1. พื้นหลังการวิจัย
ด้วยการใช้วัสดุโลหะผสมอลูมิเนียมและแมกนีเซียมและวัสดุคอมโพสิตในอุตสาหกรรมการผลิตเครื่องบินประสิทธิภาพของเครื่องบินโดยเฉพาะอย่างยิ่งความเร็วการบินได้รับการปรับปรุงอย่างมากและความต้องการที่สูงขึ้นได้ถูกนำมาใช้กับประสิทธิภาพของการเคลือบผิวเครื่องบิน เมื่อเครื่องบินเผชิญกับลมและเครื่องบิน
ปีกต้องการความต้านทานต่ออุณหภูมิที่สูงขึ้นความต้านทานต่อรังสี UV ความต้านทานต่อการแช่แข็ง - รอบละลายความต้านทานการกัดกร่อนและความต้านทานต่อฝนและอื่น ๆ ดังนั้นจึงมีการเคลือบบนพื้นผิวของกระบวนการเคลือบผิวของเครื่องบิน
เมื่อผิวเครื่องบินถูกทาสีมันจะต้องพิจารณาถึงการจับคู่ของไพรเมอร์สีทับหน้าและสารตั้งต้น ก่อนการทาสีพื้นผิวของเครื่องบินจะต้องได้รับการปรับสภาพก่อน วิธีการรักษาพื้นผิวไม่สามารถนำมาใช้เพื่อเพิ่มการยึดเกาะโดยการพ่นทราย โดยทั่วไปแล้วการเลือกกรดอะโนไดเซชั่น chromic acid, การรักษาออกซิเดชันของอาโรดีนและไพรเมตฟอสเฟต วิธีการรักษา หลังการเคลือบผิวจำเป็นต้องเคลือบพื้นผิวของเครื่องบินด้วยสีรองพื้น สำหรับผิวของเครื่องบินสีรองพื้นควรมีการยึดเกาะที่ดีกับผิวของเครื่องบิน, ความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยม, ทนต่อความร้อน, ทนต่อแรงกระแทก, ความยืดหยุ่นและความต้านทานต่อน้ำมันของเหลวกับเครื่องและควรเป็นผิวเครื่องบิน ควรมีการจับคู่ที่ดี ในปัจจุบันน้ำยารองพื้นผิวที่ใช้ในเครื่องบินมีหลากหลายชนิด ได้แก่ สีรองพื้นอีพอกซีสีรองพื้นอะคริลิคสีรองพื้นไวนิลคลอไรด์และสีรองพื้นโพลียูรีเทน หลังจากใช้ชั้นของไพรเมอร์แล้วจะมีการเคลือบทับชั้นป้องกันพิเศษที่มีประสิทธิภาพสูงให้กับพื้นผิวของเครื่องบินส่วนใหญ่ ได้แก่ การเคลือบฟีนอลิกการเคลือบอัลคิดการเคลือบอีพ็อกซี่และการเคลือบฟลูออโรคาร์บอน
ความเสียหายต่อพื้นผิวของเครื่องบินหรือการบำรุงรักษาตามปกติทุก ๆ สองสามปี (ปกติ 4 ถึง 6 ปี) จะต้องใช้การเคลือบแบบเก่าเพื่อลบออกและการเคลือบใหม่จะถูกนำมาใช้อีกครั้ง ในปีที่ผ่านมามีการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมการบินจำนวนผู้โดยสารเครื่องบินเครื่องบินขนส่งและเครื่องบินขับไล่ไอพ่นเพิ่มขึ้น การกำจัดสีบนพื้นผิวของผิวหนังมักเป็นปัญหาหนึ่งในการทาสีใหม่ เทคโนโลยีการกำจัดสีต่าง ๆ ได้เกิดขึ้น
2. ภาพรวมของเทคนิคการกำจัดสีแบบดั้งเดิม
ในปัจจุบันมีวิธีการทำความสะอาดแบบดั้งเดิมส่วนใหญ่สามชนิด:
(1) วิธีการทำความสะอาดทางกลซึ่งใช้การขูดการเช็ดการแปรงหรือการเป่าด้วยทรายเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ในการขจัดสิ่งสกปรกที่ผิว
(2) วิธีทำความสะอาดสารเคมีเปียกซึ่งใช้สารทำความสะอาดอินทรีย์โดยสเปรย์อาบน้ำหรือการสั่นสะเทือนความถี่สูงเพื่อเอาน้ำมันและสิ่งที่แนบพื้นผิวอื่น ๆ ;
(3) วิธีการทำความสะอาดอัลตราโซนิกวิธีการคือการใส่ชิ้นส่วนลงไปในน้ำหรือตัวทำละลายอินทรีย์การใช้ผลการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิกทำความสะอาดสิ่งสกปรก
สำหรับการกำจัดสารเคลือบผิวบนเครื่องบินวิธีการทำความสะอาดแบบดั้งเดิมที่เหมาะสมคือการทำความสะอาดเชิงกลและวิธีการทำความสะอาดทางเคมีแบบเปียก วิธีการทางกลนั้นง่ายและการทำงานมีความยืดหยุ่น แต่ความเข้มของแรงงานมีขนาดใหญ่มลภาวะทางเสียงเป็นเรื่องรุนแรงและสิ่งสกปรกที่แยกออกจากพื้นผิวนั้นถูกดูดซับซ้ำได้อย่างง่ายดายบนพื้นผิวที่สะอาดเพื่อก่อให้เกิดมลพิษทุติยภูมิ ยิ่งไปกว่านั้นหากกระบวนการปฏิบัติงานไม่ได้รับการคัดเลือกอย่างเหมาะสมจะเป็นการยากที่จะรักษาความถูกต้องของพื้นผิวการปนเปื้อนและจะทำให้เกิดความเสียหายถาวรต่อพื้นผิวของส่วนประกอบ ต้องทำด้วยความระมัดระวังเป็นพิเศษเมื่อทำความสะอาดผิวเครื่องบิน เพื่อปรับปรุงความแม่นยำการใช้อุปกรณ์ขั้นสูงนั้นมีราคาแพงมาก ยกตัวอย่างเช่นเครื่องขัดทรายนำเข้าราคาของอุปกรณ์ดังกล่าวเท่ากับ 300,000 เหรียญสหรัฐ ค่าใช้จ่ายสูงมาก สำหรับวัสดุและพื้นผิวที่มีความแข็งแตกต่างกันรูปร่างของเม็ดขัดและเทคโนโลยีการดำเนินงาน (เช่นแรงดันในการฉีดปริมาณลมอัด ฯลฯ ) เป็นสิ่งพิเศษ ข้อกำหนดและข้อบังคับนั้น จำกัด ขอบเขตการใช้งาน แต่ก็ยากที่จะรับประกันได้ว่าพื้นผิวการทำความสะอาดจะไม่ได้รับความเสียหาย เนื่องจากรูปทรงพิเศษของเครื่องบินการใช้การทำความสะอาดด้วยเครื่องจักรจึงไม่ใช่ทางเลือกที่ดีที่สุด
วิธีการทำความสะอาดสารเคมีแบบเปียกนั้นกว้างขวางกว่าวิธีการทำความสะอาดแบบกลไก โดยทั่วไปจะใช้กรดสารละลายอัลคาไลน์และสารทำความสะอาดพิเศษเพื่อกำจัดสารเคลือบผิว ถึงแม้ว่าจะมีการเพิ่มสารยับยั้งการกัดกร่อนในน้ำยาทำความสะอาด แต่ก็ยากที่จะควบคุมได้อย่างมีประสิทธิภาพเพราะเวลาและสารละลายกรดและด่างยังคงทำให้เกิดการกัดกร่อนที่แตกต่างกันไปยังสารตั้งต้น ตัวอย่างเช่นเมื่อทำความสะอาดพื้นผิวโลหะด้วยสารละลายกรดการกัดกร่อนของสารตั้งต้นกับสารละลายกรดเริ่มต้นด้วยการสลายตัวของผิวหนังระดับพื้นผิว; เนื่องจากโลหะเป็นกระบวนการกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้าโดยการตกตะกอนของอะตอมไฮโดรเจนระหว่างกระบวนการกัดกรดเมื่ออะตอมไฮโดรเจนที่ผลิตโดยโลหะในระหว่างกระบวนการกัดกร่อนไม่รวมกับอะตอมไฮโดรเจนที่เป็นส่วนประกอบอย่างรวดเร็วอะตอมไฮโดรเจนบางส่วนจะกระจาย ผ่านพื้นผิวโลหะเข้าไปในโลหะและทำให้เกิดไฮโดรเจนเปราะ แม้ว่าเครื่องบินรบและส่วนประกอบโครงสร้างหลักยังคงใช้อลูมิเนียมอัลลอยด์อยู่ แต่วัสดุคอมโพสิตก็ถูกนำไปใช้กับเครื่องบินโดยสารเครื่องบินขนส่งและเครื่องบินขับไล่ที่ทันสมัยมากขึ้น วัสดุผสมใหม่บางชนิดมีความทนทานต่อสารเคมี แย่ไม่เหมาะสำหรับการทำความสะอาดสารเคมี ในเวลาเดียวกันของเสียที่ปล่อยออกมาหลังจากทำความสะอาดสารเคมีจะก่อให้เกิดมลพิษร้ายแรงต่อสิ่งแวดล้อม
จะเห็นได้ว่าวิธีการกำจัดสีแบบดั้งเดิมนั้นมีข้อ จำกัด อย่างมากในการทำความสะอาดพื้นผิวของผิวเครื่องบินและยังคงเป็นทางเลือกสุดท้ายในการใช้งาน เห็นได้ชัดว่ามีความจำเป็นที่จะต้องหาวิธีการทำความสะอาดที่มีประสิทธิภาพและรวดเร็วเพื่อตอบสนองความต้องการการทำความสะอาดที่มีความแม่นยำสูงความสะอาดสูงและไม่ทำลายบนพื้นผิวของวัสดุพิมพ์
3. เทคโนโลยีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ที่ใช้กับการกำจัดสีเป็นจุดสำคัญของการพัฒนาในอนาคต
หลังจากเกือบสี่ทศวรรษของการพัฒนาเทคโนโลยีเลเซอร์มีความซับซ้อนมากขึ้นและมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการผลิตการดูแลทางการแพทย์ทหารและความบันเทิง เทคโนโลยีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์เป็นเทคโนโลยีใหม่ที่เพิ่งเกิดขึ้นในทศวรรษที่ผ่านมา การวิจัยที่เกี่ยวข้องเริ่มขึ้นในช่วงกลางทศวรรษ 1980 แต่มันไม่เป็นเช่นนั้นจนกระทั่งต้นทศวรรษ 1990 ที่นักวิจัยให้ความสนใจและค่อยๆพัฒนาขึ้นอย่างรวดเร็ว การเกิดขึ้นเปิดเทคโนโลยีเลเซอร์ในอุตสาหกรรม พื้นที่ใช้งานใหม่และกลายเป็นสมาชิกใหม่ของตระกูลเทคโนโลยีการประมวลผลด้วยเลเซอร์ ในฐานะที่เป็นเทคโนโลยีการทำความสะอาดแบบใหม่เทคโนโลยีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ได้กลายเป็นส่วนเสริมและวิธีการทำความสะอาดแบบดั้งเดิมและได้เริ่มนำไปใช้ในไมโครอิเล็กทรอนิกส์การก่อสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์การบินและอวกาศยานยนต์การผลิตยานยนต์การดูแลรักษามรดกทางวัฒนธรรม สาขา
3.1 เทคโนโลยีการทำความสะอาดเลเซอร์และคุณสมบัติต่างๆ
เทคโนโลยีการทำความสะอาดเลเซอร์หมายถึงการใช้การฉายรังสีลำแสงเลเซอร์พลังงานสูงบนพื้นผิวของชิ้นงานเพื่อให้พื้นผิวของสิ่งสกปรก, สนิม, อนุภาคหรือสารเคลือบระเหยหรือปอกเปลือกทันทีเพื่อให้กระบวนการที่สะอาด เมื่อเทียบกับกระบวนการทำความสะอาดแบบดั้งเดิมเทคโนโลยีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์มีคุณสมบัติดังต่อไปนี้:
(1) เป็นการทำความสะอาดแบบ "แห้ง" ไม่ต้องใช้น้ำยาทำความสะอาดหรือน้ำยาทางเคมีอื่น ๆ จะไม่นำไปสู่มลพิษทุติยภูมิและความสะอาดจะสูงขึ้นมากในกระบวนการทำความสะอาดสารเคมี
(2) เทคโนโลยีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์มุ่งเน้นไปที่วัตถุทำความสะอาดที่หลากหลายเช่นอนุภาคออกไซด์ต่างๆสนิมสนิมสารเคลือบผิวและสารอินทรีย์ผิว แต่ไม่ถูก จำกัด โดยวัสดุเมทริกซ์
(3) การทำความสะอาดแบบดั้งเดิมวิธีนี้มักจะเป็นการทำงานระยะสั้นซึ่งมีแรงเชิงกลบนพื้นผิวของวัสดุพิมพ์และง่ายต่อการทำลายพื้นผิว และการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์เป็นการดำเนินการแบบไม่สัมผัสและสามารถดำเนินการทางไกลได้และสามารถปรับพารามิเตอร์การประมวลผลเลเซอร์โดยไม่ทำลายพื้นผิวของวัสดุพิมพ์ กำจัดสารปนเปื้อนอย่างมีประสิทธิภาพและทำให้พื้นผิวใหม่เหมือนใหม่
(4) การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์สามารถทำได้โดยอัตโนมัติด้วยวิธีการที่ทันสมัย
(5) อุปกรณ์เลเซอร์กำจัดสิ่งปนเปื้อนสามารถใช้งานเป็นเวลานานโดยมีค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานต่ำ
(6) เทคโนโลยีการทำความสะอาดเลเซอร์เป็นกระบวนการทำความสะอาด "สีเขียว" การกำจัดของเสียเป็นผงของแข็งขนาดเล็กง่ายต่อการจัดเก็บโดยทั่วไปสภาพแวดล้อมสร้างมลพิษ
3.2 การเลือกเลเซอร์เมื่อเลเซอร์ลบสี
เมื่อใช้เลเซอร์เพื่อทำความสะอาดตัวเลือกของเลเซอร์จะเกี่ยวข้องกับงานทำความสะอาดในภายหลังดังนั้นการเลือกใช้เลเซอร์จึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง ในปัจจุบันมีเลเซอร์หลายประเภทเช่นเลเซอร์ CO2, Nd: YAG เลเซอร์สถานะของแข็งและเลเซอร์เลเซอร์ เลเซอร์ชนิดนี้สามารถตอบสนองความต้องการของการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ ควรใช้เลเซอร์ชนิดใดขึ้นอยู่กับสถานการณ์เฉพาะ เลเซอร์ที่ใช้พัลซิ่งเป็นส่วนใหญ่ที่ใช้ในการทำความสะอาดและบางครั้งก็ใช้เลเซอร์ต่อเนื่อง สำหรับการกำจัดสารเคลือบผิว (เลเยอร์แลคเกอร์) เลเซอร์ CO2 นั้นทำงานได้ดีที่สุดโดยเฉพาะอย่างยิ่งเลเซอร์เลเซอร์ CO2 TEA แบบพัลซิ่งที่มีแนวโน้มในบริเวณนี้ อย่างไรก็ตามเนื่องจากเลเซอร์ CO2 ไม่สามารถขนย้ายด้วยเส้นใยนำแสงได้จึงมีข้อ จำกัด ในการทำความสะอาดจากระยะไกล อย่างไรก็ตามการใช้เลเซอร์ YAG หรือเลเซอร์ไดโอดสำหรับการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์นั้นมีพื้นที่กว้างใหญ่
