基于脈沖光纖激光器的激光除漆技術(shù)與裝置研究
發(fā)布時(shí)間:2021-11-01 03:27
自上世紀(jì)以來激光清洗技術(shù)得到了廣泛的關(guān)注并取得了迅速的發(fā)展,激光除漆屬于激光清洗中一種應(yīng)用范圍較為廣泛的技術(shù),憑借其“無接觸式”清洗方式、清洗效率高、綠色無污染和成本低等優(yōu)點(diǎn),在工業(yè)加工的各領(lǐng)域中具有非常重要的研究價(jià)值和發(fā)展?jié)摿。本文在激光除漆的理論基礎(chǔ)上,模擬激光除漆的過程并對除漆模型進(jìn)行求解,最后通過工藝實(shí)驗(yàn)與模擬結(jié)果進(jìn)行對比驗(yàn)證,得到最佳清洗參數(shù)值。研究結(jié)果有利于指導(dǎo)選取不同條件下的清洗參數(shù),在激光清洗技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程方面也能起到一定的推動(dòng)作用。1.本文分析了激光除漆技術(shù)的理論基礎(chǔ),主要包括激光除漆的兩種機(jī)制、激光與材料的相互作用。根據(jù)燒蝕機(jī)制和振動(dòng)機(jī)制的原理,得到了激光除漆的理論依據(jù):T1(27)T(0,t)(27)T2,1F>F?。其中1T、T(0,t)和2T分別為漆層氣化溫度、漆層表面溫度和基底熔點(diǎn);1F和F?分別為漆層脫離力、漆層粘附力。2.基于燒蝕機(jī)制建立了一種更貼合實(shí)際的雙層燒蝕模型,分析了模型中各層的熱作用過程。通過ANSYS有限...
【文章來源】:北京工業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
激光清洗的應(yīng)用Fig.1-1Theapplicationoflasercleaning
圖 1-2 激光清洗原理示意圖Fig. 1-2 Schematic diagram of the principle of laser cleaning高精度要求的作業(yè)環(huán)境下所使用的激光光束都是高頻光,由于重復(fù)頻率很高,所以出光的時(shí)間間隔極其短間變短,減少對基材的損傷。結(jié)合激光清洗的機(jī)制也光作用于污染物表面時(shí),此時(shí)作用時(shí)間短激光能量高材料表層和基底層之間會(huì)產(chǎn)生較大溫度差,從而形成剝落掉。一般來講,在清洗過程中需要將脈沖點(diǎn)光源,當(dāng)激光功率或者能量密度所帶來的溫度能夠達(dá)到表時(shí),此時(shí)就會(huì)被氣化分解掉達(dá)到清洗要求,這種情況格控制,否則無法最有效的去除污染物。的類型主要有激光干式清洗[4]和激光濕式清洗[5]。激射在被加工的物體表面,而濕式清洗方法是在待清洗質(zhì),再用激光照射,通常是將整個(gè)物體表面灑上一層樣也起到防止清洗后表面氧化或再污染的作用。在特
北京工業(yè)大學(xué)工程碩士專業(yè)學(xué)位論文016 年,Andreotti A 等人針對十五世紀(jì)文物上的圖層進(jìn)行了清洗, Er:YAG 激光器進(jìn)行了清洗實(shí)驗(yàn)研究,利用燒蝕作用去除樣品涂料 FTIR 和 GC-MS 進(jìn)行分析確定清洗前后的涂料成分組成,然后得到優(yōu)化指導(dǎo)清洗文物時(shí)所需要的修復(fù)條件[32]。商用激光清洗設(shè)備方面,國外已經(jīng)出現(xiàn)了多家專業(yè)的激光清洗公司an Laser 公司已經(jīng)生產(chǎn)出功率為 150-200W 各種型號的移動(dòng)式激光 20W 的背帶式清洗裝置,大功率型號采用的是波長為 1064nm、固態(tài)激光器,通過光纖耦合系統(tǒng)進(jìn)行輸出,如下圖 1-3 所示。國外激光清洗公司還有很多,例如 Laser clean all、Rofin、Quantel lase
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]工業(yè)領(lǐng)域的激光清洗技術(shù)[J]. 雷正龍,田澤,陳彥賓. 激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2018(03)
[2]30CrMnSiNi2A激光脫漆試驗(yàn)研究[J]. 高運(yùn)奎. 新技術(shù)新工藝. 2017(12)
[3]有限元法移動(dòng)激光除漆的溫度場分析與實(shí)驗(yàn)研究[J]. 劉彩飛,馮國英,鄧國亮,吳常順,陳康喜,王德良. 激光技術(shù). 2016(02)
[4]激光清除石質(zhì)文物表面污染物的作用機(jī)制[J]. 齊揚(yáng),葉亞云,王海軍,周偉強(qiáng). 中國激光. 2015(06)
[5]碳鋼表面激光除銹研究[J]. 俞鴻斌,王春明,王軍,閆飛,胡席遠(yuǎn). 應(yīng)用激光. 2014(04)
[6]Application of thermal stress model to paint removal by Q-switched Nd:YAG laser[J]. 鄒萬芳,謝應(yīng)茂,肖興,曾祥志,羅穎. Chinese Physics B. 2014(07)
[7]手持半導(dǎo)體泵浦固體激光清洗機(jī)[J]. 魏興春,石磊,朱明珠,宋業(yè)英. 光學(xué)與光電技術(shù). 2013(03)
[8]1064nm準(zhǔn)連續(xù)激光除漆研究[J]. 施曙東,杜鵬,李偉,宋峰,王超,陳念江. 中國激光. 2012(09)
[9]金屬材料的激光吸收率研究[J]. 陳君,張群莉,姚建華,傅紀(jì)斌. 應(yīng)用光學(xué). 2008(05)
[10]一維熱應(yīng)力模型在調(diào)Q短脈沖激光除漆中的應(yīng)用[J]. 宋峰,鄒萬芳,田彬,劉淑靜,?棕,李訓(xùn)譜,田建國. 中國激光. 2007(11)
博士論文
[1]云岡石窟砂巖文物表面污物激光清除機(jī)理及應(yīng)用研究[D]. 齊揚(yáng).中國地質(zhì)大學(xué) 2015
[2]激光清洗銹蝕的機(jī)制研究和設(shè)備開發(fā)[D]. 李偉.南開大學(xué) 2014
[3]脈沖激光除漆的理論模型、數(shù)值計(jì)算與應(yīng)用研究[D]. 施曙東.南開大學(xué) 2012
碩士論文
[1]鋰離子電池單體的再制造技術(shù)試驗(yàn)研究[D]. 章恒.大連理工大學(xué) 2015
[2]激光清洗光學(xué)元件表面污染的機(jī)理與應(yīng)用研究[D]. 韓豐明.電子科技大學(xué) 2016
[3]激光清洗橡膠制品模具機(jī)理的研究[D]. 孔令兵.青島科技大學(xué) 2008
本文編號:3469434
【文章來源】:北京工業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
激光清洗的應(yīng)用Fig.1-1Theapplicationoflasercleaning
圖 1-2 激光清洗原理示意圖Fig. 1-2 Schematic diagram of the principle of laser cleaning高精度要求的作業(yè)環(huán)境下所使用的激光光束都是高頻光,由于重復(fù)頻率很高,所以出光的時(shí)間間隔極其短間變短,減少對基材的損傷。結(jié)合激光清洗的機(jī)制也光作用于污染物表面時(shí),此時(shí)作用時(shí)間短激光能量高材料表層和基底層之間會(huì)產(chǎn)生較大溫度差,從而形成剝落掉。一般來講,在清洗過程中需要將脈沖點(diǎn)光源,當(dāng)激光功率或者能量密度所帶來的溫度能夠達(dá)到表時(shí),此時(shí)就會(huì)被氣化分解掉達(dá)到清洗要求,這種情況格控制,否則無法最有效的去除污染物。的類型主要有激光干式清洗[4]和激光濕式清洗[5]。激射在被加工的物體表面,而濕式清洗方法是在待清洗質(zhì),再用激光照射,通常是將整個(gè)物體表面灑上一層樣也起到防止清洗后表面氧化或再污染的作用。在特
北京工業(yè)大學(xué)工程碩士專業(yè)學(xué)位論文016 年,Andreotti A 等人針對十五世紀(jì)文物上的圖層進(jìn)行了清洗, Er:YAG 激光器進(jìn)行了清洗實(shí)驗(yàn)研究,利用燒蝕作用去除樣品涂料 FTIR 和 GC-MS 進(jìn)行分析確定清洗前后的涂料成分組成,然后得到優(yōu)化指導(dǎo)清洗文物時(shí)所需要的修復(fù)條件[32]。商用激光清洗設(shè)備方面,國外已經(jīng)出現(xiàn)了多家專業(yè)的激光清洗公司an Laser 公司已經(jīng)生產(chǎn)出功率為 150-200W 各種型號的移動(dòng)式激光 20W 的背帶式清洗裝置,大功率型號采用的是波長為 1064nm、固態(tài)激光器,通過光纖耦合系統(tǒng)進(jìn)行輸出,如下圖 1-3 所示。國外激光清洗公司還有很多,例如 Laser clean all、Rofin、Quantel lase
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]工業(yè)領(lǐng)域的激光清洗技術(shù)[J]. 雷正龍,田澤,陳彥賓. 激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2018(03)
[2]30CrMnSiNi2A激光脫漆試驗(yàn)研究[J]. 高運(yùn)奎. 新技術(shù)新工藝. 2017(12)
[3]有限元法移動(dòng)激光除漆的溫度場分析與實(shí)驗(yàn)研究[J]. 劉彩飛,馮國英,鄧國亮,吳常順,陳康喜,王德良. 激光技術(shù). 2016(02)
[4]激光清除石質(zhì)文物表面污染物的作用機(jī)制[J]. 齊揚(yáng),葉亞云,王海軍,周偉強(qiáng). 中國激光. 2015(06)
[5]碳鋼表面激光除銹研究[J]. 俞鴻斌,王春明,王軍,閆飛,胡席遠(yuǎn). 應(yīng)用激光. 2014(04)
[6]Application of thermal stress model to paint removal by Q-switched Nd:YAG laser[J]. 鄒萬芳,謝應(yīng)茂,肖興,曾祥志,羅穎. Chinese Physics B. 2014(07)
[7]手持半導(dǎo)體泵浦固體激光清洗機(jī)[J]. 魏興春,石磊,朱明珠,宋業(yè)英. 光學(xué)與光電技術(shù). 2013(03)
[8]1064nm準(zhǔn)連續(xù)激光除漆研究[J]. 施曙東,杜鵬,李偉,宋峰,王超,陳念江. 中國激光. 2012(09)
[9]金屬材料的激光吸收率研究[J]. 陳君,張群莉,姚建華,傅紀(jì)斌. 應(yīng)用光學(xué). 2008(05)
[10]一維熱應(yīng)力模型在調(diào)Q短脈沖激光除漆中的應(yīng)用[J]. 宋峰,鄒萬芳,田彬,劉淑靜,?棕,李訓(xùn)譜,田建國. 中國激光. 2007(11)
博士論文
[1]云岡石窟砂巖文物表面污物激光清除機(jī)理及應(yīng)用研究[D]. 齊揚(yáng).中國地質(zhì)大學(xué) 2015
[2]激光清洗銹蝕的機(jī)制研究和設(shè)備開發(fā)[D]. 李偉.南開大學(xué) 2014
[3]脈沖激光除漆的理論模型、數(shù)值計(jì)算與應(yīng)用研究[D]. 施曙東.南開大學(xué) 2012
碩士論文
[1]鋰離子電池單體的再制造技術(shù)試驗(yàn)研究[D]. 章恒.大連理工大學(xué) 2015
[2]激光清洗光學(xué)元件表面污染的機(jī)理與應(yīng)用研究[D]. 韓豐明.電子科技大學(xué) 2016
[3]激光清洗橡膠制品模具機(jī)理的研究[D]. 孔令兵.青島科技大學(xué) 2008
本文編號:3469434
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