本文翻译并改编自《Laser cleaning in composites manufacturing》——Gary Ottley, Business Development Manager, Loop Technology

用于清洁复合材料生产模具的激光清洗技术提供了替代更严酷、不环保方法的方案，具有自动化和更高功率清洁等特点。

在航空复合材料制造车间里，一套搭载IPG激光器的cleanLASER系统的龙门式清洗设备正在高效运作。随着绿色制造理念的深化，这种无接触、零污染的清洁技术正在引发复合材料行业的效率革命。

01、复合材料制造中的激光清洗技术

复合材料零件制造商越来越多地采用激光清洗系统来清洁生产模具，在提高效率和降低成本的同时，也改善了环境影响和工人工作条件。

复合材料成型模具具有各种尺寸和几何形状，由钢、铝和殷钢等多种材料制成。传统上采用手工打磨、喷砂或化学清洗，但这些方法存在固有缺陷。例如研磨清洗会产生粉尘和挥发物，影响员工健康，并可能导致模具表面退化、过早磨损和残留物积聚。而喷砂或化学清洗属于强腐蚀性工艺，长期使用会损伤模具并改变其形状。

应用于复合材料制造的龙门式激光清洗系统

激光清洗采用高能脉冲激光精确去除树脂、生产残留、脱模剂、氧化物、油污等物质。该技术能确保基材不受损，显著延长模具寿命。IPG cleanLASER的合作伙伴英国Loop Technology公司专门将激光清洗与机器人及龙门系统集成，指出目前市场上已有多种满足工业清洁需求的解决方案。例如自动激光清洗系统每小时可处理达22平方米的复杂表面大型结构，还可用于碳纤维增强塑料（CFRP）面板的粘接准备及无损检测表面处理。

02、激光清洗基本原理

激光清洗通过烧蚀作用去除表面材料。将纳秒级激光脉冲定向照射目标材料，通过精确控制波长、脉宽和能量强度等参数，使污染物升华去除而不损伤基底结构。该过程结合了热烧蚀、光解降解和冲击波效应。由于不同材料对激光能量吸收率不同，需要根据模具材质调整参数。

激光清洗系统有两种工作模式：脉冲式激光清洗机通过短脉冲进行精密清洗，适用于去除需要保留基材的薄膜和残留物；连续激光器提供持续光束，适合去除金属工具上的锈蚀、油漆等厚涂层。

使用IPG cleanLASER激光清洗殷钢制造的航空模具工具

03、满足多样化需求的清洗技术

激光清洗技术对金属、塑料和复合材料的精准清洁能力推动了其在工业制造中的广泛采用。此外，对高功率激光清洗系统日益增长的需求、向环保无损清洁方法的转变以及混合加工技术催生了更多自动化解决方案，这正是IPG cleanLASER与Loop Technology共同做出进一步发展的领域。

这种龙门式激光清洗系统是净化大型结构的理想选择

Loop Technology市场主管Tom Turner表示："依托在复合材料、自动化和激光清洗领域的经验，Loop Technology正根据行业需求和技术演进持续优化其激光清洗及系统服务范围。"

典型案例是包含激光清洗功能的FibreLINE系统。该高速自动化端到端复合材料预制解决方案通过一套末端执行器，实现了长达20米的干碳纤维层板及其他复合材料的切割、分拣、拾取、成型、放置、固结和检测。该系统可选配自动激光清洗模块，用于复合材料部件脱模后的模具净化，为工艺流程增添额外效率层级。

配备了IPG cleanLASER激光清洗机的全自动激光清洗机器人

为这套系统提供激光清洗支持的是IPG cleanLASER CL系列，涵盖12-100瓦低功率机型到处理大面积厚材料的高功率CL-1000和CL-2000。无论小型或大型模具清洁，该系列均适用，并配备废料清除系统。例如300、500和1000瓦机型均可在30分钟内完成轮胎模具高速清洁，其精度使用户能安全清理微弹簧排气孔，避免喷砂等传统方法可能导致的模腔排气孔堵塞问题。

激光清洗作为一项动态快速发展的技术，正被全球制造商日益广泛应用。其优势和用途既广泛又持续扩展，在清洁工具和部件时实现高精度与高效率。特别是在复合材料制造中，该技术能有效去除环氧树脂、聚酯、乙烯基酯树脂及脱模剂等污染物，保留模具的底层结构，使工具可重复使用多次，显著提升生产周期效率。

IPG cleanLASER CL-1000

激光清洗机

• 1000瓦连续激光功率

• 二极管泵浦光源

• 自动化现场总线通信

• 可选空冷或水冷却

• 可选配光束切换

• 适用于可靠工业应用

• 实时控制，TFT触摸屏显示可视化激光参数

• 提供适用于手动和自动化应用的各种激光光学器件

*IPG在上海、深圳、武汉均配备了专业的应用实验室，如您有任何打样需求，欢迎取得联系