高端製造和節能減排對先進製程的需求日益迫切。在工業表面處理方面，迫切需要技術和工藝的全面升級。傳統的工業清洗工藝，如機械摩擦清洗、化學腐蝕清洗、強衝擊清洗、高頻超音波清洗等，不僅清洗週期長，而且難以實現自動化，對環境造成不良影響，無法達到清洗目的。效果。不能很好地滿足精細加工的需要。
精密雷射清洗機：工業清洗的顛覆者
然而，隨著環保、高效、高精度之間的矛盾日益突出，傳統的工業清洗方式受到極大的挑戰。同時，各種有利於環保、適合超精加工領域零件的清洗技術也隨之出現，雷射清洗技術就是其中之一。
雷射清潔概念
雷射清洗是利用聚焦雷射作用於材料表面，使表面污染物迅速汽化或剝離，達到對材料表面進行清潔的技術。與各種傳統的物理或化學清洗方法相比，雷射清洗具有無接觸、無耗材、無污染、精度高、無損傷或損傷小等特點，是新一代工業清洗技術的理想選擇。
雷射清洗機工作原理
雷射清洗機的原理比較複雜，可能同時包括物理過程和化學過程。在許多情況下，物理過程是主要過程，同時伴隨一些化學反應。主要過程可分為氣化過程、激波過程、振盪過程三類。
氣化過程
當高能量雷射照射在材料表面時，表面吸收雷射能量並將其轉化為內能，使表面溫度迅速升高並達到材料的汽化溫度以上，從而使污染物被分解。出來。當表面污染物對雷射的吸收率明顯高於基材時，通常會發生選擇性汽化。一個典型的應用案例是石材表面污垢的清潔。如下圖所示，石材表面的污染物對雷射有很強的吸收，很快就被汽化。當污染物移除後，雷射照射在石材表面，吸收較弱，較多的雷射能量被石材表面散射，石材表面的溫度變化較小，保護石材表面不受傷害。
當使用紫外線波段的雷射清潔有機污染物時，會發生典型的基於化學的過程，稱為雷射燒蝕。紫外線雷射具有短波長和高光子能量。例如，KrF準分子雷射的波長為248 nm，光子能量高達5 eV，比CO2雷射光子能量（0.12 eV）高40倍。如此高的光子能量足以破壞有機物的分子鍵，使有機污染物中的CC、CH、CO等吸收雷射的光子能量後被斷裂，導致熱解氣化並從表面去除。
衝擊過程
衝擊過程是雷射與材料相互作用過程中發生的一系列反應，然後在材料表面形成衝擊波。在衝擊波的作用下，表面污染物被破碎，成為從表面剝離的灰塵或碎片。造成衝擊波的機制有很多，包括等離子體、蒸氣和快速熱膨脹和收縮。以等離子體衝擊波為例，可以簡單了解雷射清洗中的衝擊過程如何去除表面污染物。隨著超短脈寬（ns）和超高峰值功率（107-1010 W/cm2）雷射的應用，即使表面輕微吸收激光，表面溫度仍會急劇上升，瞬間達到汽化溫度。上方，在材料表面上方形成蒸氣，如下圖(a)所示。蒸氣的溫度可達104 – 105 K，可電離蒸氣本身或周圍的空氣，形成等離子體。等離子體會阻擋雷射到達材料表面，材料表面的汽化可能會停止，但等離子體會繼續吸收雷射能量，溫度會繼續升高，形成局部狀態超高溫高壓，在材料表面產生瞬間1-100kbar的壓力。衝擊力逐漸轉移到材料內部，如下圖（b）和（c）所示。在衝擊波的作用下，表面污染物被分解成微小的灰塵、顆粒或碎片。當雷射移離照射位置時，等離子體消失並局部產生負壓，污染物的顆粒或碎片被從表面去除，如下圖（d）所示。
振盪過程
在短脈衝的作用下，材料的加熱和冷卻過程極為迅速。由於不同材料的熱膨脹係數不同，在短脈衝雷射的照射下，表面污染物與基材會發生不同程度的高頻熱脹冷縮，產生振盪，導致污染物從表面剝離。在該剝離過程中，可能不會發生材料的蒸發，並且可能不會產生等離子體。相反，在振盪作用下在污染物和基底的界面處形成的剪切力破壞了污染物和基底之間的結合。 。研究表明，當雷射的入射角稍微增大時，可以增加雷射與顆粒污染物和基體界面的接觸，可以降低雷射清洗的閾值，振盪效果更加明顯，並且清洗效果更好。但入射角不宜太大。太大的入射角會降低作用於材料表面的能量密度，削弱雷射的清潔能力。
雷射清洗機的產業應用
模具產業
雷射清洗機可以實現模具的非接觸式清洗，對模具表面非常安全，可以保證其精度，並且可以清洗傳統清洗方法無法去除的亞微米污垢顆粒，從而真正實現無污染、高效、優質的清潔。
精密儀器業
精密機械產業經常需要去除零件上用於潤滑和耐腐蝕的酯類和礦物油，通常採用化學方法，而化學清洗常常會留下殘留物。雷射脫酯可以徹底去除酯類和礦物油，且不會傷害零件表面。雷射促進零件表面薄氧化層的爆炸性氣化，形成衝擊波，從而去除污染物而不是機械相互作用。
鐵路業
目前鋼軌焊接前清理均採用砂輪、砂帶研磨式清理，對基體損傷嚴重，殘餘應力嚴重，每年消耗大量砂輪耗材，成本高，造成嚴重後果。雷射清洗可以為我國高鐵線路鋪設生產提供優質高效的綠色清洗技術，解決上述問題，消除無縫軌孔、灰點等焊接缺陷，提高我國高鐵線路的穩定性和安全性。
航空工業
飛機表面在使用一定時間後需要重新上漆，但噴漆前需要將原來的舊漆徹底清除。化學浸泡/擦拭是航空領域主要的脫漆方法。這種方法造成大量的化學輔助廢棄物，並且無法實現局部維護和脫漆。這個過程工作量大，而且有害健康。雷射清潔可以高品質去除飛機蒙皮表面的油漆，並且可以輕鬆實現生產自動化。目前，雷射清洗技術已應用於一些高階車型的維修。
船舶工業
目前，船舶的生產前清理主要採用噴砂方法。噴砂方法對周圍環境造成了嚴重的粉塵污染，已逐漸被禁止，導致船舶製造商減產甚至停產。雷射清洗技術將為船舶表面防腐噴塗提供綠色無污染的清洗解決方案。
武器
雷射清洗技術已廣泛應用於武器維修領域。雷射清洗系統可以有效率且快速地去除鐵鏽和污染物，並且可以選擇清洗部位，以實現清洗的自動化。採用雷射清洗，不僅清潔度高於化學清洗工藝，對物體表面幾乎沒有損傷。透過設定不同的參數，雷射清洗機還可以在金屬物體表面形成緻密的氧化物保護膜或金屬熔化層，以提高表面強度和耐腐蝕性。雷射清除的廢物基本上不污染環境，而且還可以遠距離操作，有效減少了對操作人員健康的損害。
建築外觀
越來越多的摩天大樓拔地而起，建築外牆的清潔問題也日益突出。雷射清洗系統透過光纖很好地清潔建築物的外牆。最大長度70公尺的解決方案可以有效清潔各種石材、金屬和玻璃上的各種污染物，其效率遠高於常規清潔。它還可以去除建築物內各種石材上的黑點和污漬。雷射清洗系統對建築物和石碑的清洗試驗表明，雷射清洗對於保護古老建築的外觀具有良好的效果。
電子業
電子業採用雷射去除氧化物：電子業要求高精度去污，雷射除氧尤為適合。在焊接電路板之前，必須對元件引腳進行徹底脫氧，以確保最佳的電氣接觸，並且在去污過程中不得損壞引腳。雷射清洗可以滿足使用要求，而且效率非常高，每根針只需要照射一次雷射。
核電廠
雷射清洗系統也用於核電廠反應器管道的清洗。它利用光纖將高功率雷射光束引入反應器內，直接清除放射性塵埃，被清理物易於清洗。而且由於是遠距離操作，工作人員的安全能夠得到保證。
概括
現今先進製造業已成為國際競爭的製高點。雷射清洗機作為雷射製造的先進系統，在工業發展上具有巨大的應用價值。大力發展雷射清洗技術對於經濟社會發展具有非常重要的戰略意義。