用于清洁复合材料生产模具的激光清洁技术具有自动化和更高功率清洁等特点。

复合材料零件制造商越来越多地使用激光清洁系统来清洁生产模具，提高了效率，降低了成本，同时也改善了这些公司的环境影响和工人操作条件。

复合材料成型工具有各种尺寸和几何形状，由各种材料制成，包括钢、铝和殷钢。传统上，模具是使用手动研磨方法、介质喷砂或化学物质进行清洁的，但这些技术也带来了自身的挑战。例如，研磨清洁可能会产生灰尘和挥发物，对员工健康产生负面影响。它还可能导致模具表面退化、过早磨损和残留物积聚的可能性。同时，介质爆破或使用化学物质都是苛刻而激进的程序，随着时间的推移，有可能损坏模具并改变其形状。

用于复合材料制造的龙门式激光清洗系统。

激光清洗提供了一种替代方案，该方案使用高能光脉冲以高精度去除树脂、生产残留物、脱模剂、氧化物、油和其他不需要的物质。该技术可确保底层基材不受损坏，从而显著延长模具的生命周期。Loop Technology（英国的多切斯特、布里斯托尔和谢菲尔德）是一家将激光清洁与机器人和龙门系统集成在一起的专家，指出市场上已经有多种解决方案可以满足行业清洁需求。例如，对于某些应用，自动激光清洁系统可以以高达22平方米/小时的速度净化具有复杂表面轮廓的非常大的结构。激光清洗也可用于制备碳纤维增强聚合物（CFRP）面板以进行粘合，或用于无损检测的各种零件表面。

激光清洗基础

激光清洗复合材料制造中使用的由殷钢制成的航空航天模具工具。

激光清洗使用烧蚀从指定表面去除材料。纳秒长的激光脉冲指向目标材料。通过精确控制激光参数，如波长、脉冲持续时间和能量强度，不需要的材料或残留物被升华和去除，而不会损坏底层结构。该过程结合了热烧蚀、光解降解和冲击波。由于不同材料对激光能量的吸收程度不同，因此根据模具材料调整激光参数。

激光清洗系统有两种不同的操作模式。脉冲激光清洁器以短而明显的脉冲或脉冲发射激光能量。每个脉冲都有一个特定的持续时间，并由不发射的时段隔开。这非常适合基于精度或冲击的清洁任务，如从需要保存的基材上去除薄膜和残留物。或者，连续波激光器发出稳定、不间断的光束，非常适合重型清洁任务，如去除金属工具上的铁锈、油漆和其他涂层。

激光清洗技术的发展

激光器本身的发明可以追溯到1960年，当时Theodore H.Maiman在美国休斯研究实验室展示了第一台可工作的红宝石激光器，该激光器建立在前几十年的工作基础上，包括1917年阿尔伯特·爱因斯坦( Albert Einstein)在受激发射方面的工作。另一个重要的里程碑发生在1972年，当时约翰·阿斯穆斯(John Asmus)正在试验脉冲红宝石激光来分析雕像表面，他发现了它作为清洁应用的额外潜力。脉冲红宝石激光器是这些早期用于清洁的最常见类型，主要是在研究环境中进行的。

随着该领域的发展，引入了其他类型的激光器，如Nd:YAG激光器，其产生的光通常波长为1064纳米。激光器是一种独特的技术，可以调节激光腔储存和释放能量的能力，将短而高功率的能量脉冲引导到表面，目前用于清洁小型精密模具或清除电路板上的残留物。气体激光器在20世纪90年代紧随其后。例如， 二氧化碳激光器使用二氧化碳、氮气和氦气的混合物来产生一束强大的聚焦红外光，可以去除油漆、油脂和铁锈。然而，它们后来被证明更适合净化的技术所取代。

其中最新的是固态光纤激光器，它使用掺杂有镱、铒或钕等稀土元素的薄而柔韧的光纤。光纤激光器因其相对高效、通用性、紧凑性和长寿命而被认为是复合材料制造中清洁任务的热门选择。连续光纤激光器通常用于大型工作，如从大型海洋结构物上剥离油漆和涂层，为检查或翻新做准备，以及清洁制造厂的大型模具和机械。这些脉冲激光器是精确去除材料的理想选择，不仅适用于检查和无损检测准备，也适用于温和清洁。

满足各种模具清洁需求的技术

激光清洗能够精确清洁金属、塑料和复合材料，这推动了其在工业制造中的广泛应用。 此外，对高功率激光清洗系统的需求不断增加，向环保和无损清洗方法以及混合加工技术的转变，也催生了更多的自动化解决方案。这就是Loop Technology为进一步发展做出贡献的地方。

Loop Technology的营销主管汤姆·特纳(Tom Turner)表示：“Loop Technology凭借其在复合材料、自动化和激光清洗方面的经验，根据行业需求和不断发展的技术，不断优化其激光清洗和系统服务范围。”。 

一个例子是FibreLINE，它可以包括激光清洗。该系统是一种高速自动化的端到端复合材料预成型解决方案。它提供大型干燥碳纤维层和其他复合材料的切割、分类、拾取、成型、放置、固结和检查，长度可达20米，并通过一套末端执行器实现。它具有自动激光清洗功能，可在复合材料零件脱模后对模具进行去污，为工艺提高了另一个效率水平。

这种龙门式激光清洗系统非常适合净化大型结构

另一个例子是CleanLASER系列，它有几种型号—低功率单元（12-100瓦）到高功率CL 1000和CL 2000型号，用于处理大面积和较厚的材料。无论是小型还是大型模具清洁，CleanLASER系列都适用于许多应用，并且还有用于去除废物和碎屑的提取系统。例如，300、500和1000瓦的装置都可以高速清洁轮胎模具，通常在30分钟内。它们提供的精度使用户能够安全地清洁微弹簧通风口，并确保碎屑不会进入模具通风口，这是介质喷砂和其他手动清洁方法可能遇到的挑战。

自动激光清洗单元包括三级自动化的LoopCLEAN产品线。在标准模型中，操作员对机器人进行编程，并通过悬架控制其运动范围。Pro型号提供了更高的精度和自动化水平。将待清洗模具的CAD模型导入系统的Robotmaster离线编程软件，并在上传进行激光清洗操作之前模拟和优化机器人路径。LoopCLEAN Pro最近被Loop Technology的一位客户用于清洁电缆制造行业的注塑模具。它为所使用的传统化学品和磨料提供了高水平的清洁，并延长了其模具的生命周期，带来了环境、健康和安全效益。该系统使用KUKA（德国奥格斯堡）Agilus机器人、CleanLASER CL 150，并配有LoopCLEAN用户界面和用于服务和支持的远程连接模块。LoopCLEAN系统可以与更强大的CleanLASER单元集成，并采用4级激光防护。

使用软件清洁汽车制动盘，无需离线编程

根据Loop Technology的说法，LoopCLEAN Auto提供了最高水平的自动化。使用RealPATH软件，系统对用户想要清洁的零件或模具工具进行3D成像，并自动生成机器人路径供激光清洁器遵循。该软件消除了潜在的奇异性、冲突和遥不可及的问题，并绕过了传统的离线编程需求。这最终提供了一个更快的清洁过程，操作员的参与要少得多。自动生成的机器人激光清洗非常适合有多个不同零件且没有现有CAD数据可供使用的行业。它最大限度地减少了机器人的停机时间，并消除了对昂贵的逆向工程的需求。

激光清洗是一种动态且快速增长的技术，越来越多地被世界各地的制造商使用。其优势和应用范围广泛，并在不断发展，在清洁工具和组件时能够实现高度的精度和效率。特别是在复合材料制造中，激光清洗可以有效地去除环氧树脂、聚酯、乙烯基酯树脂以及脱模剂和其他污染物，从而保护模具的 底层结构，这意味着工具可以多次重复使用，生产周期可以变得更加高效。