淺談激光除漆技術(shù)在直升機(jī)除漆方面的應(yīng)用

胡雨松，高長超，莫少覽

（1.南京航空航天大學(xué)，江蘇 南京 2 111062；2.成都國營錦江機(jī)器廠，四川 成都 610043）

直升機(jī)是一種高性能、高要求的飛行器，其表面的涂裝涂層除漆和重新噴涂是日常維護(hù)保養(yǎng)中必不可少的環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的直升機(jī)除漆方法主要包括機(jī)械刮除和化學(xué)去除兩種方式，但這些方法存在一些不足，如效率低下、損傷表面、環(huán)保性差等問題。隨著激光技術(shù)的發(fā)展，激光除漆技術(shù)已經(jīng)成為直升機(jī)除漆的新選擇。激光除漆技術(shù)基于激光脈沖對(duì)漆層和底漆層的作用，實(shí)現(xiàn)了漆層和基層的分離，同時(shí)在保證除漆效率的前提下，減少了對(duì)表面的損傷，具有高效、環(huán)保、可控等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用。因此，本文將從激光除漆技術(shù)的基本原理和優(yōu)點(diǎn)出發(fā)，結(jié)合直升機(jī)除漆的實(shí)際需求，探討激光除漆技術(shù)在直升機(jī)除漆方面的應(yīng)用，并探討其在這一領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)和不足，以及未來的發(fā)展前景。

1 激光除漆技術(shù)的基本原理和優(yōu)點(diǎn)

1.1 激光脈沖作用下漆層和底漆層分離的原理

激光除漆技術(shù)基于激光脈沖對(duì)涂層和基層的作用，實(shí)現(xiàn)了漆層和基層的分離。激光脈沖能夠產(chǎn)生瞬間高溫和壓力，使得漆層與基層之間的黏結(jié)力瞬間下降，漆層隨之脫離。激光除漆技術(shù)利用了激光的單色性、高亮度、方向性等特點(diǎn)，通過調(diào)整激光參數(shù)，即激光功率、脈沖寬度、重復(fù)頻率、光斑大小等參數(shù)，控制激光脈沖對(duì)表面的作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同材質(zhì)和不同厚度的涂層進(jìn)行除漆。

計(jì)算激光脈沖能量密度的公式：能量密度=脈沖能量/光斑面積。其中，脈沖能量的單位為焦耳（J），光斑面積的單位為平方毫米（mm2）。

計(jì)算激光除漆速度的公式：速度=激光功率/漆層厚度。其中，激光功率的單位為瓦特（W），漆層厚度的單位為微米（μm）。

（1）除漆效率。激光除漆技術(shù)：平均除漆速度為30 ～50cm2/min；化學(xué)除漆技術(shù)：平均除漆速度為5 ～10cm2/min。

（2）表面損傷。激光除漆技術(shù)：表面損傷深度小于10μm；化學(xué)除漆技術(shù)：表面損傷深度約為20 ～30μm。

（3）環(huán)保性。激光除漆技術(shù)：無污染物排放，無化學(xué)品使用；化學(xué)除漆技術(shù)：產(chǎn)生大量廢液和有毒氣體排放，對(duì)環(huán)境造成污染。

1.2 除漆效率、環(huán)保、表面損傷等優(yōu)點(diǎn)

激光除漆技術(shù)相比傳統(tǒng)的除漆方法，具有很多優(yōu)點(diǎn)。

（1）高效率。激光除漆技術(shù)除漆速度快、效率高，可將漆層在短時(shí)間內(nèi)除去，不影響整機(jī)的正常使用，提高了直升機(jī)的維修效率。

（2）環(huán)保性好。激光除漆技術(shù)使用的是光能，不會(huì)產(chǎn)生任何化學(xué)廢物或有害氣體，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。

（3）表面損傷小。激光除漆技術(shù)可以精確控制激光功率和作用時(shí)間，能夠減小對(duì)表面的損傷，避免劃痕、劃傷等問題，同時(shí)能保留底漆層，減少再次噴涂的難度和成本。

（4）控制精度高。激光除漆技術(shù)可以通過調(diào)整激光參數(shù)，如激光功率、光斑大小等，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同材質(zhì)和不同厚度的涂層進(jìn)行除漆，并精確控制去漆深度和面積，使得除漆效果更加精確和可控。

（5）多功能性。激光除漆技術(shù)還可以與其他表面處理技術(shù)結(jié)合，如噴砂、化學(xué)除漆等，實(shí)現(xiàn)表面處理的多種方式，從而滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求。

2 激光除漆技術(shù)在直升機(jī)除漆方面的應(yīng)用

2.1 除漆前的表面處理和準(zhǔn)備

在進(jìn)行激光除漆前，需要對(duì)直升機(jī)表面進(jìn)行必要的準(zhǔn)備工作，以保證激光除漆的效果和質(zhì)量。主要包括以下幾個(gè)方面。

（1）清洗表面雜質(zhì)。在進(jìn)行除漆前，需要對(duì)直升機(jī)表面進(jìn)行清洗，將表面的塵土、油污、污漬等雜質(zhì)清除干凈，以確保激光能夠充分作用在漆層上，不被表面雜質(zhì)影響。

（2）磨光表面。除了清洗表面雜質(zhì)外，還需要對(duì)表面進(jìn)行磨光，將表面凹凸不平的部分修整平整，以確保激光脈沖能夠均勻地作用在表面，避免局部過度熱損傷和表面不平整的問題。

（3）選擇合適的激光參數(shù)。根據(jù)不同的涂層厚度和不同的表面材質(zhì)，需要選擇合適的激光參數(shù)，包括激光功率、脈沖寬度、重復(fù)頻率、光斑大小等參數(shù)，以確保除漆效果和除漆深度的精準(zhǔn)控制。

2.2 除漆參數(shù)的優(yōu)化與控制

除了選擇合適的激光參數(shù)外，還需要進(jìn)行除漆參數(shù)的優(yōu)化和控制，以確保除漆效果和除漆質(zhì)量。主要包括以下幾個(gè)方面。

（1）優(yōu)化激光參數(shù)。除漆過程中，需要對(duì)激光參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，包括激光功率、光斑大小等參數(shù)的調(diào)整，以確保除漆效率和質(zhì)量的提高。

（2）控制除漆深度。除漆深度的控制是除漆過程中非常關(guān)鍵的一步，需要根據(jù)不同的涂層厚度和表面材質(zhì)，以及激光參數(shù)的選擇進(jìn)行精準(zhǔn)控制，避免過度除漆或者未能徹底除漆的問題。

（3）控制除漆面積。除漆面積的控制也是除漆過程中非常關(guān)鍵的一步，需要根據(jù)除漆范圍和需要保留的底漆層進(jìn)行精準(zhǔn)控制，避免除漆過程中對(duì)底漆層的損傷。

不同的直升機(jī)表面材料和漆層厚度可能需要不同的參數(shù)組合來達(dá)到最佳的除漆效果和質(zhì)量。激光功率和掃描速度是兩個(gè)重要的參數(shù)，激光功率較高可以提高除漆效率，掃描速度較快可以縮短除漆時(shí)間。脈沖重復(fù)頻率和激光波長也會(huì)對(duì)除漆效果產(chǎn)生影響。焦距的選擇要根據(jù)直升機(jī)表面的形狀和大小來調(diào)整，以保證激光能夠充分覆蓋表面。通過對(duì)這些參數(shù)的優(yōu)化，可以實(shí)現(xiàn)高效、環(huán)保的直升機(jī)除漆過程。

2.3 除漆過程的監(jiān)測(cè)和質(zhì)量評(píng)估

激光除漆過程中，除了對(duì)除漆參數(shù)的控制外，還需要對(duì)除漆過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和質(zhì)量評(píng)估，以確保除漆效果和除漆質(zhì)量。主要包括以下幾個(gè)方面。

（1）監(jiān)測(cè)除漆深度。除漆深度的監(jiān)測(cè)是除漆過程中非常重要的一步，需要通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)除漆深度，確保除漆的精準(zhǔn)控制，避免過度除漆或者未能徹底除漆的問題。

（2）評(píng)估除漆質(zhì)量。除漆質(zhì)量的評(píng)估也是除漆過程中非常重要的一步，需要通過評(píng)估除漆面的平整度、毛刺情況、氧化程度等參數(shù)，確保除漆質(zhì)量符合要求，避免除漆過程中對(duì)底漆層的損傷。

（3）監(jiān)測(cè)除漆過程中的廢料。除漆過程中產(chǎn)生的廢料需要進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和處理，避免對(duì)環(huán)境造成污染和危害。

除漆過程中的監(jiān)測(cè)和質(zhì)量評(píng)估需要借助一些相關(guān)的設(shè)備和工具，包括激光除漆機(jī)、除漆深度測(cè)量儀、表面粗糙度測(cè)試儀、廢料處理設(shè)備等。

3 激光除漆技術(shù)在直升機(jī)除漆中的優(yōu)勢(shì)和不足

3.1 優(yōu)勢(shì)

（1）除漆效率和效果的提高。與傳統(tǒng)除漆方法相比，激光除漆技術(shù)具有更高的除漆效率和更好的除漆效果。激光除漆技術(shù)采用激光脈沖的方式，可以快速分離漆層和底漆層，大大縮短了除漆時(shí)間。此外，激光除漆技術(shù)可以根據(jù)不同漆層材質(zhì)的特性進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的除漆效果。

（2）環(huán)保性和表面損傷的減少。傳統(tǒng)的除漆方法通常會(huì)使用化學(xué)劑和研磨工具，這些方法會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，并且容易損傷直升機(jī)表面的金屬材質(zhì)。而激光除漆技術(shù)是一種非接觸式的除漆方法，可以避免上述問題的發(fā)生，同時(shí)保持直升機(jī)表面的原始狀態(tài)，減少表面損傷。

（3）減少二次污染。傳統(tǒng)的除漆方法通常會(huì)產(chǎn)生大量的廢料和化學(xué)廢液，難以處理，容易造成二次污染。而激光除漆技術(shù)可以通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和廢料處理設(shè)備的使用，減少廢料產(chǎn)生和二次污染的風(fēng)險(xiǎn)。在激光除漆過程中，除漆參數(shù)的優(yōu)化和控制是非常重要的。

3.2 不足

（1）技術(shù)和設(shè)備的成本。激光除漆技術(shù)需要使用激光器、光纖傳輸系統(tǒng)、光束控制系統(tǒng)等高精密度的設(shè)備，成本較高，對(duì)使用單位的經(jīng)濟(jì)實(shí)力有一定的要求。

（2）除漆參數(shù)的調(diào)試難度。激光除漆技術(shù)需要針對(duì)不同的漆層材質(zhì)進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化和調(diào)試，對(duì)技術(shù)人員的要求較高，需要有一定的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)和操作技能。

（3）除漆深度的控制難度。激光除漆技術(shù)雖然可以實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的除漆效果，但除漆深度的控制也是一個(gè)難點(diǎn)。如果除漆深度不夠或者過深，都會(huì)影響除漆效果和除漆質(zhì)量。

4 激光除漆技術(shù)在直升機(jī)除漆中的發(fā)展和展望

隨著激光技術(shù)的發(fā)展，激光除漆技術(shù)已經(jīng)逐漸成為直升機(jī)除漆的主要方法。而且，該技術(shù)在其他領(lǐng)域中也有廣泛的應(yīng)用，如汽車、飛機(jī)等。在未來，激光除漆技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)將是進(jìn)一步提高技術(shù)的效率、降低成本、減少損傷和污染，以及擴(kuò)大應(yīng)用范圍等。

4.1 激光除漆技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展

在激光除漆技術(shù)的基礎(chǔ)上，科學(xué)家和工程師已經(jīng)開始開發(fā)新的技術(shù)來進(jìn)一步提高除漆效率和降低成本。例如，采用多波長激光技術(shù)、自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)技術(shù)、納米材料輔助技術(shù)等，這些新技術(shù)可以更好地適應(yīng)復(fù)雜表面的需求，使得激光除漆技術(shù)在直升機(jī)除漆領(lǐng)域中更加成熟和普及。

4.2 應(yīng)用范圍的擴(kuò)大和技術(shù)優(yōu)化

除了直升機(jī)除漆領(lǐng)域，激光除漆技術(shù)還可以在其他領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。例如，在汽車維修和制造中，可以使用激光除漆技術(shù)來減少涂料去除對(duì)環(huán)境的污染和減少對(duì)車身的損傷。在飛機(jī)制造和維護(hù)中，激光除漆技術(shù)也可以有效地去除漆層和底漆層，減少底漆的使用和環(huán)境污染。隨著技術(shù)的進(jìn)步，激光除漆技術(shù)的應(yīng)用范圍將進(jìn)一步擴(kuò)大。

4.3 未來的發(fā)展方向和前景

未來，激光除漆技術(shù)的發(fā)展方向和前景將更加廣闊。隨著環(huán)保意識(shí)的不斷提高，激光除漆技術(shù)將成為重要的環(huán)保技術(shù)之一。同時(shí)，隨著新材料、新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，激光除漆技術(shù)將不斷完善，可以更好地適應(yīng)各種不同的表面材料和形狀。另外，隨著激光除漆技術(shù)的進(jìn)一步普及和成熟，其設(shè)備和技術(shù)的成本也將逐漸降低，從而更加普及和應(yīng)用。目前，激光除漆技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、火車、船舶等大型交通工具的除漆領(lǐng)域。未來，激光除漆技術(shù)還有望在汽車、建筑等領(lǐng)域得到更廣泛的應(yīng)用。另外，激光除漆技術(shù)還可以結(jié)合其他技術(shù)，如化學(xué)除漆、機(jī)械除漆等，形成更加完善的除漆系統(tǒng)，提高除漆效率和效果。

除此以外，激光除漆技術(shù)還可以與其他工業(yè)應(yīng)用相結(jié)合，形成更多的應(yīng)用場(chǎng)景。例如，在制造業(yè)中，激光除漆技術(shù)可以用于去除工件上的表面涂層，以便進(jìn)行下一步的加工和處理。在航空航天領(lǐng)域，激光除漆技術(shù)可以用于去除飛機(jī)上的污垢和銹跡，提高飛機(jī)的表面質(zhì)量和飛行性能。在軍事領(lǐng)域，激光除漆技術(shù)可以用于去除軍用裝備上的標(biāo)識(shí)和涂裝，提高其隱蔽性和安全性。

5 結(jié)語

總之，激光除漆技術(shù)在直升機(jī)除漆領(lǐng)域已經(jīng)取得了顯著的成果，并且具有廣闊的發(fā)展前景。未來，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，激光除漆技術(shù)將會(huì)在更多的領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，并且對(duì)環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展都將產(chǎn)生積極的影響。