• Mekanisme pembersihan kering: Ablasi termal adalah mekanisme utama. Ketika energi laser bekerja pada lapisan oksida, permukaan menyerap sejumlah besar energi, mengubah mekanisme ablasi berdasarkan intensitas energi dan membentuk berbagai morfologi permukaan. Pada energi rendah, lapisan oksida sebagian dihilangkan dengan area yang meleleh kembali minimal; pada energi sedang, lapisan oksida dihilangkan sepenuhnya dengan kerusakan yang dapat diabaikan; pada energi tinggi, meskipun lapisan oksida dihilangkan, terjadi kerusakan substrat yang signifikan, membentuk struktur permukaan seperti punggung bukit.
• Mekanisme pembersihan basah: Pada kepadatan energi rendah, mekanisme utamanya adalah gelombang kejut yang diinduksi laser; pada kepadatan energi tinggi, ablasi termal dan ledakan fasa mendominasi. Selama pembersihan, pendinginan dan pemanasan cepat paduan titanium membentuk paduan titanium martensitik. Ketika kepadatan energi mencapai nilai tertentu, permukaan berubah menjadi permukaan menonjol berstruktur nano, yang sangat penting untuk aplikasi selanjutnya dari material paduan titanium.

Kereta Api Cepat: Pengecatan pada Bodi Kereta dari Paduan Aluminium

• Cat tipis (ketebalan ≤ 40μm): Sumber cahaya laser dengan panjang gelombang yang memiliki tingkat penyerapan cat rendah menghasilkan hasil yang lebih baik melalui getaran termal.
• Cat tebal: Diperlukan sumber cahaya laser dengan panjang gelombang yang memiliki tingkat penyerapan cat tinggi, menggunakan mekanisme ablasi untuk penghapusan.
• Pengelupasan cat merah: Mekanisme pengelupasan utama untuk cat merah adalah getaran. Selama pembersihan, energi laser menembus substrat, dan tekanan termal yang dihasilkan oleh kenaikan suhu substrat menyebabkan cat terkelupas. Seluruh lapisan cat dapat dihilangkan, meninggalkan morfologi seperti jaringan longgar dari sisa cat pada permukaan paduan aluminium.
• Penghilangan cat biru: Dengan masukan energi laser yang sama, cat biru mencapai suhu yang lebih tinggi daripada cat merah tetapi menimbulkan tegangan termal substrat yang lebih rendah. Ketika suhu cat mencapai titik didih, cat tersebut dihilangkan melalui penguapan, disertai dengan mekanisme gabungan seperti delaminasi, pembakaran, dan kejutan plasma.

Kapal Laut: Karat pada Permukaan Lambung Baja Kekuatan Tinggi

• Pembersihan kering untuk menghilangkan karat: Mekanisme utama penghilangan karat pada lambung baja berkekuatan tinggi selama pembersihan kering adalah penguapan lapisan oksida setelah penyerapan energi. Gaya reaksi ke bawah yang dihasilkan selama penguapan oksida permukaan membantu menghilangkan lapisan oksida yang lebih tebal.
• Penghilangan karat dengan laser yang dibantu lapisan cairan: Mekanisme utamanya adalah ledakan fase tetesan cairan setelah penyerapan energi, yang menghasilkan gaya tumbukan untuk menghilangkan lapisan karat. Pendidihan eksplosif lapisan cairan meningkatkan efek mekanisme ledakan fase pada penghilangan karat, memungkinkan penghilangan lapisan oksida permukaan yang lebih baik tetapi kesulitan dengan oksida yang tertanam dalam. Mekanisme penghilangan lapisan karat yang berbeda memengaruhi aliran logam cair permukaan: dorongan lateral dari ledakan fase mendorong aliran lapisan cair untuk permukaan yang lebih rata, sementara uap oksida dari penguapan menghambat logam cair mengisi lubang.

Lingkungan Laut: Mikroorganisme Laut pada Permukaan Paduan Aluminium

• Parameter laser dan efek pembersihan: Laser dengan lebar pulsa sempit dan daya puncak tinggi mencapai hasil pembersihan yang sangat baik untuk mikroorganisme laut pada permukaan paduan aluminium.
• Mekanisme penghilangan mikroorganisme: Mekanisme penghilangan laser untuk lapisan zat polimer ekstraseluler (EPS) dan substrat teritip masing-masing adalah ablasi penguapan dan pengupasan gelombang kejut. Rantai tunggal makromolekul mikroba putus selama penyerapan multiphoton, terurai menjadi sejumlah besar atom. Di bawah aksi gabungan gelombang kejut plasma dan mekanisme ablasi, mikroorganisme laut dihilangkan secara efektif.
• Untuk zat organik seperti cat dan mikroorganisme laut: Pada kepadatan energi laser rendah, efek fotokimia memecah ikatan kimia, mengakibatkan kerusakan, perubahan warna, atau hilangnya aktivitas. Seiring peningkatan kepadatan energi, fenomena seperti ablasi, penguapan, nyala api pembakaran, dan kejutan plasma terjadi. Untuk zat anorganik seperti lapisan oksida dan karat: Tidak terjadi perubahan pada kepadatan energi rendah; ablasi dan penguapan muncul seiring peningkatan energi.

• Pembersihan Laser Warisan Budaya

  Laser berdenyut memainkan peran penting dalam pelestarian warisan budaya, memenuhi persyaratan pembersihan non-destruktif dan presisi tinggi untuk peninggalan budaya seperti artefak batu, artefak kertas, dan artefak logam.