المواد التي يمكن تنظيفها بالليزر

تتميز تقنية التنظيف بالليزر بقدرتها على التكيف مع مجموعة واسعة من المواد، بدءًا من المعادن الصناعية المتينة ووصولًا إلى القطع الأثرية التاريخية الدقيقة. وتكمن جاذبيتها في قدرتها على إزالة الملوثات والطلاءات والأكاسيد والبقايا دون ملامسة سطح القاعدة أو إتلافه. ومع ذلك، تعتمد ملاءمة المادة على خصائصها البصرية والحرارية والميكانيكية، وخاصةً كيفية امتصاصها لطاقة الليزر مقارنةً بطبقة الملوثات.

المعادن

يُستخدم تنظيف المعادن بالليزر على نطاق واسع نظرًا لمتانتها وتطبيقاتها الصناعية الواسعة. يتطلب كل نوع من المعادن معايير ليزر محددة، لا سيما فيما يتعلق بطول الموجة، ومدة النبضة، وقوة التأثير.

المعادن الحديدية (الفولاذ الكربوني، والفولاذ منخفض السبائك)

تُستخدم هذه المواد في تطبيقات التصنيع والسيارات والإنشاءات. يُزيل التنظيف بالليزر بفعالية:

الصدأ (Fe2O3، Fe3O4)

قشور المطحنة

بقايا اللحام وطلاءات الأسطح

ملاحظة: يجب توخي الحذر لتجنب ارتفاع درجة حرارة أسطح الفولاذ الرقيقة، خاصةً عند معدلات التكرار العالية.

الفولاذ المقاوم للصدأ

يستجيب الفولاذ المقاوم للصدأ (الأوستنيت، والفريتي، والثنائي) جيدًا للتنظيف بالليزر في الحالات التالية:

إزالة الأكسيد (اللحام، الصبغ الحراري)

إزالة الطلاء

التحضير للتخميل

انخفاض موصليته الحرارية يجعله أكثر حساسية للحرارة، مما يتطلب فترات نبض أقصر أو سرعات مسح أعلى.

الألومنيوم وسبائكه

يتميز الألومنيوم بانعكاسه وموصليته الحرارية العالية، مما قد يقلل من كفاءة الليزر ويزيد من خطر الانصهار.

إزالة الأكسيد (مثل الطبقات المؤكسدة)

إزالة الطلاء

التنظيف قبل اللحام

يلزم عناية خاصة بتداخل نبضات الليزر وتدفقه لمنع تلف الركيزة.

النحاس، والبرونز

تتميز هذه المعادن بانعكاسيتها العالية وموصليتها الحرارية العالية، مما يجعلها صعبة التنظيف، إلا أنها سهلة التنظيف.

فعال في إزالة الأكسدة والتشوهات وبقايا الصهر.

شائع في التطبيقات الكهربائية والفنية والتراثية.

تحسّن النبضات فائقة القصر وضبط الطول الموجي النتائج.

سبائك التيتانيوم والنيكل الفائقة

تُستخدم هذه المعادن عالية القيمة في صناعات الطيران والفضاء والطب، وتتميز بتنظيف دقيق وخالٍ من التلف.

إزالة الأكاسيد والطلاءات دون إجهاد السطح

مثالي للأجزاء التي تتطلب دقة عالية في التحمل والتتبع

المعادن الثمينة (الذهب، الفضة، البلاتين)

يُعد التنظيف بالليزر ذا قيمة خاصة في مجال الحفاظ على الأعمال الفنية، وترميم المجوهرات، والإلكترونيات.

يزيل الأكسدة والتشوهات والرواسب دون أي تأثير كاشط.

يتطلب تحكمًا دقيقًا للغاية نظرًا لنعومة هذه المعادن وانعكاسيتها العالية.

الحجر والبناء

أصبح التنظيف بالليزر أداةً أساسيةً في الحفاظ على المباني وترميمها.

فعال على الحجر الجيري والرخام والجرانيت والحجر الرملي والخرسانة.

يزيل رواسب التلوث، والنمو البيولوجي، والكتابة على الجدران، وقشور الكربون.

يجب ضبط إعدادات الليزر لتجنب النقش أو تغير لون السطح. تُستخدم عادةً أشعة الليزر النبضية في نطاق النانو ثانية أو البيكو ثانية للأسطح الحساسة.

السيراميك والزجاج

تتطلب هذه المواد معالجة دقيقة بسبب هشاشتها وحساسيتها للصدمات الحرارية.

تشمل التطبيقات تنظيف العوازل، والبلاط، والمكونات البصرية، والمنحوتات الزجاجية.

قادرة على إزالة أغشية الكربون، والأكاسيد، أو بقايا المواد اللاصقة دون تآكل فيزيائي.

يُعد ليزر النبضات القصيرة والتدفق المُتحكم به أساسيين لمنع التشققات أو الكسور الدقيقة.

البوليمرات والمركبات

تتميز البوليمرات عمومًا بعتبات حرارية منخفضة، ويمكنها الاحتراق أو الذوبان بسهولة تحت طاقة الليزر المفرطة. ومع ذلك، يُعد التنظيف بالليزر مناسبًا لتطبيقات معينة:

تنظيف العفن في تصنيع المطاط والبلاستيك والمواد المركبة

إزالة الطلاء أو الملصقات من الأسطح البلاستيكية (خاصةً باستخدام الأشعة فوق البنفسجية أو الليزر الأخضر)

تحضير المواد المركبة للربط أو الإصلاح في قطاعي الطيران والسيارات

يجب ضبط إعدادات الليزر بدقة، وغالبًا ما تستخدم كثافات طاقة أقل ومدة نبضات أقصر.

الخشب والمواد العضوية الأخرى

يُستخدم تنظيف المواد العضوية بالليزر بشكل رئيسي في مجالات الحفظ وترميم الأعمال الفنية والآثار.

فعال في إزالة الأوساخ السطحية، وآثار الدخان، والنمو البيولوجي دون الحاجة إلى فرك قوي.

مناسب للألواح الخشبية، والمخطوطات، والجلود، والرق.

تتميز المواد العضوية بحساسيتها العالية للحرارة، لذا يلزم استخدام ليزر نبضي قصير للغاية ومعدلات تكرار منخفضة لتجنب الاحتراق أو تغير اللون.

توفر تقنية التنظيف بالليزر طريقة مرنة ودقيقة للغاية لترميم الأسطح لمجموعة واسعة من المواد:

المعادن - من الفولاذ الكربوني إلى المعادن الثمينة - هي أكثر الفئات متانةً وأكثرها شيوعًا في المعالجة.

يستفيد الحجر والسيراميك من التنظيف غير التلامسي والخالي من الرواسب في البيئات التراثية أو الإنشائية الحساسة.

يمكن معالجة البوليمرات والمركبات والمواد العضوية بشكل انتقائي مع ضبط دقيق للمعايير.

تعتمد قابلية تنظيف أي سطح في النهاية على مطابقة إعدادات الليزر للخصائص الحرارية والبصرية للمادة، ونوع التلوث، ومدى تحمل التطبيق لتغير السطح. مع الإعداد الصحيح، يمكن تطبيق التنظيف بالليزر بأمان على

 كل شيء، من المعدات الصناعية المتآكلة إلى المنحوتات القديمة.