航空業界ではレーザー洗浄はどのように機能するのでしょうか?

レーザー洗浄技術航空宇宙産業では、主に航空機機体の表面処理に使用されています。航空機の修理・整備においては、基本的に表面の古い塗装を除去し、新しいオイルを吹き付ける必要があります。サンドブラストやスチールブラシサンディングなどの伝統的な方法で塗装を行います。表面の清掃塗膜。

世界で、レーザー洗浄システム航空業界では長年、レーザー洗浄技術が用いられてきました。航空機の表面は一定期間後に再塗装する必要がありますが、塗装前に元の古い塗装を完全に除去する必要があります。従来の機械的な塗装除去方法は、航空機の金属表面に損傷を与えやすく、安全な飛行に潜在的な危険をもたらします。複数のレーザー洗浄システムを使用することで、エアバスA320では金属表面を損傷することなく、2日以内に塗装を完全に除去することができます。

航空機表面洗浄におけるレーザー洗浄の物理的原理：

1. レーザーから放射されたビームは、処理対象の表面の汚染層によって吸収されます。
2. 大きなエネルギーが吸収されると、急速に膨張するプラズマ（高度にイオン化された不安定なガス）が形成され、衝撃波が発生します。
3. 衝撃波により汚染物質が破片に砕かれ、除去されます。
4. 処理対象の表面を損傷する熱の蓄積を避けるために、光パルス幅は十分に短くなければなりません。
5. 実験により、金属表面に酸化物が存在すると、金属表面にプラズマが生成されることが示されています。

航空機外板のレーザー塗装除去（レーザー洗浄）実験は、レーザー照射量2～6 J/cmexpで実施されました。SEMおよびEDS分析実験の結果、最適なレーザー塗装除去プロセスパラメータは5 J/cmexpであることが分かりました。航空機の飛行安全は最重要事項であり、偶発的な損失は許されません。したがって、レーザー塗装除去技術を航空機整備に広く活用するには、航空機の非破壊洗浄を実現する必要があります。

異なるレーザーエネルギー密度条件下で、航空機外板のリベット穴の洗浄後のフレッティング摩擦および摩耗特性をレーザー洗浄プロセスによって調査し、また、外板の他の部品の摩擦および摩耗特性を評価しました。機械研磨およびレーザー洗浄後のサンプルと比較した結果、レーザー洗浄は航空機外板表面のどの部品の摩擦および摩耗特性も低下させないことが示されました。

レーザー洗浄後の航空機外板表面の残留応力、微小硬度、および耐腐食性能を評価した。機械研磨およびレーザー洗浄と比較して、レーザー洗浄は航空機外板表面の微小硬度および耐腐食性を低下させないことが示された。しかしながら、レーザー洗浄後、航空機外板表面には塑性変形が生じるため、レーザー洗浄技術を用いて航空機外板表面を処理する際には特に注意する必要がある。

航空機整備においては、航空機表面の塗装を除去し、機体外板の腐食欠陥や疲労亀裂の有無を検査し、飛行事故を回避する必要があります。そのため、機体外板表面の塗装を丁寧に除去する工程では、下地を損傷しないように細心の注意を払う必要があります。

従来の塗装除去プロセスには、機械洗浄、超音波洗浄、化学洗浄などが含まれます。これらの洗浄技術は比較的成熟した洗浄技術ですが、依然として多くの欠陥があります。例えば、機械研削洗浄法は基材に損傷を与えやすく、化学洗浄法は環境汚染を引き起こします。また、超音波洗浄法はワークピースのサイズによって制限されるため、大型部品の洗浄は容易ではありません。

近年、レーザー技術の急速な発展に伴い、レーザー洗浄技術はより自動化され、より鮮明で、より安価な洗浄技術へと進化しました。レーザー洗浄技術は、塗装や錆の除去、タイヤの金型洗浄、文化財保護、核浄化などに広く応用されています。

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