• Mecanismo de limpieza en seco: La ablación térmica es el mecanismo principal. Cuando la energía láser actúa sobre la capa de óxido, la superficie absorbe una gran cantidad de energía, lo que modifica el mecanismo de ablación según la intensidad de la energía y genera diversas morfologías superficiales. A baja energía, la capa de óxido se elimina parcialmente con áreas refundidas mínimas; a energía moderada, la capa de óxido se elimina por completo con daños insignificantes; a alta energía, aunque se elimina la capa de óxido, se produce un daño significativo en el sustrato, formando estructuras superficiales en forma de crestas.
• Mecanismo de limpieza húmeda: A bajas densidades de energía, el mecanismo principal son las ondas de choque inducidas por láser; a altas densidades de energía, predominan la ablación térmica y la explosión de fase. Durante la limpieza, el enfriamiento y calentamiento rápidos de la aleación de titanio dan lugar a una aleación de titanio martensítica. Cuando la densidad de energía alcanza un valor específico, la superficie se transforma en una superficie nanoestructurada con protuberancias, lo cual es de gran importancia para la posterior aplicación de los materiales de aleación de titanio.

Tren de alta velocidad: Pintura sobre carrocerías de aleación de aluminio

• Pintura fina (espesor ≤ 40 μm): Las fuentes de luz láser con longitudes de onda de baja tasa de absorción de la pintura logran mejores resultados mediante vibración térmica.
• Pintura gruesa: Se requieren fuentes de luz láser con longitudes de onda de alta tasa de absorción de la pintura, utilizando un mecanismo de ablación para su eliminación.
• Eliminación de pintura roja: El principal mecanismo de eliminación de pintura roja es la vibración. Durante la limpieza, la energía láser penetra en el sustrato y la tensión térmica generada por el aumento de temperatura provoca que la pintura se desprenda. Se puede eliminar toda la capa de pintura, dejando una morfología reticular suelta de pintura residual en la superficie de la aleación de aluminio.
• Eliminación de pintura azul: Con la misma energía láser, la pintura azul alcanza una temperatura más alta que la roja, pero genera menor tensión térmica en el sustrato. Cuando la pintura alcanza el punto de ebullición, se elimina por evaporación, acompañada de mecanismos como la delaminación, la combustión y el choque de plasma.

Buques marítimos: Óxido en las superficies de los cascos de acero de alta resistencia

• Limpieza en seco para la eliminación de óxido: El principal mecanismo de eliminación durante la limpieza en seco del óxido en cascos de acero de alta resistencia es la vaporización de la película de óxido al absorber energía. La fuerza de reacción descendente generada durante la vaporización de los óxidos superficiales ayuda a eliminar las películas de óxido más gruesas.
• Eliminación de óxido mediante láser asistida por película líquida: El mecanismo principal es la explosión de fase de gotas líquidas al absorber energía, lo que genera fuerzas de impacto para eliminar las capas de óxido. La ebullición explosiva de la película líquida potencia el efecto de la explosión de fase en la eliminación del óxido, permitiendo una mejor eliminación de las películas de óxido superficiales, pero dificultando la eliminación de óxidos profundamente incrustados. Los diferentes mecanismos de eliminación de la capa de óxido afectan el flujo del metal fundido superficial: el empuje lateral de la explosión de fase promueve el flujo de la capa fundida para una superficie más plana, mientras que el vapor de óxido resultante de la vaporización impide que el metal líquido rellene las cavidades.

Entorno marino: Microorganismos marinos en superficies de aleación de aluminio

• Parámetros del láser y efectos de limpieza: Los láseres con ancho de pulso estrecho y alta potencia pico logran excelentes resultados de limpieza para microorganismos marinos en superficies de aleación de aluminio.
• Mecanismo de eliminación de microorganismos: Los mecanismos de eliminación láser para la capa de sustancia polimérica extracelular (EPS) y los sustratos de percebes son la vaporización por ablación y el desprendimiento por ondas de choque, respectivamente. Las cadenas individuales de macromoléculas microbianas se rompen durante la absorción multifotónica, descomponiéndose en un gran número de átomos. Bajo la acción combinada de los mecanismos de choque de plasma y ablación, los microorganismos marinos se eliminan eficazmente.
• Para sustancias orgánicas como la pintura y los microorganismos marinos: A bajas densidades de energía láser, los efectos fotoquímicos rompen los enlaces químicos, lo que provoca deterioro, decoloración o pérdida de actividad. A medida que aumenta la densidad de energía, se producen fenómenos como ablación, vaporización, llamas de combustión y choque de plasma. Para sustancias inorgánicas como las películas de óxido y el óxido: No se producen cambios a bajas densidades de energía; la ablación y la vaporización aparecen a medida que aumenta la energía.

• Limpieza láser del patrimonio cultural

  Los láseres pulsados ​​desempeñan un papel crucial en la preservación del patrimonio cultural, ya que cumplen con los requisitos de limpieza no destructiva y de alta precisión para reliquias culturales como objetos de piedra, objetos de papel y objetos de metal.