×
Jan 15,2026
تعمل معدات التنظيف بالليزر النبضي من خلال إنشاء نبضات قصيرة جدًا من الطاقة تستمر لبضع نانو ثواني أو حتى بيكو ثواني فقط. هذه النبضات القصيرة تُنتج مستويات قصوى من القدرة تفوق بآلاف المرات ما تنتجه الآلة عادةً. والنتيجة هي انفجار شديد من الطاقة يفكك الروابط فورًا ويوحّل الأوساخ والشوائب مباشرة من على السطح، مع الحفاظ على معظم الحرارة بعيدة عن المادة التي يتم تنظيفها. خذ على سبيل المثال نظامًا بقدرة 25 واط؛ قد يعمل بمتوسط 25 واط فقط، ولكن أثناء تلك الومضات السريعة يمكن أن يصل إلى 5000 واط! وهذا يمكّنه من التعامل مع مواد صعبة مثل الدهانات الصناعية القديمة أو أكاسيد المعادن العنيدة من خلال الصدمات الميكانيكية والبلازما الصغيرة الناتجة عند التلامس. وبما أن كل نبضة تحدث بسرعة كبيرة جدًا، فلا يكون هناك وقت كافٍ لتراكم الحرارة بالقرب من السطح الذي يتم العمل عليه. ولهذا السبب تعمل هذه الأنظمة بكفاءة عالية حتى على الأجزاء الإلكترونية الدقيقة أو الجدران الرقيقة المستخدمة في تصنيع الطائرات. لا عجب أنها أصبحت الخيار المفضل عندما تكون الدقة أمرًا بالغ الأهمية، ولا يمكن بأي حال من الأحوال حدوث ضرر حراري.
تعمل أشعة الليزر المستمرة (CW) من خلال توصيل تيار مستمر من الطاقة بدلاً من نبضات، مما يُنتج توزيعًا متساويًا للحرارة على الأسطح المعالجة. يؤدي الإطلاق البطيء لهذه الطاقة إلى تحلل مختلف الملوثات السطحية بما في ذلك الصدأ الخفيف، وبقايا الزيوت، وطبقات الأكسدة من خلال عملية تُعرف باسم التحلل الحراري (الانحلال بالحرارة). عند إعداد هذه الأنظمة، يقوم الفنيون بضبط معاملين رئيسيين: مستويات الطاقة التي تتراوح عادة بين 50 واط و500 واط، وسرعة حركة الليزر عبر المادة والتي تبلغ حوالي 100 بوصة في الدقيقة. تتيح الحركة الأبطأ اختراقًا أعمق للحرارة وهو ما يلزم في حالة التراكمات الكثيفة، في حين تساعد المروريات الأسرع في تجنب إتلاف المواد ذات التوصيل الحراري الجيد. بالمقارنة مع أنظمة الليزر النابض، تعمل نماذج الموجة المستمرة باستمرار دون الحاجة إلى مكثفات خاصة لتخزين الطاقة. ويجعلها ذلك مناسبة تمامًا للبيئات المصنعية حيث تتحرك المنتجات على سيور النقل بسرعة، وهي مفيدة بشكل خاص في الصناعات مثل عمليات درفلة الفولاذ أو عند تحضير ألواح هيكل السيارة للطلاء.
عندما يتعلق الأمر بليزر النانو ثانية النبضي، فإنها في الأساس تحصر الطاقة الحرارية ضمن أطر زمنية قصيرة جدًا، وعادة ما تقاس بأجزاء من جزء من الثانية. وهذا يساعد في الحد من انتشار الحرارة، بحيث تظل درجة حرارة المادة التي يتم معالجتها أقل من 200 درجة مئوية. وهذا أمر مهم بالفعل، لأنه بعيد عن الدرجة التي قد تسبب مشاكل مثل التلدين أو التشوه في معظم سبائك المعادن. من ناحية أخرى، تعمل ليزرات الموجة المستمرة (CW) بشكل مختلف. فهي تتعرض للمواد لفترات أطول، مما قد يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة السطح المعدني فوق 500 درجة مئوية. عند هذه الدرجات الحرارية، تبدأ مشاكل مثل التآكل بين الحبيبات، أو تغيرات في البنية المجهرية، أو حتى تشوه المادة نفسها. والآن دعونا نتحدث عن البوليمرات. تنجح أنظمة الليزر النبضية في الحفاظ على منطقة التأثير الحراري (HAZ) صغيرة جدًا، وعادة أقل من 5 ميكرومترات. وهذا يعني أن البلاستيكات عالية الأداء مثل بولي إيثر إيثر كيتون (PEEK) تحافظ على خصائصها الهيكلية. ولكن عند استخدام الأنظمة المستمرة (CW) مع المواد البوليمرية، تصبح الأمور معقدة بسرعة. فهذه الأنظمة تميل إلى تجاوز نقطة درجة انتقال الزجاج، مما يؤدي إلى حدوث مشاكل عديدة تبدأ من الانصهار البسيط وحتى التدهور الكامل للسطح، وخاصةً في المواد الرقيقة أو تلك التي لا توصل الحرارة بشكل جيد.
تعتمد الصناعات التي تتطلب تحكمًا على مستوى الميكرون وبدون أي تأثير حراري على آلات التنظيف بالليزر النبضي في التطبيقات التي لا يمكن فيها قبول الأضرار الحرارية التراكمية. وتشمل هذه التطبيقات:
تُعد أنظمة الليزر النابض فعّالة جدًا في إزالة الملوثات العنيدة التي تلتصق بسبب الروابط الكيميائية أو الالتصاق الميكانيكي فقط. نحن نتحدث عن أشياء مثل طلاءات الدهان الصناعية، وطبقات الأكاسيد المتلبدة، والمخلفات الإيبوكسية من التصنيع، وتلك الطبقة الصدئية المزعجة الناتجة عن اللحام والتي يكرهها الجميع. ما يجعل هذه الليزرات خاصة هو قدرتها على إطلاق طلقات من الطاقة الشديدة، مما يسمح بعملية إزالة تدريجية طبقة بعد طبقة دون تسخين المادة بشكل مفرط. علاوة على ذلك، عندما يصطدم الليزر بالسطح، فإنه يولد صدمات بلازما صغيرة تساعد فعليًا في فصل ما تبقى ملتصقًا. بالنسبة لتطبيقات مثل تنظيف شفرات التوربينات، أو إصلاح لحامات الأنابيب النووية، أو صيانة مكونات الطائرات حيث تكون الدقة أمرًا حيويًا (أحيانًا تصل إلى 5 ميكرون!)، فإن الليزر النابض يوفر شيئًا لا تستطيع الطرق التقليدية القائمة على الحرارة تحقيقه. فالأساليب الحرارية غالبًا ما تؤثر على خواص المعدن أو، والأمر أسوأ، تتسبب في شقوق دقيقة لا يريد أحد التعامل معها لاحقًا.
تعمل أشعة الليزر المستمرة بشكل أفضل عند إزالة الطبقات السطحية الرقيقة والمتجانسة مثل الزيوت الخفيفة، وتراكم الأكسدة، وعوامل الفك، أو الأغشية الحيوية العنيدة من النوع الصالح للأغذية على الأسطح الكبيرة. توفر الحزمة المستمرة حرارة مستقرة يسهل التحكم بها، مما يجعل هذه الليزرات مثالية لأنظمة النقل المستخدمة في تصنيع السيارات، وخطوط معالجة الأغذية، وورش صيانة القوالب. يمكن للمشغلين تعديل مستويات الطاقة وإعدادات المسح للحفاظ على درجات حرارة السطح مستقرة أثناء تغطية القوالب بأكملها، أو العوارض الهيكلية، أو لفات الصلب. وعلى عكس أساليب الاستنزاف، لا داعي للقلق بشأن آثار النبضات أو الحدود الزمنية بين نقاط المعالجة، حيث يستمر الليزر في العمل حتى يتم إنجاز المهمة بشكل صحيح.
عند العمل على المستوى الميكروني في تطبيقات مهمة مثل إصلاح شفرات التوربينات، أو تنظيف لوحات الدوائر بعد الانسكابات، أو إزالة الصدأ من لحامات الأنابيب النووية، فإن أجهزة التنظيف بالليزر النبضي توفر شيئًا خاصًا لا تستطيع الطرق الأخرى مجاراته. تعمل هذه الأجهزة باستخدام نبضات أقصر من 10 نانوثانية، مما يسمح لها بإزالة طبقات الأكسدة بسماكة تصل إلى حوالي 5 ميكرومترات دون توليد مناطق متأثرة بالحرارة بشكل كبير على المواد الحساسة. والنتيجة؟ تبقى الأسطح كما ينبغي أن تكون تمامًا، وهو أمر بالغ الأهمية بالنسبة لعوامل مثل عمر القطع قبل التلف، وتدفق الكهرباء بشكل صحيح عبر الدوائر، وقدرة الهياكل على التحمل تحت الضغط. انظر حولك في أماكن مثل تصنيع الطائرات أو محطات الطاقة النووية، وستجد أن الأوساخ المتبقية لم تعد مجرد مشكلة تتعلق بالنظافة فحسب، بل أصبحت تؤثر فعليًا على اعتماد معايير السلامة. ولهذا السبب يشترط العديد من مصنعي المعدات الأصليين الآن استخدام هذه الأنظمة النبضية بشكل صريح عند تحديث أدلة الصيانة الخاصة بهم.
تُعد أجهزة تنظيف الليزر المستمر (CW) الخيار المفضل في معظم العمليات الصناعية عالية الإنتاجية هذه الأيام، لأنها تركز على سرعة المعالجة ووقت التشغيل المستمر والتكامل السلس مع أنظمة الأتمتة الحالية، بدلًا من المواصفات الدقيقة الفائقة التي لا يحتاجها أحد في الواقع. فعلى سبيل المثال، خطوط إزالة الطبقات في مصانع الدرفلة التي تعالج حوالي 500 طن في الساعة أو أكثر، فإن هذه الأجهزة تواصل عملها السحري على شرائح الصلب الضخمة أثناء تحركها دون توقف عبر الخط، دون الوقوع في مشاكل إعادة التموضع المزعجة من نوع 'توقف-وتحرك' التي تعاني منها الطرق الأخرى. ولا ننسَ أيضًا ورش الحقن بالقوالب، حيث تقوم أنظمة CW بإزالة رواسب عوامل الفك العنيدة من تجاويف القوالب الكبيرة بسرعة تتراوح بين 30 إلى 50 بالمئة أسرع من نظيراتها النابضة. ومع ذلك، يظل الرصد الحراري مهمًا، خاصة عند التعامل مع أدوات البوليمرات الحساسة للتقلبات الحرارية. ولكن بشكل عام، تعمل ليزرات CW بشكل أفضل بكثير في الحالات التي تكون فيها النتائج المتسقة وأوقات المعالجة السريعة هي العامل الفاصل بين تحقيق أهداف الإنتاج أو التأخر عن الجدول الزمني.
EN
