[发明专利]一种微重力环境无尘激光清洗装置和方法有效

专利信息
申请号: 202011430132.X 申请日: 2020-12-09
公开(公告)号: CN112570386B 公开(公告)日: 2022-05-24
发明(设计)人: 高勇;陈颖平;秧红兵;陶江华;何治海 申请(专利权)人: 云南电网有限责任公司临沧供电局
主分类号: B08B7/00 分类号: B08B7/00;B08B7/04
代理公司: 昆明正原专利商标代理有限公司 53100 代理人: 金耀生;亢能
地址: 677099 云*** 国省代码: 云南;53
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摘要:
搜索关键词: 一种 重力 环境 激光 清洗 装置 方法
【说明书】:

发明涉及一种微重力环境无尘激光清洗装置和方法,该装置包括设于待清洗件上方的滚筒,滚筒带动涂覆有热熔胶层的树脂薄膜在待清洗件上方运动,所述树脂薄膜上方设有聚焦镜,聚焦镜上方设有扫描振镜,扫描振镜一侧设有激光器,激光器产生的激光束经过扫描振镜的反射和聚焦镜的聚焦,依次透过树脂薄膜和树脂薄膜下表面涂覆的热熔胶层,最终作用到待清洗工件表面,本发明解决空间站等微重力环境下固体灰尘漂浮的问题,很好的避免了固体灰尘对后续清洗的影响以及对环境、操作人员的伤害。

技术领域

本发明涉及激光清洗领域,尤其是一种微重力环境无尘激光清洗装置和方法。

背景技术

激光清洗技术被认为是未来最有前景的清洗技术。它是利用待清洗物质在激光作用下发生热效应、光效应、声效应、力效应从而脱离基体材料的一种技术,具有无需使用任何化学试剂、非接触式、不损伤基体、清洗后的固态粉末颗粒易通过吸尘系统收集处理,对人体和环境几乎没有伤害等优点。近几年迅速成为工业制造领域的关注热点,广泛用于航天、航空、船舶、高铁、汽车、模具、核电和海洋等领域。如今,它已经成为能够清洗大量不同基材表面的可靠技术,正在走向大规模的工业应用。

在激光清洗过程中,会产生很多残渣、碎片,这些飞扬的固体灰尘一部分在重力作用下重新跌落到已清洗或待清洗工件表面,影响清洗效果;另一部分会悬浮于空气中,对操作人员、设备以及环境造成危害。

为解决这一问题,国内外进行了大量研究,已经发明了许多除尘装置,最常见的方法就是采用吹气机构将工件表面的固体粉尘吹除。方法之二就是采用抽风装置产生负压,将固体粉尘吸入收集容器中,再统一处理。第三种方法对前两种方法进行结合,同时采用吹气机构和抽风机构,既能够将激光清洗的固体粉末吹除,又能够收集并回收粉末,解决的粉末漂浮在空气中的问题,这种方法十分有效,但设备复杂。

现有技术通过吹气装置将激光对产品表面清理时所产生的固体粉末的吹除,解决了固体粉末对后续清洗的干扰问题,但未解决空气中固体废弃物的污染;还有在激光清洗头上加装抽风嘴,实现固体粉末的同步吸除,这种装置结构简单,具有一定的效果,但很难将工件表面的粉末完全吸除干净;还有的在清洗机构的两侧分别设置吹风机构和抽风机构,采用高压气体吹除工件表面固体粉末,同时采用抽风机构对粉末进行回收,有效规避了前两种方法的缺陷。

上述现有技术在一定程度上解决了地球上激光清洗过程中的除尘问题,而在太空、月球等微重力环境下,一方面,由于固体粉末不受重力或重力很小,导致他们漂浮时间更长、范围更广,收集难度加大;另一方面,由于环境为真空状态,无法采用抽风机构收集固体粉末。此外,地球上采用的吹风机构和抽风机构对于空间站、月球基地等场所来说体积过于庞大复杂。

发明内容

为了解决上述问题,本发明提出了一种微重力环境无尘激光清洗装置和方法,采用表面覆有热熔胶的树脂薄膜粘附激光清洗过程中产生的残渣和碎片,解决空间站等微重力环境下固体灰尘漂浮的问题。

本发明的技术方案是:

一种微重力环境无尘激光清洗装置,包括设于待清洗件上方的滚筒,滚筒带动涂覆有热熔胶层的树脂薄膜在待清洗件上方运动,所述树脂薄膜上方设有聚焦镜,聚焦镜上方设有扫描振镜,扫描振镜一侧设有激光器,激光器产生的激光束经过扫描振镜的反射和聚焦镜的聚焦,依次透过树脂薄膜和树脂薄膜下表面涂覆的热熔胶层,最终作用到待清洗工件表面。

进一步地,激光器的激光功率为3-30000W,扫描速度为10-7000mm/s,扫描间距为0.01-1mm。

进一步地,所述树脂薄膜对1.06μm波长的光纤激光或YAG激光具有良好透过性的树脂薄膜。

进一步地,所述激光器为光纤或YAG激光器。

本发明的一种微重力环境无尘激光清洗方法,包括如下步骤:

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