การระเหยด้วยเลเซอร์เป็นเทคโนโลยีเลเซอร์ที่ใช้ในอุตสาหกรรม ชีวภาพ การแพทย์ และการทหาร
ชื่อทางวิทยาศาสตร์ของการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์คือ Laser ablation, laser ablation หรือ photoablation คือกระบวนการกำจัดวัสดุออกจากพื้นผิวที่เป็นของแข็ง (หรือบางครั้งเป็นของเหลว) โดยการฉายรังสีด้วยลำแสงเลเซอร์ ที่ความคล่องแคล่วของเลเซอร์ต่ำ วัสดุจะได้รับความร้อนจากพลังงานเลเซอร์ที่ดูดซับไว้ และกลายเป็นไอหรือระเหิด ที่ความลื่นไหลของเลเซอร์สูง โดยปกติแล้ววัสดุจะถูกแปลงเป็นพลาสมา โดยทั่วไป การระเหยด้วยเลเซอร์หมายถึงการกำจัดวัสดุด้วยเลเซอร์แบบพัลซิ่ง แต่ถ้าความเข้มของเลเซอร์สูงพอ วัสดุนั้นสามารถระเหยได้ด้วยลำแสงเลเซอร์แบบคลื่นต่อเนื่อง เลเซอร์เอ็กไซเมอร์ในรังสีอัลตราไวโอเลตลึกส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการถ่ายภาพด้วยแสง ความยาวคลื่นเลเซอร์ที่ใช้สำหรับการถ่ายภาพคือประมาณ 200 นาโนเมตร
หลักการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์
ทหาร
ปืนเลเซอร์มักจะเห็นในภาพยนตร์ เป็นการระเหยด้วยเลเซอร์ที่ถ่ายโอนโมเมนตัมไปยังพื้นผิว โดยมีผลคล้ายกับการทุบพื้นผิวด้วยค้อน นี่เป็นเพราะวัสดุที่ระเหยออกใช้พัลส์แรงดันสูงกับพื้นผิวด้านล่างขณะที่มันขยายตัว กระบวนการนี้ใช้ในอุตสาหกรรมเพื่อทำให้พื้นผิวโลหะแข็ง และเนื่องจากอาวุธเป็นอาวุธเลเซอร์
ทางการแพทย์
เมื่อพูดถึงการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ หลายคนนึกถึงการทำความสะอาดรอยสัก ฯลฯ เป็นการใช้เลเซอร์พัลซิ่ง CO2 หรือ Nd:YAG เพื่อทำความสะอาดพื้นผิว ลบรอยดำ ปรับปรุงลักษณะที่ปรากฏของเนื้อเยื่อแผลเป็น (ซึ่งไม่สามารถรักษาให้หายได้) และปรับรูปร่าง ผิวชั้นนอกโดยไม่ทำลายชั้นนอกล่าง มีการใช้จริงในการแพทย์เฉพาะทางหลายประเภท เช่น จักษุวิทยา ศัลยกรรมทั่วไป ศัลยกรรมประสาท หู คอ จมูก ทันตกรรม ศัลยกรรมช่องปากและแม็กซิลโลเฟเชียล และสัตวแพทยศาสตร์ มีดผ่าตัดเลเซอร์ใช้เพื่อตัดเนื้อเยื่อแข็งและอ่อนออก การใช้งานทางการแพทย์ทั่วไปบางส่วนที่ใช้การระเหยด้วยเลเซอร์ ได้แก่ เลสิค การผลัดผิว การเตรียมโพรง การตรวจชิ้นเนื้อ และการกำจัดเนื้องอกและรอยโรค ในการผ่าตัดเนื้อเยื่ออ่อน ลำแสงเลเซอร์ CO2 จะระเหยและกัดกร่อนในเวลาเดียวกัน ทำให้เป็นเลเซอร์เนื้อเยื่ออ่อนที่ใช้งานได้จริงและเป็นที่นิยมมากที่สุด เลเซอร์ที่ใช้ในการแพทย์มีหลายประเภท เช่น Argon, Carbon Dioxide (CO2), Dye, Excimer, Nd:YAG และอื่นๆ
การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์สามารถใช้กับรอยโรคที่ไม่เป็นอันตรายและร้ายกาจในอวัยวะต่างๆ ซึ่งเรียกว่าการบำบัดด้วยความร้อนคั่นระหว่างหน้าด้วยเลเซอร์ การใช้งานที่สำคัญในปัจจุบัน ได้แก่ การลดลงของต่อมไทรอยด์ที่ไม่เป็นพิษเป็นภัย
เมื่อเทียบกับวิธีการทำความสะอาดแบบดั้งเดิม เช่น การทำความสะอาดแรงเสียดทานเชิงกล การทำความสะอาดการกัดกร่อนของสารเคมี การทำความสะอาดของเหลวและของแข็ง และการทำความสะอาดอัลตราโซนิกความถี่สูง การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์มีข้อดีที่ชัดเจน
1. การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์เป็นวิธีการทำความสะอาด "สีเขียว" ไม่จำเป็นต้องใช้สารเคมีและน้ำยาทำความสะอาดใด ๆ การทำความสะอาดของเสียนั้นเป็นผงแข็งโดยทั่วไป ขนาดเล็ก จัดเก็บง่าย รีไซเคิลได้ สามารถแก้ปัญหามลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมได้อย่างง่ายดาย ปัญหาที่เกิดจากการทำความสะอาดด้วยสารเคมี 2. วิธีการทำความสะอาดแบบดั้งเดิมมักเป็นการทำความสะอาดการกัดกร่อนของสารเคมี การทำความสะอาดของเหลวและของแข็ง การทำความสะอาดอัลตราโซนิกความถี่สูง และวิธีการทำความสะอาดแบบดั้งเดิมอื่นๆ
2. วิธีการทำความสะอาดแบบดั้งเดิมมักเป็นการทำความสะอาดแบบสัมผัส การทำความสะอาดพื้นผิวของวัตถุมีแรงทางกล ความเสียหายต่อพื้นผิวของวัตถุหรือสารทำความสะอาดที่ติดอยู่กับพื้นผิวของวัตถุที่จะทำความสะอาด ไม่สามารถลบออกได้ ส่งผลให้รอง มลพิษ การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์แบบไม่กัดกร่อนและไม่สัมผัสเพื่อแก้ไขปัญหาเหล่านี้
3. เลเซอร์สามารถส่งผ่านใยแก้วนำแสง และหุ่นยนต์และหุ่นยนต์เพื่อให้ตรงกับ ง่ายต่อการบรรลุการดำเนินงานทางไกล สามารถทำความสะอาดวิธีดั้งเดิมไม่ง่ายที่จะเข้าถึงชิ้นส่วน ซึ่งในบางสถานที่อันตรายที่จะใช้สามารถมั่นใจได้ ความปลอดภัยของบุคลากร
4. การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์สามารถขจัดมลพิษประเภทต่างๆ บนพื้นผิวของวัสดุต่างๆ เพื่อให้ได้ความสะอาดที่ไม่สามารถทำได้โดยการทำความสะอาดทั่วไป และไม่สามารถทำลายพื้นผิวของวัสดุได้ในกรณีที่เลือกทำความสะอาดพื้นผิวของสารมลพิษ
5. การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์มีประสิทธิภาพสูงและประหยัดเวลา
6. การซื้อระบบทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ แม้ว่าการลงทุนครั้งแรกเพียงครั้งเดียวจะสูงกว่า แต่ระบบทำความสะอาดสามารถใช้งานได้อย่างมีเสถียรภาพในระยะยาว ต้นทุนการดำเนินงานต่ำ เพียงค่าไฟฟ้าต่อชั่วโมง
พูดง่ายๆ ก็คือ สำหรับโลหะ เซรามิก ยางสำหรับยางรถยนต์ ฯลฯ ต้นทุนต่ำ ผลลัพธ์ที่ดีไม่ทำให้พื้นผิวเสียหาย เหมาะอย่างยิ่ง
แม่พิมพ์ยางและการทำความสะอาดแม่พิมพ์อื่นๆ:
ผู้ผลิตยางล้อทั่วโลกผลิตยางล้อหลายร้อยล้านเส้นในแต่ละปี และต้องทำความสะอาดแม่พิมพ์ยางอย่างรวดเร็วและวางใจได้ในระหว่างกระบวนการผลิตเพื่อประหยัดเวลาหยุดทำงาน วิธีการทำความสะอาดแบบดั้งเดิม ได้แก่ การเป่าด้วยทราย การทำความสะอาดด้วยอัลตราโซนิกหรือคาร์บอนไดออกไซด์ ฯลฯ แต่วิธีการเหล่านี้มักจะต้องอยู่ในความร้อนสูงของแม่พิมพ์หลังจากทำความเย็นหลายชั่วโมง จากนั้นจึงย้ายไปที่อุปกรณ์ทำความสะอาดเพื่อทำความสะอาด การทำความสะอาดใช้เวลานาน และง่ายต่อการทำลายความแม่นยำของแม่พิมพ์ ตัวทำละลายเคมีและเสียงรบกวนยังก่อให้เกิดความปลอดภัยและการปกป้องสิ่งแวดล้อมและปัญหาอื่นๆ ใช้วิธีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์เนื่องจากสามารถใช้เลเซอร์ในการส่งใยแก้วนำแสงได้ดังนั้นการใช้ความยืดหยุ่นที่ลึก เนื่องจากวิธีการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์สามารถเชื่อมต่อกับตัวนำแสงไฟเบอร์ออปติกไปยังมุมที่ตายแล้วของแม่พิมพ์หรือไม่ง่ายในการถอดชิ้นส่วนของการทำความสะอาด จึงใช้งานง่าย เนื่องจากยางไม่เกิดก๊าซจึงไม่เกิดก๊าซพิษซึ่งส่งผลต่อความปลอดภัยของสภาพแวดล้อมในการทำงาน เทคโนโลยีการทำความสะอาดแม่พิมพ์ยางรถยนต์ด้วยเลเซอร์ถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมยางรถยนต์จำนวนมากในยุโรปและสหรัฐอเมริกา แม้ว่าต้นทุนการลงทุนเริ่มต้นจะสูง แต่สามารถประหยัดเวลาสแตนด์บาย หลีกเลี่ยงความเสียหายของแม่พิมพ์ ความปลอดภัยในการทำงาน และประหยัดวัตถุดิบในการผลิต โดยการฟื้นตัวอย่างรวดเร็ว ตามอุปกรณ์ทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ในสายการผลิตของ บริษัท ยาง การทดสอบการทำความสะอาดแสดงให้เห็นว่าเพียง 2 ชั่วโมงเท่านั้นที่สามารถออนไลน์เพื่อทำความสะอาดชุดแม่พิมพ์ยางรถยนต์ขนาดใหญ่ชุดใหญ่ เมื่อเทียบกับวิธีการทำความสะอาดทั่วไป ผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจนั้นชัดเจน
การเปรียบเทียบผลของการทำความสะอาดยางและแม่พิมพ์ด้วยเลเซอร์
ในอุตสาหกรรมอาหาร ซึ่งจำเป็นต้องเปลี่ยนชั้นอีลาสโตเมอร์กันการติดบนแม่พิมพ์เป็นระยะเพื่อรับรองสุขอนามัย การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์โดยไม่ใช้สารเคมีเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานนี้
การทำความสะอาดเหล็ก
การทำความสะอาดเหล็กโดยทั่วไปใช้วิธีการในประเทศคือการล้างด้วยกรด มลพิษร้ายแรงของสิ่งแวดล้อม การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ในพื้นที่นี้ในสถานะของการวิจัยและพัฒนา หากประสบความสำเร็จ จะเป็นการปฏิวัติทางเทคโนโลยี
กล่าวโดยสรุป การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์เป็นเทคโนโลยีที่น่าทึ่ง การใช้งานไม่ได้จำกัดเฉพาะในด้านความงามทางการแพทย์ ศัลยกรรม ฯลฯ เท่านั้น การพัฒนาในอุตสาหกรรมได้เกิดขึ้นแล้ว การใช้งานในระดับนานาชาติ (การใช้งานจริงในอุตสาหกรรมคือปี 2560) ในประเทศในปี 2562 เริ่มต้นขึ้น ดาวแห่งสิ่งแวดล้อมในวันพรุ่งนี้นี้จะเปล่งประกายและเปล่งประกายอย่างแน่นอน
