हाल के वर्षों में लेजर सफाई और पेंट हटाने के अनुप्रयोगों पर बहुत अधिक ध्यान दिया गया है, क्योंकि सैंडब्लास्टिंग और रासायनिक पेंट स्ट्रिपिंग जैसी पारंपरिक पेंट हटाने की विधियां बहुत अधिक पर्यावरण प्रदूषण उत्पन्न करती हैं। अब हरे रंग को हटाने के समाधानों का लाभ उठाने का समय आ गया है। पल्स चौड़ाई, ऊर्जा घनत्व, पुनरावृत्ति दर और बीम आकार जैसे मापदंडों को ठीक से नियंत्रित करके, लेजर का उपयोग उच्च गुणवत्ता वाले काम करने और कोटिंग्स को हटाने के लिए किया जा सकता है [संदर्भ 1] लेजर पेंट हटाने के फायदों को निम्नानुसार संक्षेप में प्रस्तुत किया जा सकता है:
● कम उपभोग्य वस्तुएं
● कम द्वितीयक अपशिष्ट
● नियंत्रित लेजर मापदंडों का उपयोग करके सब्सट्रेट को कोई यांत्रिक क्षति नहीं
● सतह की खुरदरापन कम होने के कारण बेहतर आसंजन
● पारंपरिक तरीकों से तेज़
● पारंपरिक तरीकों से अधिक कुशल
लेजर सफाई प्राप्त करने के दो तरीके हैं। पहला लेजर एब्लेशन है, जहां एक उच्च-ऊर्जा पल्स या एक तीव्र निरंतर तरंग किरण कोटिंग में एक प्लाज्मा उत्पन्न करेगी, और प्लाज्मा द्वारा उत्पन्न शॉक तरंग कोटिंग को कणों में विस्फोट कर देगी। दूसरा थर्मल अपघटन है, जहां कम ऊर्जा वाली निरंतर तरंग किरण या लंबी पल्स सतह को गर्म कर सकती है और अंततः कोटिंग को वाष्पित कर सकती है। ये दो तंत्र चित्र 1 और 2 में दिखाए गए हैं।
चित्र 1 लेज़र एब्लेशन चरण
चित्र 2 थर्मल अपघटन चरण
तंत्र जो भी हो, अनियंत्रित लेजर पैरामीटर सब्सट्रेट को नुकसान पहुंचा सकते हैं और समस्याएं पैदा कर सकते हैं। लेजर सफाई के लिए निरंतर और स्पंदित लेजर दोनों का उपयोग किया जा सकता है, लेकिन इन लेजर द्वारा विभिन्न सब्सट्रेट्स पर उत्पन्न होने वाले विभिन्न प्रभावों को समझना महत्वपूर्ण है। एक सब्सट्रेट द्वारा निरंतर लेजर का अवशोषण इसकी तरंग दैर्ध्य पर निर्भर करता है, छोटी तरंग दैर्ध्य के साथ आम तौर पर अधिक अवशोषण होता है। दूसरी ओर, एक शास्त्रीय स्पंदित लेजर के लिए, सब्सट्रेट में प्रवेश गहराई एलटी तरंग दैर्ध्य से स्वतंत्र होती है और इसके बजाय लेजर की पल्स चौड़ाई τp और सब्सट्रेट की प्रसारशीलता डी पर निर्भर करती है, जैसा कि समीकरण 1 में दिखाया गया है।
शास्त्रीय स्पंदित लेजर के लिए, पल्स चौड़ाई में वृद्धि से एब्लेशन थ्रेशोल्ड बढ़ जाता है, जिसे निम्नलिखित समीकरण के अनुसार सामग्री की एक इकाई मात्रा को हटाने के लिए आवश्यक न्यूनतम ऊर्जा के रूप में परिभाषित किया गया है:
जहां ρ घनत्व है और एचवी वाष्पीकरण की गर्मी है (प्रति ग्राम जूल में सामग्री के एक इकाई द्रव्यमान को वाष्पीकृत करने के लिए आवश्यक गर्मी की मात्रा)। इस प्रकार, लंबी दालें उच्छेदन दक्षता को कम कर देती हैं। शास्त्रीय स्पंदित लेज़र भी नाड़ी पुनरावृत्ति दर पर निर्भर करते हैं, पुनरावृत्ति दर बढ़ने के साथ पृथक्करण दक्षता बढ़ती है।
1.07 μm फ़ाइबर लेज़र [संदर्भ 2] का उपयोग करके लेज़रों के सीडब्ल्यू और स्पंदित संचालन की जांच करते हुए एक अध्ययन किया गया है। इस अध्ययन में, लंबी-चौड़ाई वाली दालों का उत्पादन करने के लिए एक ही निरंतर लेजर को चालू और बंद किया गया था। इस अध्ययन में पाया गया कि सीडब्ल्यू मोड में, विशिष्ट ऊर्जा (जूल में सामग्री की एक इकाई मात्रा (मिमी 3) को हटाने के लिए आवश्यक ऊर्जा के रूप में परिभाषित और एब्लेशन दक्षता के व्युत्क्रमानुपाती) बढ़ती स्कैन गति और लेजर शक्ति के साथ घट जाती है। स्पंदित मोड के लिए, एब्लेशन दक्षता कर्तव्य चक्र (दो पल्स के बीच समय अंतराल के लिए पल्स चौड़ाई का अनुपात) पर निर्भर पाई गई। कर्तव्य चक्र बढ़ने से उच्छेदन दक्षता में वृद्धि हुई। यह शास्त्रीय स्पंदित लेजर के विपरीत है, जहां, एक निश्चित पुनरावृत्ति दर पर, पल्स चौड़ाई (और इस प्रकार कर्तव्य चक्र) बढ़ने से एब्लेशन दक्षता कम हो जाती है। चित्र 3 एक स्टेनलेस स्टील सब्सट्रेट पर 1 किलोहर्ट्ज़ सीडब्ल्यू लेजर और एक स्पंदित लेजर (यानी, सीडब्ल्यू लेजर चालू और बंद) के लिए विशिष्ट ऊर्जा बनाम शक्ति और स्कैन गति की तुलना करता है।
चित्र 3: बायां प्लॉट सीडब्ल्यू लेजर विशिष्ट ऊर्जा बनाम लेजर शक्ति दिखाता है, और दायां प्लॉट 1 किलोहर्ट्ज़ पल्स विशिष्ट ऊर्जा बनाम लेजर कर्तव्य चक्र दिखाता है
स्पंदित लेजर (यानी, सीडब्ल्यू लेजर जो चालू और बंद होता है) की चरम शक्ति 1800 डब्ल्यू है, और इसकी औसत शक्ति लगभग सीडब्ल्यू लेजर के समान है, लेकिन जैसा कि ग्राफ से देखा जा सकता है, विशिष्ट ऊर्जा लगभग 2 है कई गुना कम. सीडब्ल्यू मोड की तुलना में स्पंदित मोड। स्पंदित मोड की तुलना में सीडब्ल्यू मोड में अधिक नुकसान होता है क्योंकि इसकी लेजर शक्ति हमेशा चरम पर होती है।
हालाँकि, लेज़र सफाई के लिए स्पंदित (यानी, निरंतर तरंग को चालू और बंद करना) या निरंतर तरंग लेज़र का उपयोग करना है या नहीं, यह तय करने में लेज़र का ऑपरेटिंग मोड ही एकमात्र विचार नहीं है। स्कैनिंग मोड भी विचार करने योग्य एक अन्य महत्वपूर्ण विचार है। यह महत्वपूर्ण है कि प्रभाव के लिए लेजर बीम और कोटिंग के बीच संपर्क का समय कम हो
थर्मल क्षति न्यूनतम है. इसे उच्च शिखर तीव्रता के साथ छोटी दालों का उपयोग करके या निरंतर लेजर और तेज़ स्कैनिंग गति का उपयोग करके प्राप्त किया जा सकता है।
यह ध्यान में रखते हुए कि निरंतर लेजर शक्ति आम तौर पर स्पंदित लेजर की तुलना में अधिक शक्तिशाली, सस्ती और अधिक मजबूत होती है, यह लेजर सफाई के लिए एक बुरा विकल्प नहीं है। दुर्भाग्य से, पारंपरिक रूप से लेजर सफाई के लिए उपयोग किए जाने वाले गैल्वेनोमीटर स्कैनर मल्टी-किलोवाट लेजर को संभाल नहीं सकते हैं। उच्च-शक्ति लेजर के लिए उपयोग किए जाने वाले गैल्वेनोमीटर स्कैनर भी काफी भारी होते हैं और उच्च स्कैनिंग गति पर काम नहीं कर सकते हैं। इसलिए, एक नए प्रकार का स्कैनर प्रस्तावित किया गया है जिसे बहुभुज स्कैनर कहा जाता है जिसमें केवल एक गतिशील भाग होता है, बहुभुज [संदर्भ 3]। ये बहुभुज स्कैनर उच्च लेजर शक्तियों को संभालने में सक्षम हैं और गैल्वेनोमीटर स्कैनर की तुलना में तीन गुना तेज साबित हुए हैं। मामूली घूर्णी गति का उपयोग करके, बहुभुज स्कैनर 50 मीटर प्रति सेकंड से अधिक की सतह स्कैनिंग गति उत्पन्न कर सकते हैं। यह उच्च स्कैनिंग गति काम की सतह के साथ बीम के इंटरेक्शन समय को कम करने की अनुमति देती है और बहुत उच्च लेजर शक्तियों का उपयोग करने की अनुमति देती है। फिगुइगॉन स्कैनर.
संक्षेप में, लेजर सफाई के लिए सीडब्ल्यू या स्पंदित लेजर (यानी सीडब्ल्यू या शास्त्रीय शॉर्ट-पल्स लेजर जो चालू और बंद होते हैं) का उपयोग करने का विकल्प कई कारकों पर निर्भर करता है, जैसे सब्सट्रेट का प्रकार, कोटिंग की अवशोषण क्षमता और लेजर की लागत. बहुभुज स्कैनर और निरंतर लेजर का संयोजन तेज स्कैनिंग गति उत्पन्न करता है और शास्त्रीय स्पंदित लेजर उपलब्ध नहीं होने पर विचार करने के लिए यह एक आशाजनक विकल्प है।
