قدمت المقالة السابقة وظائف ومزاياأجهزة التنظيف بالليزر المحمولةاليوم، دعونا نستكشف كيفأجهزة التنظيف بالليزر المحمولةيمكن استخدامها في الحياة اليومية.
تتمتع تقنية التنظيف بالليزر بمجموعة واسعة من التطبيقات، بما في ذلك الصناعات التالية بشكل أساسي:
١. النقل بالسكك الحديدية: تُوضع مسارات السكك الحديدية في بيئات مفتوحة، وهي عرضة للصدأ (أو تراكم الأوساخ) بسهولة نتيجة المطر والتعرض لأشعة الشمس وعوامل أخرى. قد يؤدي تراكم الصدأ والأوساخ الشديد على سطح السكة وجوانبها الداخلية إلى ضعف توجيه الدوائر، مما يؤثر على نقل إشارات السكك الحديدية ويعرض سلامة القطارات للخطر.
تُستخدم حاليًا طريقتان رئيسيتان لإزالة الصدأ والأوساخ من قضبان السكك الحديدية العاملة: الطحن اليدوي، وآلات إزالة صدأ وطحن القضبان الكبيرة. يُعد الطحن اليدوي الطريقة الأساسية لصيانة السكك الحديدية، إلا أنه يتطلب جهدًا كبيرًا، ويصعب تشغيله، وغير فعال، ويؤدي بسهولة إلى إتلاف القضبان، ويصعب ضمان جودة التنظيف. أما آلات إزالة صدأ وطحن القضبان الكبيرة، فهي قوية وضخمة، وتتطلب مولدات وقاطرات خاصة بها للتشغيل. قبل التشغيل، يلزم وضع خطط نقل، ويشغل العمل في الموقع المسار، مما يؤثر على حركة القطارات. علاوة على ذلك، فإن تكاليفه مرتفعة، وله تأثير كبير على البيئة المحيطة. من ناحية أخرى، يُعد التنظيف بالليزر طريقة تنظيف جديدة ظهرت في السنوات الأخيرة. تتميز معدات التنظيف بالليزر بأنها مناسبة للتشغيل الفردي، وتتميز بانخفاض تكلفتها، وصديقة للبيئة، وعالية الكفاءة، وتوفر تنظيفًا عالي الجودة دون إتلاف ركيزة السكك الحديدية، ولا تتطلب خطط نقل بالسكك الحديدية، ويمكن تشغيلها بسهولة بيد واحدة أو تلقائيًا عن بُعد. هذه المزايا لا يمكن تعويضها في طرق التنظيف الحالية، وسيحل التنظيف بالليزر محل الطرق التقليدية تدريجيًا؛ وآفاق تطويره واعدة بلا شك.
٢. معدات التنظيف بالليزر في صناعة السيارات: في صناعة السيارات، قد يؤدي استخدام زيوت التشحيم المستخدمة في السحب أو التبريد ومثبطات الصدأ إلى تلويث مكونات السيارة، مما يؤثر سلبًا على جودة عمليات الوصل أو الربط عالية الطاقة اللاحقة. يجب أن تستوفي اللحامات والروابط في مكونات مجموعة نقل الحركة معايير جودة صارمة؛ لذلك، يُعد التنظيف الشامل لأسطح الوصلات أمرًا بالغ الأهمية. تستغرق طرق التنظيف التقليدية وقتًا طويلاً، ولا يمكن أتمتتها، وغالبًا ما تكون لها آثار بيئية ضارة. أما التنظيف بالليزر، بفضل سرعته وأتمتته، فيزيل بقايا السطح تمامًا، مما ينتج عنه لحامات وروابط قوية وخالية من الفجوات والشقوق الدقيقة. علاوة على ذلك، يتميز التنظيف بالليزر بأنه لطيف وأسرع بكثير من الطرق الأخرى، وهي مزايا اكتسبت شهرة واسعة في صناعة السيارات. في التطبيقات الصناعية، يُستخدم الطلاء عادةً لحماية المعادن أو غيرها من المواد الأساسية، مما يوفر حماية من الصدأ والأكسدة والتآكل. عند تقشر الطلاء أو الحاجة إلى إعادة طلاء لأسباب أخرى، يجب تنظيف طبقة الطلاء الأصلية تمامًا. في صناعة السيارات، قبل إجراء إصلاحات رئيسية للمركبة، يجب إزالة الطلاء القديم استعدادًا لتطبيق طلاء جديد. تتعدد طرق تنظيف طلاء السيارات التقليدية، وخاصةً الميكانيكية والكيميائية. تشمل الطرق الميكانيكية إزالة الطلاء بنفث الماء عالي الضغط، والنفخ الرملي، وتلميع الفرشاة الفولاذية، بينما تعتمد الطرق الكيميائية بشكل رئيسي على الكواشف الكيميائية. تعاني هذه الطرق من عيوب مثل التكلفة العالية، واستهلاك الطاقة المرتفع، والتلوث المحتمل، وتلف سطح الطبقة السفلية، مما يجعلها تفشل تدريجيًا في تلبية المتطلبات البيئية الحديثة لطرق التنظيف. ونتيجةً لذلك، ظهرت العديد من تقنيات التنظيف الجديدة، أبرزها التنظيف بالليزر، كطريقة رئيسية، مما يُثبت تفوقه بشكل متزايد. ومن أهم مزايا تنظيف الطلاء بالليزر الإزالة الانتقائية، وعدم إحداث أي تلف للطبقة السفلية، وسرعة التنظيف.
٣. صناعة البتروكيماويات: في صناعة البتروكيماويات، تعمل المعدات في بيئات قاسية لفترات طويلة، مما يجعلها عرضة للتآكل والصدأ، مما يؤثر سلبًا على أدائها. المذيبات والمستحلبات المستخدمة لتنظيف أسطح الأنابيب لا تزيل سوى الزيوت والشحوم والغبار، ولا تزيل الصدأ والقشور والملوثات الأخرى. التنظيف بالمواد الكاشطة باستخدام الفرش السلكية يتطلب جهدًا كبيرًا، ويُسبب التلوث، كما أنه غير فعال. تُقدم تقنية التنظيف بالليزر حلاً فعالاً لهذه المشاكل.
٤. القوالب: تُعد القوالب من الآلات الأساسية في إنتاج الإطارات، وتؤثر بشكل مباشر على جودتها. تحتوي قوالب الإطارات على أنماط وعلامات معقدة، تتطلب تقنيات نقش دقيقة. ومع ذلك، تُستخدم القوالب بشكل متكرر تحت ضغط ودرجات حرارة عالية، مما يؤدي حتمًا إلى تلوثها برواسب المطاط ومواد التركيب ومواد الفصل المستخدمة في عملية الفلكنة (الملوثات الرئيسية هي الكبريتيدات والأكاسيد غير العضوية وزيت السيليكون وأسود الكربون، إلخ). يتراكم المطاط والمخلفات بسهولة في مناطق المداس والأخدود، وعندما يصل هذا التراكم إلى مستوى معين، فإنه يؤثر على شكل سطح الإطار، مما يجعله دون المستوى المطلوب أو خردة. لذلك، يُعد التنظيف المتكرر للقوالب أمرًا ضروريًا لضمان نظافة سطحها، وضمان جودة الإطارات وعمر القالب الافتراضي.
من ناحية أخرى، تُصنع مئات الملايين من الإطارات حول العالم سنويًا. يجب أن يكون تنظيف قوالب الإطارات أثناء الإنتاج سريعًا وموثوقًا به لتقليل وقت التوقف. تعاني الطرق التقليدية، مثل مواد التنظيف الكيميائية، والتنظيف بالماء عالي الضغط، والتنظيف بالثلج الجاف، من عيوب تشمل كثافة العمالة العالية، وانخفاض الكفاءة، وانخفاض السلامة، وارتفاع التكلفة. لذلك، تحتاج صناعة الإطارات بشكل عاجل إلى تقنية تنظيف عالية الكفاءة ومنخفضة التكلفة. توفر تقنية التنظيف بالليزر مزايا مهمة، مثل الكفاءة العالية، وانخفاض التكلفة، وعدم إتلاف القوالب. كما أنها تتيح عمليات التنظيف المباشر وتضمن سلامة المشغل. بالمقارنة مع طرق التنظيف التقليدية، يُحسّن التنظيف بالليزر جودة وكفاءة التنظيف بشكل كبير، ويحل مشاكل الطرق التقليدية، ويلبي تمامًا متطلبات تنظيف الإطارات السريع والموثوق.
٥. بطاريات الطاقة الجديدة: يشمل تصنيع بطاريات أيونات الليثيوم ثلاثة أجزاء: تصنيع الأقطاب الكهربائية، وتصنيع الخلايا، وتجميع البطاريات. إضافة التنظيف بالليزر إلى هذه العمليات الثلاث يُحسّن عملية تصنيع البطاريات بشكل كبير.
التنظيف بالليزر قبل طلاء الأقطاب الكهربائية: تُشكَّل الأقطاب الموجبة والسالبة لبطاريات الليثيوم عن طريق طلاء مواد أقطاب بطاريات الليثيوم على شريط معدني رفيع. أثناء عملية الطلاء، يجب تنظيف الشريط المعدني. عادةً ما يكون الشريط المعدني مصنوعًا من الألومنيوم أو النحاس. قد يؤدي التنظيف التقليدي بالإيثانول الرطب إلى إتلاف مكونات أخرى من بطارية الليثيوم بسهولة. تُحل أجهزة التنظيف الجاف بالليزر هذه المشاكل بفعالية.
تنظيف البطاريات بالليزر قبل اللحام: تُستخدم أشعة الليزر النبضية لتسليط الإشعاع المباشر على الملوثات وإزالتها، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة السطح وتمدده. يؤدي هذا التمدد الحراري إلى اهتزاز الملوثات أو الطبقة السفلية، مما يُخفف من التصاق السطح وانفصاله عنه، ويحقق إزالة البقع السطحية. تُزيل هذه الطريقة بفعالية الأوساخ والغبار من أسطح أطراف خلايا البطاريات، مما يُهيئها للحام ويُقلل من المنتجات المعيبة.
التنظيف بالليزر أثناء تجميع البطارية: لمنع حوادث السلامة في بطاريات الليثيوم، يُوضع عادةً لاصق خارجي على خلايا البطارية للعزل، مما يمنع حدوث قصر كهربائي، ويحمي الدوائر، ويمنع الخدوش. يُنظف التنظيف بالليزر للألواح العازلة وألواح التوصيل سطح الخلية، ويُخشن السطح، ويُحسّن التصاق المواد اللاصقة. علاوة على ذلك، لا يُنتج ملوثات ضارة، مما يجعله طريقة تنظيف صديقة للبيئة، وهو أمرٌ يزداد أهميةً في ظل التركيز العالمي على حماية البيئة.
٦. إزالة الصدأ بالليزر في صناعة أشباه الموصلات: مع التطور المستمر لتكنولوجيا أشباه الموصلات، تحولت أجهزة الدوائر المتكاملة المتقدمة من الهياكل المستوية إلى الهياكل ثلاثية الأبعاد. تزداد عمليات تصنيع الدوائر المتكاملة تعقيدًا، وغالبًا ما تتطلب مئات أو حتى آلاف خطوات العملية. في تصنيع أجهزة أشباه الموصلات المتقدمة، تترك كل عملية حتمًا بعض الملوثات الجسيمية، أو بقايا المعادن، أو البقايا العضوية على سطح رقاقة السيليكون. إن الانكماش المستمر لأحجام خصائص الجهاز والتعقيد المتزايد لهياكل الأجهزة ثلاثية الأبعاد يجعل أجهزة أشباه الموصلات أكثر حساسية لتلوث الجسيمات، وتركيز الشوائب، وكميتها. هذا يزيد من متطلبات تقنية التنظيف الخاصة بالجسيمات الدقيقة الملوثة على سطح قناع رقائق السيليكون. يكمن السر في التغلب على الالتصاق القوي بين الجسيمات الدقيقة الملوثة والركيزة. لا تستطيع طرق التنظيف الكيميائية والميكانيكية والموجات فوق الصوتية التقليدية تلبية هذه المتطلبات، بينما يمكن للتنظيف بالليزر حل هذا النوع من مشكلة التلوث بسهولة.
علاوة على ذلك، مع استمرار انكماش حجم أجهزة الدوائر المتكاملة، يُصبح فقدان المواد وخشونة السطح أثناء عملية التنظيف أمرًا بالغ الأهمية. يُعدّ إزالة الجسيمات دون فقدان المواد أو تلف الأنماط متطلبًا أساسيًا. تُقدّم تقنية التنظيف بالليزر مزايا لا مثيل لها مقارنةً بطرق التنظيف التقليدية، بما في ذلك التشغيل بدون تلامس، وعدم وجود تأثيرات حرارية، وعدم تلف سطح الجسم المُنظّف، وعدم وجود تلوث ثانوي. إنها طريقة التنظيف المثالية لتلوث أجهزة أشباه الموصلات.
يشهد الطلب العالمي على منتجات ومعدات التنظيف الصناعي نموًا سريعًا. لذلك، تتزايد أهمية جودة هذه المنتجات وفعاليتها في التنظيف وتأثيرها البيئي. ومع استمرار تحسن جودة المنتج، أصبح تقييم أثره البيئي أمرًا شائعًا، وتدرس العديد من الصناعات كيفية تحسين ممارسات التنظيف في الإنتاج الخطي الآلي.