激光清洗技术最早可以追溯到20 世 纪 60 年 代 ，近年来逐渐成为世界工业制造领域的研究与开 发热点之一，被称为“21 世纪更具有发展潜力的绿色清洗技术。
激光清洗的原理
激光清洗技术的优势
激光清洗采用激光束照射金属表面，能够瞬间去除金属表面的氧化层、锈蚀物质以及油污等杂质。该过程无需使用任何化学药剂、清洗液，也不需要其他外加介质，节能且高效。
传统清洗方法往往容易造成表面的磨损或污染，而激光清洗能够有针对性地高效去除金属表面指定区域的污染物，且不会对基材产生任何损害，实现无接触、无损伤的精细清洁。
激光清洗过程中不会产生任何有害气体、废水、废渣等污染物，符合现代工业环保的严格要求。随着环保要求日益严格，激光清洗的环保特性无疑使其成为越来越多企业的清洁解决方案。
激光清洗不仅适用于金属表面的锈蚀去除，还可用于油污、涂层、油漆的去除，尤其在船舶修复、航空航天、轨道交通等行业具有极大的应用潜力。无论是大规模的工业生产，还是小型的修复加工，激光清洗都能提供高效的清洗方案。
激光清洗技术的应用
(1) 激光清洗电子元器件
半导体行业发展过程中，其硅晶元掩模表面的污染微粒的清洗一直都是一大难题。传统的化学清洗会造成极大的污染，而机械清洗和超声清洗方法又无法达到所需的清洗效果。随着科技发展，半导体、微电子设备越来越小，需要清洗的微粒尺寸也越来越小，清洗难度越来越大，而激光清洗技术的出现为这一问题提供了新的解决方案,相关研究与应用得到迅速发展。
由于电子元件表面脆弱以及器件表面常有镀膜，传统的激光烧蚀清洗存在损坏器件的风险。为解决这一问题，科学家们采用了一种新型的高效清洗技术。该技术利用高强度激光，经由汇聚透镜聚焦，诱导空气击穿形成高温高密度的激光等离子体。由于所产生的等离子体迅速向四周膨胀，压缩周围的空气，形成了强力的等离子体冲击波。
在这个过程中，高强度冲击波的力学效应使纳米粒子能够克服与基底表面的附着力，从而将粒子迅速“冲”走，实现了对表面微粒的高效清洗。
不同于传统方法，激光等离子体冲击波是在激光照射过程中通过击穿空气介质而产生球状等离子体冲击波，只作用在待洗基体表面而不影响基体本身，从而避免了对器件的伤害。
令人鼓舞的是，整个清洗过程中无需引入化学试剂的辅助，有效避免了对自然环境的负面危害。对于微电子基片常见的纳米颗粒污染问题，这一清洗技术表现出色，为解决这一难题提供了一种可行的、高效而环保的方法。
图 激光等离子体冲击波清洗微粒原理图
(2) 激光除锈
激光除锈是激光清洗技术的一项重要应用，采用高峰值功率的脉冲激光照射在锈蚀层上。
在这个过程中，激光能量被吸收，导致锈蚀层的温度急剧上升，引发膨胀、热冲击和相变等变化，最终有效地去除锈蚀层。
相对于传统的除锈工艺，激光除锈具有一系列显著优势。首先，激光除锈是非机械接触过程，不会对工件表面造成机械损伤，从而保护了工件的完整性。其设备具备高度集成度，操作灵活，容易实现自动化控制，提高了生产效率和操作的便捷性。激光技术的良好方向性使得除锈过程能够实现定位，适应于处理复杂曲面，提高了清洗的精准度。
此外，激光除锈过程产生的噪声较低，无粉尘污染，有助于创造更清洁的工作环境。总体而言，激光除锈技术在除锈过程中展现出高效、精准和环保等多方面的优势，为工业清洗领域提供了先进的解决方案。这项创新技术不仅改进了传统清洗方法，还为工业生产提供了更加可持续和环保的选择。
激光除锈的主要机制之一是通过激光束加热材料发生气化来实现锈蚀层的去除。然而，对于铁基底氧化生成的锈蚀层，由于其表面疏松多孔，厚度在几十微米到几百微米之间，脉冲激光的气化深度相对较有限。因此激光除锈的去除机制并非单一的气化烧蚀，还涉及到其他清洗机制，如等离子体冲击波和相爆炸。这意味着除了通过气化去除锈蚀层外，激光还会产生强烈的等离子体冲击波，以及相爆炸等效应，进一步协同作用于锈蚀层，确保了更为全面和彻底的清洗效果。
激光除锈效果前后对比图(图来自：陆思远.激光清洗锈蚀钢板的技术研究[D].华中科技大学,2017.)
（3）除漆工艺的应用领域
激光除漆是激光清洗领域的分支应用，加工领域十分广泛，覆盖航空航天、汽车制造、轨道交通、船舶制造、文物修复等领域。
激光除漆技术能够有效去除飞机复合材料构件表面的漆层，并保障产品的力学性能；激光清洗汽车部件的上层油漆，同时可以保证底漆的完整性和功能性。
为满足更多样化的除漆需求，在实际应用案例中，激光清洗系统可搭载自动化机器人完成更高要求的除漆任务。
激光除漆作为高科技的除漆方法，其加工效果也会受到多种因素的影响，包括漆层的类型（有机溶剂漆、水性漆、粉末涂料等），基材的类型（金属、木头、玻璃等）、表面形态（平整、曲面、不规则异形等）、激光功率和参数设置等。
如果您有除漆的加工需求，可以联系我们，我们将在实际操作过程中综合考虑和控制，确保除漆的效果和基材的性能，也有效保证加工的安全性。
结语
激光清洗技术是一种较为先进的技术，在航空航天、军工装备、电子电气等高精尖领域具有广阔的研究和应用前景。目前激光清洗技术已经在一些领域成熟应用，得益于其高效、环保、清洗效果好等特点，其应用领域也在逐渐拓宽。
激光清洗技术的发展不仅已经在除漆、除锈等领域成熟应用，近些年又有利用激光清洗金属丝表面氧化层的报道。
现有领域的拓展应用和新领域的应用是激光清洗技术发展的基础。新型激光清洗设备的研制开发以及新型激光清洗设备的开发会出现分化，发展出各种各样的功能。在未来通过与工业机器人配合实现全自动激光清洗也是可以实现的。
