[实用新型]激光高效清洗系统

说明书

本实用新型公开了一种激光高效清洗系统，包括激光器阵列、集束光纤以及与集束光纤输出端连接的激光输出头，所述激光器阵列包括若干阵列分布的激光器单元，所述集束光纤包括由若干与各个激光器单元一一对应的传输光纤集束而成，各个激光器单元产生的激光分别经对应的传输光纤传输到激光输出头，并由激光输出头准直、整形和聚焦后向外输出。采用以上技术方案，通过激光器阵列配合集束光纤能够灵活地控制输出激光束的总能流大小，输出激光的能流密度高，可以快速达到需要的能量进行激光清洗，极大提高了清洗效率和清洗效果，增大了适用范围，能够实现高效率、大范围、高质量、低成本的激光清洗作业。

技术领域

本实用新型涉及激光表面处理技术领域，具体涉及一种激光高效清洗系统。

背景技术

在工业生产和日常生活中，各类设备和产品表面会不可避免的附着来自环境的或自身运行产生的各类污染物。这些污染物会对设备和产品的表面美观和功能性能产生严重影响。此外，在船舶和飞机的日常维护中，由于船舶常年处在高盐分潮湿的环境中，船舶的各处非常容易锈蚀，同样的，飞机的定期维保过程中也需要对表面漆层进行彻底的去除。

目前常规的做法是采用一系列物理或者化学的清洁手段来去除这些污染物。手工/机械打磨法存在费时费力、容易损伤基底、工作环境差等缺点；化学清洗法存在清洗选择性强、化学药剂的回收和排放处理很难、环境污染严重等问题；喷丸清洗法存在成本较高、劳动强度大、对操作者危害大等缺点。因此，常规的清洁技术和方法存在环境污染、效率低下、劳动强度大、易损物件等缺点。

因此，应运而生了一种激光清洗技术，激光清洗利用高能量密度的激光束照射工件表面，使表面的污物、锈斑或涂层发生瞬间蒸发或剥离，从而达到洁净化的工艺过程。激光辐照待清洗物体表面至少可以产生三个方面的作用：1)热膨胀效应，即利用基底与表面污染物对某一波长激光能量吸收系数的差别，使基底物质与表面污物吸收能量产生热膨胀，从而克服基底对污染物的吸附力而脱落；2)分子的光分解或相变，即在瞬间使污垢分子或使人为涂上的辅助液膜汽化、分解、蒸发或爆沸，使表面污垢松散并随此作用脱离基底表面；3)激光脉冲的冲击振动效应，利用高频率的脉冲激光辐照待清洗表面，使光束转变为声波产生共振使污垢层或凝结物振动碎裂。激光清洗技术具有绿色环保、精细精准、无损微损、远程高效等优点，能够有针对性的调节激光参数，对多种表面污染物进行安全有效的清洗。

现有的激光清洗系统尽管在激光器类型、激光参数、操作方法上存在差异，但主要都是利用脉冲或者连续激光作为单一能量场作用于对象表面，使得清洗的效果受到一定局限；并且激光器功率较小，清洗效率也会受到限制。特别是一些采用单光纤输出的激光器，当待清洗工件的宽度较大时，需要增大工件表面与光束调整系统之间的距离，从而会导致照射在工件表面的激光光斑面积过大而使其能量密度过低，无法保证清洗质量和清洗效率。

解决以上问题成为当务之急。

实用新型内容

为解决现有激光清洗系统清洗质量和效率低下的技术问题，本实用新型提供了一种激光高效清洗系统。

其技术方案如下：

一种激光高效清洗系统，其要点在于，包括激光器阵列、集束光纤以及与集束光纤输出端连接的激光输出头，所述激光器阵列包括若干阵列分布的激光器单元，所述集束光纤包括由若干与各个激光器单元一一对应的传输光纤集束而成，各个激光器单元产生的激光分别经对应的传输光纤传输到激光输出头，并由激光输出头准直、整形和聚焦后向外输出。

采用以上结构，多个激光器单元产生的激光通过集束光纤传输到激光输出头输出，并且，通过对激光器阵列的单元化、模块化设计，可独立控制每个激光器单元来控制总输出功率，每个激光器单元可同步输出，也可独立控制输出功率、重复频率等参数。与传统的单路激光清洗技术相比，输出激光的能流密度高，可以快速达到需要的能量进行激光清洗，极大提高了清洗效率和清洗效果，增大了适用范围，能够实现高效率、大范围、高质量、低成本的激光清洗作业。