什么是激光清洗? 激光清洗有什么用途? 激光清洗其实是一种泛泛的说法。以笔者近40年从事激光加工应用研究的经验看，激光清洗与激光打孔、激光切割、激光焊接、激光熔覆、激光3D打印和激光微纳构造等激光加工一样，都是一种激光与物质的相互作用过程。通过选择合适波长的激光光源、选择适宜的激光功率密度、能量密度、控制激光与物质相互作用时间，利用材料对激光吸收、反射或透过的特性，辅以激光束与材料的相对移动、辅助气流、添加物或压强的控制，使材料发生相变硬化、熔化、汽化、融化凝结、应力集聚、光化学反应、材料迁移等某一过程或组合过程实现加工目的。具体到某一激光清洗应用，激光清洗过程中的发生的精妙细节其实是非常有趣的。对于激光清洗过程，有三种激光与材料相互作用的机理发挥作用：
一是利用基材材料与其表面待清洗污染物对激光能量的吸收率不同实现清洗。待清洗污染物对激光能量的吸收率高于基底材料的吸收率，表层污染物吸收大量激光能量后发生汽化，基底材料吸收激光能量较少达不到基材的损伤阈值，从而实现不损伤基材的清洗。
二是利用基材材料与表面污染物的膨胀系数不同实现清洗。基材表面污染物吸收激光能量后，温度急剧升高，发生体积膨胀。基材吸收激光能量造成的体积膨胀较小。不同的膨胀在污染物与基材之间产生很大的膨胀应力差，迫使污染物从基材表面剥离。
三是利用短脉冲激光清洗时连续不断的光声波冲击力实现清洗。对于使用短脉冲激光进行清洗的情形，激光器工作频率约在几千到几十千赫兹，持续的光脉冲冲击在基材表面污染物上形成声波、超声波冲击，在声波机械冲击力作用下，使污染物从基材表面脱落。
对于具体的激光清洗应用过程，有时不仅只有一种激光清洗机理在起作用。
由于可以精确控制激光功率密度、能量密度大小，激光照射时间和照射位置，激光清洗是一种精密清洗。激光清洗具有如下优点：
1、环保
- 清洗不使用任何化学药剂和清洗液;
- 清洗下来的固废体积小，易于存放，可回收，不污染环境。
- 绿色环保的清洗方法。
2、无损
- 非接触、无研磨，无热效应;
- 无清洗介质的二次污染;
- 不会损伤零件。
3、应用广
- 可远距离遥控清洗;
- 适应真空环境、核辐射环境下的清洗应用;
- 用于各类材料表面除锈、剥漆、去脂、除墨、去氧化层、除污、去残留物等各种应用。
4、精细清洗
- 逐层去除，去除深度精确可控;
- 逐部位去除，去除范围精确可控。
5、清洗成本低
- 运行成本低;
- 自动清洗人工成本低；
- 超长的设备使用寿命，摊薄了设备的折旧费用。
与此同时，激光清洗也存在设备一次性投入高，清洗效率较传统清洗工艺低的不足之处。激光清洗能否应用于某一清洗场景，取决于激光清洗较其它清洗手段是否能体现出更优的综合商业价值，只有具有更优商业价值的激光清洗应用才是可推广的应用。
判定某种清洗场景是否适用激光清洗工艺要结合现实生产制造、生活应用实际对清洗的要求和该应用行业所涉各清洗工艺的优缺点来确定。
通俗意义上的清洗大多是一种发生在物体表面的过程，其主要目的是将某种物质从另一物体上分离掉。清洗作为工业制造中的必备工艺流程，依据不同的清洗场景要求发展出了多种清洗方式。常见的有物理清洗(擦拭、打磨、抛光、喷砂、高压水)、化学清洗(酸洗、碱洗)和超声波清洗。这些清洗方式随着时间的推移在不断的改进优化以适应不断提高的清洗要求。这些要求包括高的清洗洁净度、高的清洗效率、低的清洗成本和低的环境代价等。
由于需要清洗的零部件材质、大小、形状各不相同，表面需去除的物质五花八门，因此清洗工艺也是纷繁多样。对于具体的清洗应用，总会有一种在当时综合起来相对最优的工艺得以应用。
在某一清洗场景中，激光清洗能否替代传统清洗工艺还得看清洗的具体要求。在一些场景，激光清洗是唯一的无可替代的清洗方法。因为激光清洗工艺的诞生，使一些产品制造的工艺过程得到了精简，或者发明出了基于激光清洗工艺的新的产品制造技术。
对于不允许损伤基底的清洗要求，采用脉冲激光进行“冷清洗”可以实现这一点。甚至对珍贵娇气的文物表面、高反射率的镜面表面、半导体晶圆表面都可以进行无痕清洗，不会损伤原有表面的细微结构。
对于大体量的清洗作业，如对万吨巨轮约数十万平方米的外表面维保作业时所进行的去除污垢、去除附着的海洋生物的清洗，激光清洗并不是最佳选择。一是目前技术条件下，激光清洗的效率较低;二是对于厚硬的船体表面污垢，激光清洗也显得无能为力。高压水清洗仍是目前最适合的清洗方式。
精密模具的清洗是最能体现激光清洗价值的清洗领域。这种激光清洗工艺已在橡胶、塑料、玻璃等行业的模具清洗和印刷行业印辊的清洗得到应用。以合肥万力轮胎有限公司使用的南京集萃激光智能制造有限公司（www.jicuilaser.com）生产的全自动轮胎模具激光清洗工作站为例，使用激光清洗工艺比原先采用的喷砂、干冰清洗工艺每年可以节省120万元的生产成本。脉冲激光清洗技术对模具没有损伤，延长了模具寿命。模具清洗作业人数从原先传统清洗作业时的6-7人/班，减少到目前的1人/班。激光清洗无需耗材，低能耗、低碳绿色环保。
由于高功率纳秒脉冲光纤激光器价格昂贵，导致激光清洗设备价格较高，限制了部分激光清洗应用需求。目前伴随着手持激光焊接机的发展出现了采用连续波光纤激光器进行激光清洗的新应用。采用焊接用的连续波激光器进行焊接前焊接部位氧化层、浮锈的去除，目视有一定的清洗效果。这种清洗模式注入能量大，极易对工件造成损伤和变形。较重的锈蚀在激光连续照射下，与熔融的表层金属一起混杂在凝固的材料表层，达不到清洗的效果。虽然这种激光器价格低廉，相应的激光清洗、焊接两用机价格不断走低，但清洗效果有限。
随着激光清洗用激光光源的功率、能量的不断提高，激光束扫描速度的增加，激光清洗的效率也会逐步得到提升。特别是连续波激光与脉冲激光复合清洗技术的出现，线状、矩形、空心光斑应用于激光清洗的尝试，都为激光清洗逐步替代传统清洗工艺提供了可能。（集萃激光-杨和逸）【转载、摘录、引用请注明出处】
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