基于脉冲光纤激光器的激光除漆技术与装置研究
发布时间：2021-11-01 03:27
自上世纪以来激光清洗技术得到了广泛的关注并取得了迅速的发展,激光除漆属于激光清洗中一种应用范围较为广泛的技术,凭借其“无接触式”清洗方式、清洗效率高、绿色无污染和成本低等优点,在工业加工的各领域中具有非常重要的研究价值和发展潜力。本文在激光除漆的理论基础上,模拟激光除漆的过程并对除漆模型进行求解,最后通过工艺实验与模拟结果进行对比验证,得到最佳清洗参数值。研究结果有利于指导选取不同条件下的清洗参数,在激光清洗技术的产业化进程方面也能起到一定的推动作用。1.本文分析了激光除漆技术的理论基础,主要包括激光除漆的两种机制、激光与材料的相互作用。根据烧蚀机制和振动机制的原理,得到了激光除漆的理论依据:T1（27）T（0,t）（27）T2,1F>F?。其中1T、T（0,t）和2T分别为漆层气化温度、漆层表面温度和基底熔点;1F和F?分别为漆层脱离力、漆层粘附力。2.基于烧蚀机制建立了一种更贴合实际的双层烧蚀模型,分析了模型中各层的热作用过程。通过ANSYS有限...
【文章来源】：北京工业大学北京市 211工程院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
激光清洗的应用Fig.1-1Theapplicationoflasercleaning
图 1-2 激光清洗原理示意图Fig. 1-2 Schematic diagram of the principle of laser cleaning高精度要求的作业环境下所使用的激光光束都是高频光，由于重复频率很高，所以出光的时间间隔极其短间变短，减少对基材的损伤。结合激光清洗的机制也光作用于污染物表面时，此时作用时间短激光能量高材料表层和基底层之间会产生较大温度差，从而形成剥落掉。一般来讲，在清洗过程中需要将脉冲点光源，当激光功率或者能量密度所带来的温度能够达到表时，此时就会被气化分解掉达到清洗要求，这种情况格控制，否则无法最有效的去除污染物。的类型主要有激光干式清洗[4]和激光湿式清洗[5]。激射在被加工的物体表面，而湿式清洗方法是在待清洗质，再用激光照射，通常是将整个物体表面洒上一层样也起到防止清洗后表面氧化或再污染的作用。在特
北京工业大学工程硕士专业学位论文016 年，Andreotti A 等人针对十五世纪文物上的图层进行了清洗， Er:YAG 激光器进行了清洗实验研究，利用烧蚀作用去除样品涂料 FTIR 和 GC-MS 进行分析确定清洗前后的涂料成分组成，然后得到优化指导清洗文物时所需要的修复条件[32]。商用激光清洗设备方面，国外已经出现了多家专业的激光清洗公司an Laser 公司已经生产出功率为 150-200W 各种型号的移动式激光 20W 的背带式清洗装置，大功率型号采用的是波长为 1064nm、固态激光器，通过光纤耦合系统进行输出，如下图 1-3 所示。国外激光清洗公司还有很多，例如 Laser clean all、Rofin、Quantel lase
【参考文献】：
期刊论文
[1]工业领域的激光清洗技术[J]. 雷正龙,田泽,陈彦宾. 激光与光电子学进展. 2018(03)
[2]30CrMnSiNi2A激光脱漆试验研究[J]. 高运奎. 新技术新工艺. 2017(12)
[3]有限元法移动激光除漆的温度场分析与实验研究[J]. 刘彩飞,冯国英,邓国亮,吴常顺,陈康喜,王德良. 激光技术. 2016(02)
[4]激光清除石质文物表面污染物的作用机制[J]. 齐扬,叶亚云,王海军,周伟强. 中国激光. 2015(06)
[5]碳钢表面激光除锈研究[J]. 俞鸿斌,王春明,王军,闫飞,胡席远. 应用激光. 2014(04)
[6]Application of thermal stress model to paint removal by Q-switched Nd:YAG laser[J]. 邹万芳,谢应茂,肖兴,曾祥志,罗颖. Chinese Physics B. 2014(07)
[7]手持半导体泵浦固体激光清洗机[J]. 魏兴春,石磊,朱明珠,宋业英. 光学与光电技术. 2013(03)
[8]1064nm准连续激光除漆研究[J]. 施曙东,杜鹏,李伟,宋峰,王超,陈念江. 中国激光. 2012(09)
[9]金属材料的激光吸收率研究[J]. 陈君,张群莉,姚建华,傅纪斌. 应用光学. 2008(05)
[10]一维热应力模型在调Q短脉冲激光除漆中的应用[J]. 宋峰,邹万芳,田彬,刘淑静,牛孔贞,李训谱,田建国. 中国激光. 2007(11)
博士论文
[1]云冈石窟砂岩文物表面污物激光清除机理及应用研究[D]. 齐扬.中国地质大学 2015
[2]激光清洗锈蚀的机制研究和设备开发[D]. 李伟.南开大学 2014
[3]脉冲激光除漆的理论模型、数值计算与应用研究[D]. 施曙东.南开大学 2012
硕士论文
[1]锂离子电池单体的再制造技术试验研究[D]. 章恒.大连理工大学 2015
[2]激光清洗光学元件表面污染的机理与应用研究[D]. 韩丰明.电子科技大学 2016
[3]激光清洗橡胶制品模具机理的研究[D]. 孔令兵.青岛科技大学 2008
本文编号：3469434
【文章来源】：北京工业大学北京市 211工程院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
激光清洗的应用Fig.1-1Theapplicationoflasercleaning
图 1-2 激光清洗原理示意图Fig. 1-2 Schematic diagram of the principle of laser cleaning高精度要求的作业环境下所使用的激光光束都是高频光，由于重复频率很高，所以出光的时间间隔极其短间变短，减少对基材的损伤。结合激光清洗的机制也光作用于污染物表面时，此时作用时间短激光能量高材料表层和基底层之间会产生较大温度差，从而形成剥落掉。一般来讲，在清洗过程中需要将脉冲点光源，当激光功率或者能量密度所带来的温度能够达到表时，此时就会被气化分解掉达到清洗要求，这种情况格控制，否则无法最有效的去除污染物。的类型主要有激光干式清洗[4]和激光湿式清洗[5]。激射在被加工的物体表面，而湿式清洗方法是在待清洗质，再用激光照射，通常是将整个物体表面洒上一层样也起到防止清洗后表面氧化或再污染的作用。在特
北京工业大学工程硕士专业学位论文016 年，Andreotti A 等人针对十五世纪文物上的图层进行了清洗， Er:YAG 激光器进行了清洗实验研究，利用烧蚀作用去除样品涂料 FTIR 和 GC-MS 进行分析确定清洗前后的涂料成分组成，然后得到优化指导清洗文物时所需要的修复条件[32]。商用激光清洗设备方面，国外已经出现了多家专业的激光清洗公司an Laser 公司已经生产出功率为 150-200W 各种型号的移动式激光 20W 的背带式清洗装置，大功率型号采用的是波长为 1064nm、固态激光器，通过光纤耦合系统进行输出，如下图 1-3 所示。国外激光清洗公司还有很多，例如 Laser clean all、Rofin、Quantel lase
【参考文献】：
期刊论文
[1]工业领域的激光清洗技术[J]. 雷正龙,田泽,陈彦宾. 激光与光电子学进展. 2018(03)
[2]30CrMnSiNi2A激光脱漆试验研究[J]. 高运奎. 新技术新工艺. 2017(12)
[3]有限元法移动激光除漆的温度场分析与实验研究[J]. 刘彩飞,冯国英,邓国亮,吴常顺,陈康喜,王德良. 激光技术. 2016(02)
[4]激光清除石质文物表面污染物的作用机制[J]. 齐扬,叶亚云,王海军,周伟强. 中国激光. 2015(06)
[5]碳钢表面激光除锈研究[J]. 俞鸿斌,王春明,王军,闫飞,胡席远. 应用激光. 2014(04)
[6]Application of thermal stress model to paint removal by Q-switched Nd:YAG laser[J]. 邹万芳,谢应茂,肖兴,曾祥志,罗颖. Chinese Physics B. 2014(07)
[7]手持半导体泵浦固体激光清洗机[J]. 魏兴春,石磊,朱明珠,宋业英. 光学与光电技术. 2013(03)
[8]1064nm准连续激光除漆研究[J]. 施曙东,杜鹏,李伟,宋峰,王超,陈念江. 中国激光. 2012(09)
[9]金属材料的激光吸收率研究[J]. 陈君,张群莉,姚建华,傅纪斌. 应用光学. 2008(05)
[10]一维热应力模型在调Q短脉冲激光除漆中的应用[J]. 宋峰,邹万芳,田彬,刘淑静,牛孔贞,李训谱,田建国. 中国激光. 2007(11)
博士论文
[1]云冈石窟砂岩文物表面污物激光清除机理及应用研究[D]. 齐扬.中国地质大学 2015
[2]激光清洗锈蚀的机制研究和设备开发[D]. 李伟.南开大学 2014
[3]脉冲激光除漆的理论模型、数值计算与应用研究[D]. 施曙东.南开大学 2012
硕士论文
[1]锂离子电池单体的再制造技术试验研究[D]. 章恒.大连理工大学 2015
[2]激光清洗光学元件表面污染的机理与应用研究[D]. 韩丰明.电子科技大学 2016
[3]激光清洗橡胶制品模具机理的研究[D]. 孔令兵.青岛科技大学 2008
本文编号：3469434
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