和适用范围。传统的Co2激光器和Nd: YAG激光器由于导光系统柔性的限制,往往配备数控机床加工平台;实现工作过程中光束和加工工件相对运动。而新型光纤激光器的出现,大大增加了激光加工的柔性,使光纤导光系统、智能机械手、普通加工机床三者匹配即可组成柔性激光熔覆加工平台,不仅减少了数控机床的大量资金投人,也大大提高了激光加工过程的灵活性。但智能机械手制造平台也存在激光加工精度低、加工工艺复杂等不足。而数控机床加工平台在实现精密熔覆、增材制造及3D打印等方面具有不可替代的优势。
不用惊讶激光清洗用于清洗石材在国外早就有,激光清洗技术不仅可以清洗石材,还可以清洗木材以及楼墙外表面。那么我们来看看激光清洗石材他是怎么实现的又有哪些特点。
随着石材对清洗的度的要求越来越高,以及人类环境保护意识的提高,激光清洗技术作为一种新的清洗方法正被人们认识和发展。激光清洗技术主要利用激光束来高速有效地清除待清洗表面的附着物,它省时、省力、节水,而且安全可靠、适用面广、易于自动控制。特别对于石雕、石刻,各种边角等石面精细结构,以及年代久远的石质等石材的清洗,激光清洗技术的优势是许多传统清洗工艺所无法比拟的。因此,可以说激光清洗是清洗技术的一大进步,推广应用激光清洗技术必将使石材清洗业如虎添翼。脱离物体表面;三是会在瞬间使污垢分子蒸发、气化或分解。激光清洗技术正是利用激光脉冲的振动、粒子的热膨胀和分子的光分解或相变三种作用或它们的联合作用克服污物和基体物质表面之间的结合力,使其脱离物体表面而达到清洗的目的。 根据被清洗基体物质与污物的光学特性分析,又可将激光清洗机理分为两大类:一类是利用基体物质与表面附着的污垢对某一波长激光能量的吸收系数的差别,使激光能量充分被附着的污物所吸收,从而受热膨胀或汽化挥发,并被汽化形成的蒸汽流带动脱离基体物质而达到清洗的目的,其要求是基体物质对激光能量的吸收系数要小。 污物和石材表面之问的结合力主要为物理作用力和弱化学作用力。弱化学作用力包括氢键和电荷转移形成的键能等,物理作用力包括范德华力(包括静电、诱导和色散作用)以及毛细作用力等。石材比其他表面材料更难清洗的原因是由于天然石材存在的大量微孔隙,微孔隙的毛细作用力不仅使污物与石材之间的各种结合力得到了增强,同时其包裹作用也使各种清洗的外力难以发挥作用。 激光是一种单色性和方向性都很好的光辐射。通过镜组合可以聚焦光束,把光束集中到一个很小的范围或区域中。激光光束至少可以产生三个方面的作用:一是会在固体表面产生力学共振现象使表层或凝结物碎裂脱落;二是会使表面垢层受膨胀而克服基体物质对污垢粒子的吸附力而才不至于被损伤,因此实现安全***清洗的关键是选择合适的激光波长并控制适度的能量密度。另一类是对于基体物质与表面附着物对激光束的吸收系数差别不大,或者表面附着物受热后会产生***物质等情况的清洗通常是利用较高频率和功率的脉冲激光冲击被清洗的表面,使部分光束转换成声波,声波在冲击中下层硬表面以后返回,其返回的部分与激光产生的人射声波发生干涉,从而产生高能共振波,使垢层发生微小爆裂,造成粉碎,易于脱离基体物质表面。 对于石材表面污垢的清洗以上机理往往组合运用。通常根据被处理石材和污垢的情况节激光束光脉冲的频率(每秒0.5到30个脉冲)和振幅(8到25ns),使污垢物质适当吸收光能。脉冲激光不断重复的频率的冲击作用可使石材表面和微孔隙中的柯垢松动,当激光的冲击力大于基体对污垢粒子的吸附力时,污垢微粒便脱离基体达到清洗目的。当激光光子能量大于(附着层)污垢分子的键能时,激光的光分解、光剥离作用相继发挥效应,如KrF准分子激光光子能量为5eV,大于有机污物O-O、H-H、O-H、C-C、C-H和N-H等化学键的键能,激光的作用可以***部分化学键,分解有机物,从而可清洗有机油污。当激光光束能量密度进一步提高时,一些无机污垢。如含K、Na的盐以及由有机污垢光分解后产生的无机物可被激光加热膨胀,产生热剥离(即光剥离)而脱离基体表面。为了充分利用激光的各种作用,加强激光的清洗效果,往往事先在被清洗基体的表面人为地涂上一些水或水与或乙醇的混合液体。当激光照射到液膜上时,手持式激光清洗机,液膜因急剧受热,会产生性汽化,的冲击使基体表面的污垢松散并随冲击波飞离基体的表面,达到去污的目的。在这种方法中尽管也有污垢粒子的振动和粒子的热膨胀,但性冲击波的作用是主要的,此种方法又称为激光 液膜方法 覆盖于基体表面的液膜的厚度一般为10/m。
激光为什么能够用来清洗?为什么对被清洗物体不会造成损害呢?首先了解一下激光的本质。简单来说,激光和在我们身边的如影随形般的光线(可见光和不可见光)没有什么不同,只不过激光是利用谐振腔把光聚集在同一个方向上,并且有较单纯的波长,协调性等性能更好,因此理论上所有波长的光都可以用来形成激光,但实际上受限于能够激发的介质不多,因此能够产生稳定且适合工业生产的激光光源相当有限。被广泛使用的大概也就是YAG激光、二氧化碳激光和准分子激光。由于YAG激光可以通过光纤传输更适合工业应用,激光清洗机技术,因此在激光清洗中也多被采用。 产品应用 纽芬奇激光清洗机可以有选择性的清洗艺术品和历史而不伤害其基材,而且对各种材质和种类的物都可以清洗。比如:石质类艺术品和、泥灰类艺术品和、壁画类艺术品、木类艺术品、金属类艺术品
激光清洗技术由于有多种传统清洗方式没有的特点受到***的关注,在关注激光清洗机的同时有很多人也在担心激光清洗机的一个安全问题,本文简单介绍下激光清洗机的防护等级以及防护措施。激光清洗机一般是采用1瓦以上的功率,在激光安全等级中属于四级。在实际使用中需要做好一定防护工作,避免激光对***造成伤害。
首先我们来看下激光的安全等级划分,可以分为四类。激光器的安全分级 Ⅰ级:这种激光器不会构成任何已知程度的伤害。 I.A.级:这是一个特殊的级别,指“不适宜用眼睛直接观看”的激光器,比如超市使用的激光扫描器。此级别激光器的限定功率为4.0毫瓦。 II级:指低功率可见光激光器,其发射功率比I级高,但是辐射功率不高于1毫瓦。人类对强光的自动防御反应可以保护人类不受伤害。 III***:指中低功率激光器(连续波:1-5 mW),只有光束内视的情况下才会构成***。多数的笔状激光指示器都属于该级别。 IIIB级:指普通功率的激光器。 IV级:指高功率激光器(连续波:500毫瓦,脉冲波:10 J/cm2或漫反射极限值),任何情况下,无论直接还是间接观测都有***,而且可能引发火灾或灼伤皮肤。IV级激光设备必须接受严格的控制。 目前在激光行业中,激光安全等级分四级: Class I:低输出激光(功率小于0.4mW),不论何种条件下***睛和皮肤,都不会超过MPE值,甚至通过光学系统聚焦后也不会超过MPE值。可以保证设计上的安全,不必特别管理。典型应用如激光教鞭,CD播放机,CD-ROM设备,地质勘探设备和实验室分析 仪器等。 Class II:低输出的可视激光(功率0.4mW-1mW),人闭合眼睛的反应时间为0.25秒,用这段时间算出的***量不可以超过MPE值。通常1mW以下的激光,会导致晕眩无法思考,用闭合眼睛来保护,不能说完全安全,不要直接在光束内观察,也不要用ClassII激光直接照射别人的眼睛,避免用远望设备观察 Class II激光。典型应用如课堂演示,激光教鞭,手持激光清洗机,瞄准设备和测距仪等。纽芬奇***研发激光清洗机 Class III :中输出激光,光束若直接射入眼睛,会产生伤害,基于某些安全的理由,进一步分为IIIA和IIIB级。 IIIA级为可见光的连续激光,输出为1-5mW的激光束,光束的能量密度不要超过25W/m﹣m,避免用远望设备观察IIIA激光,这样可能增大***。IIIA的典型应用和Class II级有很多相同之处,如激光教鞭,激光扫描仪等。 III B 级为5-500mW的连续激光,直接在光束内观察有***。小照射距离为13cm,照射时间十秒以下为安全。IIIB激光的典型应用如光谱测定和***灯光表演等。 ClassIV:高输出连续激光(大于500mW),高过第三级,有火灾的***,扩散反射也有***。典型应用如******,研究,切割,焊接和显微机械加工等。 尽管对激光安全等级进行了界定,但对于***特别是人眼来说,不同波长的损害是不同的,因此,尽管是2级或者3级的激光,同样应该注意。
第四级激光器(也就是激光清洗机的激光等级) 由于第四级激光器功率输出,而且光波非肉眼所感受到,是******的激光器,对***的损害机会及严重程度。不仅激光的原光束和镜式反射光束可以伤害***,而且漫反射光束也能伤害***。因此必须对第四级激光器采取更为严格的控制措施,须增加一些特殊管理才行。 激光室内要尽可能地把全光路完全封闭起来,即尽可能把原光束,镜式反射光束和漫反射光束都封闭起来。外罩应装联锁开关,确保人员安全健康。对于第四级激光器只允许具有正确操作人员而且持有执照,并有钥匙专管的工作人员才能启动激光器。必须有“***”警告标记。 由于红外激光和紫外激光都是不可见的激光,对于这2类激光器的控制措施,除前节所述的一些控制措施外,必须严格操作管理程序。在激光设备室内,一旦启动激光器,随时都有触发输出激光的可能性。这就取决于***人员的责任心,往往是很多意外的事故都是由于不严格控制,不按程序操作引起。除只对进行激光设备操作的工作人员进入,其它非相关人员不得进入激光室内。所以我们在操作激光清洗机的时候的需要佩戴专用的防护眼镜并且禁止用对准***。
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