用于清潔復合材料生產模具的激光清潔技術具有自動化和更高功率清潔等特點。

復合材料零件制造商越來越多地使用激光清潔系統來清潔生產模具，提高了效率，降低了成本，同時也改善了這些公司的環境影響和工人操作條件。

復合材料成型工具有各種尺寸和幾何形狀，由各種材料制成，包括鋼、鋁和殷鋼。傳統上，模具是使用手動研磨方法、介質噴砂或化學物質進行清潔的，但這些技術也帶來了自身的挑戰。例如，研磨清潔可能會產生灰塵和揮發物，對員工健康產生負面影響。它還可能導致模具表面退化、過早磨損和殘留物積聚的可能性。同時，介質爆破或使用化學物質都是苛刻而激進的程序，隨著時間的推移，有可能損壞模具并改變其形狀。

用于復合材料制造的龍門式激光清洗系統。

激光清洗提供了一種替代方案，該方案使用高能光脈沖以高精度去除樹脂、生產殘留物、脫模劑、氧化物、油和其他不需要的物質。該技術可確保底層基材不受損壞，從而顯著延長模具的生命周期。Loop Technology（英國的多切斯特、布里斯托爾和謝菲爾德）是一家將激光清潔與機器人和龍門系統集成在一起的專家，指出市場上已經有多種解決方案可以滿足行業清潔需求。例如，對于某些應用，自動激光清潔系統可以以高達22平方米/小時的速度凈化具有復雜表面輪廓的非常大的結構。激光清洗也可用于制備碳纖維增強聚合物（CFRP）面板以進行粘合，或用于無損檢測的各種零件表面。

激光清洗基礎

激光清洗復合材料制造中使用的由殷鋼制成的航空航天模具工具。

激光清洗使用燒蝕從指定表面去除材料。納秒長的激光脈沖指向目標材料。通過精確控制激光參數，如波長、脈沖持續時間和能量強度，不需要的材料或殘留物被升華和去除，而不會損壞底層結構。該過程結合了熱燒蝕、光解降解和沖擊波。由于不同材料對激光能量的吸收程度不同，因此根據模具材料調整激光參數。

激光清洗系統有兩種不同的操作模式。脈沖激光清潔器以短而明顯的脈沖或脈沖發射激光能量。每個脈沖都有一個特定的持續時間，并由不發射的時段隔開。這非常適合基于精度或沖擊的清潔任務，如從需要保存的基材上去除薄膜和殘留物。或者，連續波激光器發出穩定、不間斷的光束，非常適合重型清潔任務，如去除金屬工具上的鐵銹、油漆和其他涂層。

激光清洗技術的發展

激光器本身的發明可以追溯到1960年，當時Theodore H.Maiman在美國休斯研究實驗室展示了第一臺可工作的紅寶石激光器，該激光器建立在前幾十年的工作基礎上，包括1917年阿爾伯特·愛因斯坦( Albert Einstein)在受激發射方面的工作。另一個重要的里程碑發生在1972年，當時約翰·阿斯穆斯(John Asmus)正在試驗脈沖紅寶石激光來分析雕像表面，他發現了它作為清潔應用的額外潛力。脈沖紅寶石激光器是這些早期用于清潔的最常見類型，主要是在研究環境中進行的。

隨著該領域的發展，引入了其他類型的激光器，如Nd:YAG激光器，其產生的光通常波長為1064納米。激光器是一種獨特的技術，可以調節激光腔儲存和釋放能量的能力，將短而高功率的能量脈沖引導到表面，目前用于清潔小型精密模具或清除電路板上的殘留物。氣體激光器在20世紀90年代緊隨其后。例如， 二氧化碳激光器使用二氧化碳、氮氣和氦氣的混合物來產生一束強大的聚焦紅外光，可以去除油漆、油脂和鐵銹。然而，它們后來被證明更適合凈化的技術所取代。

其中最新的是固態光纖激光器，它使用摻雜有鐿、鉺或釹等稀土元素的薄而柔韌的光纖。光纖激光器因其相對高效、通用性、緊湊性和長壽命而被認為是復合材料制造中清潔任務的熱門選擇。連續光纖激光器通常用于大型工作，如從大型海洋結構物上剝離油漆和涂層，為檢查或翻新做準備，以及清潔制造廠的大型模具和機械。這些脈沖激光器是精確去除材料的理想選擇，不僅適用于檢查和無損檢測準備，也適用于溫和清潔。

滿足各種模具清潔需求的技術

激光清洗能夠精確清潔金屬、塑料和復合材料，這推動了其在工業制造中的廣泛應用。 此外，對高功率激光清洗系統的需求不斷增加，向環保和無損清洗方法以及混合加工技術的轉變，也催生了更多的自動化解決方案。這就是Loop Technology為進一步發展做出貢獻的地方。

Loop Technology的營銷主管湯姆·特納(Tom Turner)表示：“Loop Technology憑借其在復合材料、自動化和激光清洗方面的經驗，根據行業需求和不斷發展的技術，不斷優化其激光清洗和系統服務范圍。”。 

一個例子是FibreLINE，它可以包括激光清洗。該系統是一種高速自動化的端到端復合材料預成型解決方案。它提供大型干燥碳纖維層和其他復合材料的切割、分類、拾取、成型、放置、固結和檢查，長度可達20米，并通過一套末端執行器實現。它具有自動激光清洗功能，可在復合材料零件脫模后對模具進行去污，為工藝提高了另一個效率水平。

這種龍門式激光清洗系統非常適合凈化大型結構

另一個例子是CleanLASER系列，它有幾種型號—低功率單元（12-100瓦）到高功率CL 1000和CL 2000型號，用于處理大面積和較厚的材料。無論是小型還是大型模具清潔，CleanLASER系列都適用于許多應用，并且還有用于去除廢物和碎屑的提取系統。例如，300、500和1000瓦的裝置都可以高速清潔輪胎模具，通常在30分鐘內。它們提供的精度使用戶能夠安全地清潔微彈簧通風口，并確保碎屑不會進入模具通風口，這是介質噴砂和其他手動清潔方法可能遇到的挑戰。

自動激光清洗單元包括三級自動化的LoopCLEAN產品線。在標準模型中，操作員對機器人進行編程，并通過懸架控制其運動范圍。Pro型號提供了更高的精度和自動化水平。將待清洗模具的CAD模型導入系統的Robotmaster離線編程軟件，并在上傳進行激光清洗操作之前模擬和優化機器人路徑。LoopCLEAN Pro最近被Loop Technology的一位客戶用于清潔電纜制造行業的注塑模具。它為所使用的傳統化學品和磨料提供了高水平的清潔，并延長了其模具的生命周期，帶來了環境、健康和安全效益。該系統使用KUKA（德國奧格斯堡）Agilus機器人、CleanLASER CL 150，并配有LoopCLEAN用戶界面和用于服務和支持的遠程連接模塊。LoopCLEAN系統可以與更強大的CleanLASER單元集成，并采用4級激光防護。

使用軟件清潔汽車制動盤，無需離線編程

根據Loop Technology的說法，LoopCLEAN Auto提供了最高水平的自動化。使用RealPATH軟件，系統對用戶想要清潔的零件或模具工具進行3D成像，并自動生成機器人路徑供激光清潔器遵循。該軟件消除了潛在的奇異性、沖突和遙不可及的問題，并繞過了傳統的離線編程需求。這最終提供了一個更快的清潔過程，操作員的參與要少得多。自動生成的機器人激光清洗非常適合有多個不同零件且沒有現有CAD數據可供使用的行業。它最大限度地減少了機器人的停機時間，并消除了對昂貴的逆向工程的需求。

激光清洗是一種動態且快速增長的技術，越來越多地被世界各地的制造商使用。其優勢和應用范圍廣泛，并在不斷發展，在清潔工具和組件時能夠實現高度的精度和效率。特別是在復合材料制造中，激光清洗可以有效地去除環氧樹脂、聚酯、乙烯基酯樹脂以及脫模劑和其他污染物，從而保護模具的 底層結構，這意味著工具可以多次重復使用，生產周期可以變得更加高效。