ЎЈ 0ϩI HϿC BÁCH KHOA HÀ NЅI LUϯ$ ϩC Nghiên cнu нng dкng công nghЪ làm sЗch lедЧ mТt chi tiЦ дÀ Пng laser xung (Paint removal on mechanical surfaces using a pulsed laser) TRҪN QUӔC VIӊT tranquocvietbka@gmail.com Ngành Kӻ thuұt &ѫNKt &KX\rQ QJjQK &ѫNKt&KtQK [iFYj4XDQJ Kӑc GiҧQJYLrQKѭӟng dүn: PGS TS 9lj 7+$1+ 7Ô1* 7Uѭӡng: &ѫNKt HÀ NӜI, 11/2022 CӜNG HÒA Xà HӜI CHӪ 1*+Ƭ$ 9,ӊT NAM Ĉӝc lұp – Tӵ – Hҥnh phúc BҦN XÁC NHҰN CHӌNH SӰA LUҰ19Ă17+Ҥ&6Ƭ Hӑ tên tác giҧ luұQYăQ TRҪN QUӔC VIӊT ĈӅ tài luұQYăQ Nghiên cӭu ӭng dөng công nghӋ làm sҥch lӟSVѫQEӅ mһt chi tiӃW Fѫ NKt Eҵng laser xung (Paint removal on mechanical surfaces using a pulsed laser) Chuyên ngành: &ѫNKt&KtQK[iFYj4XDQJKӑc Mã sӕ HV: 20202862M Tác giҧ1JѭӡLKѭӟng dүn khoa hӑc HӝLÿӗng chҩm luұQYăQ[iF nhұn tác giҧ ÿmVӱa chӳa, bә sung luұQYăQWKHRELrQEҧn hӑp HӝLÿӗng ngày 29/10/2022 vӟi nӝi dung sau: ĈmVӱa nhӳng lӛi soҥn thҧo trình bày Ĉm WUuQKEj\Oҥi kӃt quҧ thí nghiӋm, bә sung phân tích vӅ kӃt quҧ thí nghiӋm Bә sung thêm bҧQJYjÿӗ thӏ, chӍnh sӱa bә sung thuұt ngӳ hình ҧnh cho hӧSOêKѫQ 1Jj\WKiQJQăP *LiRYLrQKѭӟng dүn Tác giҧ luұQYăQ CHӪ TӎCH HӜ,ĈӖNG Mүu 1c ĈҤI HӐC BÁCH KHOA HÀ NӜI CӜNG HOÀ Xà HӜI CHӪ 1*+Ƭ$9,ӊT NAM 75ѬӠNG &Ѫ.+Ë Ĉӝc lұp – Tӵ – Hҥnh phúc CHUYÊN NGÀNH &Ѫ +Ë&+Ë1+ ;È& 48$1* +ӐC Hӑ tên MSSV Ngành Chuyên ngành Trҫn Quӕc ViӋt 20202862M Kӻ thuұW&ѫNKt &ѫNKtChính xác Quang hӑc I ĈӅ tài luұQYăQ: Nghiên cӭu ӭng dөng công nghӋ làm sҥch lӟSVѫQEӅ mһt chi tiӃWFѫNKtEҵng laser xung (Paint removal on mechanical surfaces using a pulsed laser) GiҧQJYLrQKѭӟng dүn (Ký ghi rõ hӑ tên) II Tóm tҳt luұQYăQWKҥFVƭ: ĈӅ tài: Nghiên cӭu ӭng dөng công nghӋ làm sҥch lӟSVѫQEӅ mһt chi tiӃWFѫNKt bҵng laser xung (Paint removal on mechanical surfaces using a pulsed laser) Tác giҧ luұQYăQ 7Uҫn Quӕc ViӋt Khóa: 20202 1JѭӡL Kѭӟng dүn: 3*6 769NJ7KDQK7QJ Tӯ khóa (Keyword): Paint removal, Surface techonology, Surface cleaning, Nano second pulsed fiber laser, Laser cleaning, Laser paint stripping Nӝi dung tóm tҳt: a) Lý chӑQÿӅ tài Nhu cҫu làm sҥFKVѫQWUrQEӅ mһt chi tiӃWFѫNKtEҵQJSKѭѫQJSKiSWLrQWLӃn rҩt cҩp thiӃt, bӣi cҫn hҥn chӃ nhӳQJQKѭӧFÿiӇm cӕ hӳu cӫa nhӳQJSKѭѫQJSKiS phә WK{QJQKѭҧQKKѭӣng tӟi sӭc khӓHFRQQJѭӡi, ҧQKKѭӣng tӟLP{LWUѭӡng sӕng, phá hӫy mӝt phҫn bӅ mһt hay gây lҳQJÿӑng chҩt thҧi ӣ rãnh khe hӣ3KѭѫQJ pháp làm sҥFKVѫQEҵng fiber laser dҥng xung rҩWÿiQJÿѭӧc quan tâm bӣi có nhiӅXWtQKѭXYLӋt so vӟi FiFSKѭѫQJSKiSNKiF b) MөFÿtFKQJKLrQFӭu cӫa luұQYăQÿӕLWѭӧng, phҥm vi nghiên cӭu Nghiên cӭu ÿinh giá ÿѭӧc ҧnh hѭӣng cӫa chӃ ÿӝ công nghӋ làm sҥch lӟp sѫn bӅ mһt chi tiӃt cѫ khí bҵng laser sӧi quang bѭӟc sóng 1064 nm làm viӋc ӣ chӃ ÿӝ phát xung nano-giây c) Tóm tҳWF{ÿӑng nӝi dung YjÿyQJJySPӟi cӫa tác giҧ Bài luұQYăQQj\FyQӝi dung nguyên lý hoҥWÿӝng cӫa fiber laser dҥQJ[XQJ FѫFKӃ làm sҥch tách lӟp cho chi tiӃWÿDOӟp phӫ; thí nghiӋm thơng sӕ ҧQKKѭӣng tӟi q trình làm sҥch ҧQKKѭӣQJFѫKӑc lên bӅ mһWWUѭӟc sau làm sҥch bҵng phѭѫQJSKiSQj\ d) 3KѭѫQJ SKiSQJKLrQFӭu Nghiên cӭu lý thuyӃt kӃt hӧp vӟi thӵc nghiӋPYjÿiQKJLiNӃt quҧ e) KӃt luұn ĈҥWÿѭӧc nhӳQJ ÿiQKJLi SKkQWtFKҧQKKѭӣng thông sӕ cӫa nguӗn laser (cơng suҩt trung bình, ÿӝ rӝng xung, chu kǤ phát xung, vұn tӕc quét) ÿӃn chiӅu sâu chiӅu sâu, tӕc ÿӝ làm sҥch lӟp sѫn bӅ mһt cӫa chi tiӃt cѫ khí III Lӡi cҧPѫQ: Em xin chân thành cҧPѫQ3*6 76 9NJ Thanh Tùng, PGS TS NguyӉn Thӏ 3KѭѫQJ 0DL FQJQKyPFKX\rQP{Q &ѫNKt&KtQK[iFYj4XDQJ KӑFÿmKѭӟng dүn, hӛ trӧ em hoàn thành luұQYăQQj\(P FNJQJ[LQFҧPѫQ7UѭӡQJ &ѫNKt YjĈҥi hӑc Bách Khoa Hà NӝL ÿmWҥo dӵQJ QrQP{L WUѭӡng hӑc tұp, nghiên cӭu tuyӋt vӡLÿӇ em có nguӗn cҧm hӭQJYjQăQJOѭӧng tích cӵc cho sӵ nghiӋp Hӑc viên (Ký ghi rõ hӑ tên) MӨC LӨC MӨC LӨC DANH MӨC HÌNH Ҧ1+ĈӖ THӎ VÀ BҦNG BIӆU &Ѫ6Ӣ KHOA HӐC VÀ THӴC TIӈN CӪ$Ĉӄ TÀI 11 &+ѬѪ1* TÍNH CҨP THIӂT CӪ$Ĉӄ TÀI VÀ KHҦ 1Ă1* ӬNG DӨNG CÔNG NGHӊ LÀM SҤCH LӞ36Ѫ1%ӄ MҺT CHI TIӂ7&Ѫ.+Ë%ҴNG LASER XUNG 12 1.1 Tҫm quan trӑng cӫa viӋc làm sҥch lӟSVѫQWUrQEӅ mһt 12 1.2 Tҫm quan trӑng cӫa lӟSVѫQ 13 1.3 7tQK ѭXYLӋt khҧ QăQJӭng dөng cӫDSKѭѫQJ SKiS OjPVҥch lӟp VѫQEӅ mһt chi tiӃWFѫNKtEҵng laser dҥng xung 14 &+ѬѪ1* LӞ36Ѫ19¬9ҰT LIӊU NӄN 16 2.1 LӟSVѫQ 16 2.2 Vұt liӋu nӅn 18 2.2.1 Phân tích vӅ vұt liӋu nӅn làm sҥFKVѫQEӅ mһt bҵng laser 18 2.2.2 Chuҭn bӏ bӅ mһt vұt liӋu nӅQWUѭӟFNKLVѫQ 19 &+ѬѪ1* 3+ѬѪ1*3+È3/¬06ҤCH Bӄ MҺT CHI TIӂT &Ѫ.+Ë%ҴNG LASER XUNG 21 3.1 Laser xung 21 3.2 ѬXÿLӇm cӫa fiber laser xung 23 3.3 Fiber laser – Laser sӧi quang 23 3.3.1 Cҩu tҥo nguyên lý hoҥWÿӝng cӫa fiber laser 23 3.3.2 Cҩu tҥRYjFѫFKӃ phát xung cӫa fiber laser dҥng xung 30 3.4 1JX\rQOêWѭѫQJWiFFӫa laser vұt liӋu 33 3.4.1 Sӵ lan truyӅQQăQJOѭӧng ánh sáng vұt liӋu 33 3.4.2 &ѫFKӃ hҩp thө QăQJOѭӧng cӫa vұt liӋu 35 3.4.3 3KѭѫQJWUuQKQKLӋt 37 3.4.4 Phҧn ӭng cӫa vұt liӋu 39 3.5 &ѫFKӃ làm sҥch lӟp phӫ bҵng laser fiber xung 40 3.5.1 &ѫFKӃ làm sҥch 40 3.5.2 &iFSKѭѫQJSKiSOjPVҥch bҵng laser fiber xung 43 &+ѬѪ1* THÍ NGHIӊ0ĈÈ1+*,È9¬.ӂT LUҰN 45 4.1 MөFÿtFKWKtQJKLӋm 45 4.2 Chuҭn bӏ mүu thí nghiӋm .46 4.3 Các thiӃt bӏ sӱ dөng thí nghiӋm 47 4.4 Lӵa chӑn thơng sӕ thí nghiӋm .50 4.5 Quy trình thӵc hiӋn thí nghiӋm 51 4.6 KӃt quҧÿiQKJLiYjNӃt luұn 52 4.6.1 KӃt quҧ thí nghiӋm 52 4.6.2 ĈiQKJLi 59 4.6.3 KӃt luұn 60 TÀI LIӊU THAM KHҦO 62 PHӨ LӨC 65 PHӨ LӨ&$ &iFSKѭѫQJSKiSOjPVҥch bӅ mһt 65 A.1 Làm sҥch lӟSVѫQEӅ mһt bҵQJSKѭѫQJSKiSFѫKӑc .65 A.2 Làm sҥch lӟSVѫQEӅ mһt bҵQJSKѭѫQJSKiSKyDKӑc .67 A.3 Làm sҥch lӟSVѫQEӅ mһt bҵQJSKѭѫQJSKiSKLӋu ӭng vұt lý 68 PHӨ LӨC B: Cҩu tҥo cӫDVѫQ 71 B.1 Chҩt tҥRPjQJVѫQ 71 B.2 Bӝt màu bӝWÿӝn 71 B.3 Dung môi .73 B.4 Các chҩt phө gia 73 PHӨ LӨC C: Các tiêu chuҭn vӅ mӭFÿӝ bҭn mӭFÿӝ làm sҥch cӫa bӅ mһt 75 PHӨ LӨC D: Tiêu chuҭn vӅ ÿӝ nhám bӅ mһt 78 PHӨ LӨC E: Cҩu tҥo hӋ thӕng làm sҥch lӟSVѫQ EӅ mһt bҵng laser xung 80 E.1 Nguӗn fiber laser 80 E.2 HӋ thҩu kính chuҭn trӵc 82 E.3 HӋ JѭѫQJTXpW*DOYR 83 E.4 HӋ thҩu kính quét 84 E.5 MҥFKÿLӅu khiӇn Phҫn mӅPÿLӅu khiӇn 85 E.6 HӋ FѫNKtJiÿһWÿҫu quét chi tiӃt cҫn làm sҥch 86 DANH MӨC HÌNH ҦNH ĈӖ THӎ VÀ BҦNG BIӆU Hình 1.1 Làm sҥch lӟSVѫQWUrQYӓ máy bay phҧn lӵFWUѭӟc VѫQOҥi [2] .12 Hình 2.1 Cҩu tҥo lӟSVѫQFӫa vӓ ô tô [7] 17 Hình 3.1 Cҩu hình hoҥWÿӝQJFѫEҧn cӫa fiber laser [16] 24 Hình 3.2 Cҩu tҥo cӫa sӧi quang mӝt lӟp phӫ sӧi quang hai lӟp phӫ [17] 25 Hình 3.3 Cҩu tҥo cӫa sӧi quang hoҥWÿӝng hai lӟp phӫ cách truyӅn dүn [16].25 Hình 3.4 Quá trình hҩp thө bӭc xҥ phát xҥ tӵ phát [18] 26 Hình 3.5 Q trình phát xҥ kích thích [18] 28 Hình 3.6 KhuӃFKÿҥi laser xҧy buӗng cӝQJKѭӣng [18] 28 Hình 3.7 Cҩu trúc cӫa cách tӱ phҧn xҥ Bragg phҧn ӭng cӫa quang phә dӵa cҩu trúc triӃt suҩt [19] 29 Hình 3.8 KӃt hӧp laser tӯ nhiӅu nguӗQNKiFQKDXÿӇ WăQJF{QJVXҩWÿҫu [16]30 Hình 3.9 Cҩu hình Bӝ JLDRÿӝng – Bӝ khuӃFKÿҥi MOPA [16] 31 Hình 3.10 Cҩu hình bӝ khuӃFKÿҥi cơng suҩt PA [16] 31 Hình 3.11 DҥQJ QăQJOѭӧQJ ÿҫu cӫa tia laser a, Laser liên tөc; b, Laser xung [16] 32 +uQKĈѭӡng kính chùm laser tính theo biên dҥQJ*DXVVLDQVDXNKLÿLTXD thҩu kính hӝi tө [20] 41 +uQK&ѫFKӃ EyFWiFKVѫQ D%yFWiFKEҵng laser; b Phân hӫy nhiӋt 43 +uQK&iFSKѭѫQJSKiSOjPVҥch: a, Làm sҥch khô; b, Làm sҥch ҭm; c, Làm sҥch bҵng sóng xung kích plasma [23] 43 Hình 4.1 Vӓ phҫn hơng xe ô tô Hyundai i10 bҵng thép 46 Hình 4.2 Vӓ phҫn cҧQWUѭӟc xe tơ Hyundai i10 bҵng FRP composite .46 Hình 4.3 ThiӃt bӏ làm sҥch bҵng fiber laser xung Brimo MF50 48 Hình 4.4 ThiӃt bӏ ÿRÿӝ nhám Mitutoyo SJ-301 .49 Hình 4.5 Kính hiӇn vi Kern OBN-14 .50 Hình 4.6 Hình ҧnh lӟSVѫQWUrQEӅ mһWWUѭӟc thí nghiӋm .51 Hình 4.7 a) KӃt quҧ làm sҥch tӟi lӟp lót asphalt; b) KӃt quҧ cӕ gҳng xuyên qua lӟp lót asphalt 59 Hình 4.8 Các trình cӫa làm sҥFKVѫQWUrQEӅ mһt chi tiӃt vӓ thép 59 Ĉӗ thӏ Các thành phҫn cӫDVѫQ 16 Ĉӗ thӏ Sӵ hҩp thө cӫa mӝt sӕ vұt liӋXÿӕi vӟLFiFEѭӟc sóng laser [15] 22 Ĉӗ thӏ Ĉӝ sâu hҩp thө TXDQJÿӕi vӟi mӝt sӕ vұt liӋu dҧLEѭӟc sóng [21] 35 Ĉӗ thӏ Liên hӋ giӳa hӋ sӕ WѭӟFVѫQ36)YjPұWÿӝ ҧQKKѭӣng cӫa laser [22] 42 Ĉӗ thӏ Ĉӝ nhám Ry5 WKD\ÿәi thí nghiӋm 53 Ĉӗ thӏ Ĉӝ nhám Ry5 WKD\ÿәi thí nghiӋm 57 BҧQJĈiQKJLiFiFSKѭѫQJSKiSOjPVҥch bӅ mһt [4] 15 Bҧng Thông sӕ cӫa mӝt sӕ loҥi laser xung [15] 22 Bҧng Thông sӕ kӻ thuұt cӫa thiӃt bӏ Brimo MF50 [24] 47 Bҧng Thông sӕ kӻ thuұt cӫa thiӃt bӏ ÿRÿӝ nhám Mitutoyo SJ-301 [25] 48 Bҧng Thông sӕ kӻ thuұt cӫa kính hiӇn vi Kern OBN-14 [26] 49 Bҧng KӃt quҧ thí nghiӋPWURQJWUѭӡng hӧp 53 Bҧng KӃt quҧ thí nghiӋPWURQJWUѭӡng hӧp 55 Bҧng KӃt quҧ thí nghiӋPWURQJWUѭӡng hӧp 57 10 4.6 KӃt quҧ ÿiQK JLiYjNӃt luұn 4.6.1 KӃt quҧ thí nghiӋm 4.6.1.1 Vӟi mүu vӓ làm bҵng thép carbon thҩp Bӣi phҫQVѫQFyÿӝ sâu hҩp thө TXDQJQăQJOӟQQKѭP{Wҧ Ĉӗ thӏ 3, vұy ta cҫn công suҩWÿӍnh thҩSÿӇ lӟSVѫQEӅ mһt sӁ bӏ cháy hҩp thө QăQJ OѭӧQJ WUѭӟFYjQKDQKKѫQYұt liӋu nӅn, tҥo nӝi ӭng suҩWOjPERQJVѫQUDNKӓi bӅ mһt sóng xung kính khí thҧi tӯ q trình nhiӋt phân sӁ JL~Sÿҭy lӟSVѫQUD khӓi bӅ mһt Dӵa vào cơng thӭc trang 32, ta có: ܲ = ೌ ோ×ఛ vұ\ÿӇ công suҩt ÿӍnh thҩSWKuÿӝ rӝng xung phҧi lӟn 7URQJWUѭӡng hӧp cӫa thí nghiӋm sӁ giӳ cӕ ÿӏnh tҫn sӕ xung R=500kHz, công suҩW3 ÿӝ rӝng xung IJ QVYjWKD\ÿәi vұn tӕc quét (v) TH1: tҫn sӕ xung R=500kHz, công suҩt %3 ÿӝ rӝng xung IJ=225ns 1300 mm/s 1150 mm/s Vұn tӕc quét SA3, Ry5=35.97μm SA3, Ry5=30.49μm (v) 1000 mm/s 850 mm/s SA3, Ry5=29.83μm SA3, Ry5=26.02μm 52 700 mm/s 550 mm/s SA3, Ry5=22.11μm SA3, Ry5=40.56μm B̫ng K͇t qu̫ thí nghi͏PWURQJWU˱ͥng hͫp TH1: ZсϱϬϬŬ,nj͕йWсϭϬϬй͕ʏсϮϮϱŶƐ 45 40.56 40 35.97 ҾŶŚĄŵZy5 35 30 29.83 30.49 1000 1150 26.02 22.11 25 20 15 10 550 700 850 1300 dҺĐĜҾƋƵĠƚǀ;ŵŵͬƐͿ ҾŶŚĄ ŵ Ĉ͛ th͓ Ĉ͡ nhám Ry5 WKD\ÿ͝i thí nghi͏m Nhұn xét sau thí nghiӋm 1: có thӇ thҩy Ĉӗ thӏ 5, vұn tӕc quét ӣ 550mm/s tҥRÿӝ nhám lӟn nhҩWÿҥt nhӓ nhҩt tҥLPPVYjFy[XKѭӟQJWăQJGҫn NKLWăQJYұn tӕc quét Soi kính hiӇn vi Kern OBN-14 tҥi vұt kính x10 chөp 53 bҵng máy ҧnh macro thҩy tҩt cҧ mүXÿӅXÿҥWÿӝ sҥch SA3 KӃt luұn làm sҥch ӣ vұn tӕc quét v=700 mm/s tӕLѭX nhҩt ĈӇ thӱ nghiӋm công suҩt nguӗn tӕLѭXWURQJWKtQJKLӋm ta giӳ nguyên tҫn sӕ xung R=500Hz, vұn tӕFTXpWY PPVÿӝ rӝng xung IJ=225ns thay ÿәi công suҩt (%P) TH2: tҫn sӕ xung R=500Hz, vұn tӕFTXpWY PPVÿӝ rӝng xung IJ=225ns 100% 90% SA3, Ry5=22.11μm SA3, Ry5=20.13μm Công suҩt (%P) 54 80% 70% Không sҥFKVѫQ Khơng sҥFKVѫQ B̫ng K͇t qu̫ thí nghi͏PWURQJWU˱ͥng hͫp Nhұn xét sau thí nghiӋm 2: có thӇ thҩy giҧm %P xuӕQJGѭӟi 90%, bҵng mҳWWKѭӡQJFNJQJFyWKӇ nhұn thҩy mүu thí nghiӋPNK{QJÿѭӧc làm sҥch hӃt VѫQӢ %P=90% %P=100%, mүu thí nghiӋm xem bҵng máy ҧnh macro soi kính hiӇn vi Kern OBN-14 tҥi vұt kính [ÿӅu thҩ\ÿmÿҥt cҩSÿӝ sҥch SA3 KӃt luұn tӯ thí nghiӋm vӟi %P=90% vүQÿҥt hiӋu quҧ làm sҥch tӕt có ÿӝ nhám thҩp nhҩt, nhiên hӑc viên nhұn thҩy tӕFÿӝ làm sҥch chұPKѫQQKѭQJ sӁ kéo dài tuәi thӑ cӫa thiӃt bӏ KѫQOjNKLOjPVҥch vӟi %P=100% Trong thí nghiӋm ta WKD\ÿәLÿӝ rӝng xung (IJ giӳ nguyên thông sӕ khác ÿӇ xem xét hiӋu ӭQJPjQyÿHPOҥLFyÿ~QJYӟLSKkQWtFKEDQÿҫu hay không 55 TH3: tҫn sӕ xung R=500kHz, công suҩt P=90%, vұn tӕc quét v=700mm/s 25 ns 75 ns SA3, Ry5=27.19μm SA3, Ry5=44.75μm 125 ns 175 ns SA3, Ry5=38.02μm SA3, Ry5=27.27μm Ĉӝ rӝng xung (IJ) 56 225 ns SA3, Ry5=20.45μm B̫ng K͇t qu̫ thí nghi͏PWURQJWU˱ͥng hͫp TH3 ZсϱϬϬŬ,nj͕ǀсϳϬϬŵŵͬƐ͕йWсϵϬй 50 44.75 45 38.02 ҾŶŚĄŵZy5 40 35 30 27.27 27.19 25 20.45 20 15 10 25 75 125 175 225 ҾƌҾŶŐdžƵŶŐIJ (ns) ҾŶŚĄ ŵ Ĉ͛ th͓ Ĉ͡ nhám Ry5 WKD\ÿ͝i thí nghi͏m Nhұn xét sau thí nghiӋm 3: có thӇ thҩy Ĉӗ thӏ 6 ÿӝ QKiPWăQJGҫn NKLWKD\ÿәLÿӝ rӝng xung tӯ QVOrQQVYjÿҥt giá trӏ lӟn nhҩt ӣ QVVDXÿy ÿӝ QKiPFy[XKѭӟng giҧm dҫn tiӃp tөFWăQJJLiWUӏ ÿӝ rӝQJ[XQJYjÿҥt giá trӏ 57 thҩp nhҩt tҥi 225ns Soi kính hiӇn vi Kern OBN-14 tҥi vұt kính x10 chөp bҵng máy ҧnh macro thҩy tҩt cҧ mүXÿӅXÿҥWÿӝ sҥch SA3 KӃt luұn làm sҥch ӣ ÿӝ rӝng xung IJ=225ns tӕLѭXQKҩt, giӕng vӟi dӵ ÿRiQEDQÿҫu Vұy thông sӕ tӕLѭXFӫa thiӃt bӏ %LUPR0) ÿӇ làm sҥFKVѫQWUrQFKLWLӃt vӓ xe ô tô làm bҵng thép carbon tҫn sӕ xung R=500Hz, vұn tӕc quét Y PPVÿӝ rӝng xung IJ=225ns công suҩt %P=90% 4.6.1.2 Vӟi mүu vӓ làm bҵng FRP composite Làm sҥch lӟSVѫQWUrQEӅ mһt vұt liӋu FRP composite sӁ có nhiӅXNKyNKăQ QKѭ ÿmWUuQKEj\ӣ phҫn 2.2.1 'R ÿӝ sâu hҩp thө QăQJ Oѭӧng cӫa vұt liӋu FRP composite lӟSVѫQSKӫ gҫn giӕng nhau, vұy cҫn kiӇm sốt sӵ cháy sinh nhiӋt trình làm sҥFK3KѭѫQJ iQPj luұQYăQQj\Vӱ dөng sӱ dөng cơng suҩWÿӍnh lӟQÿӇ có cơng suҩt trung bình thҩSÿӇ tӯ ÿyKҥn chӃ sӵ cháy tӕc ÿӝ TXpWQKDQKÿӇ hҥn chӃ nhiӋt tұSWUXQJYjRÿLӇm Bên cҥQKÿyNKLEҳn tia laser thӡi gian ngҳn khoҧng – 10s nӃu thҩy có ngӑn lӱa xuҩt hiӋn sӁ dӯng bҳn khoҧng 0.5s rӗi mӟi tiӃp tөF ÿӇ hҥn chӃ tӕL ÿD Vӵ cháy hҥ nhiӋt cho tҩm nӅn FRP composite Do vұy thí nghiӋm sӁ sӱ dөQJÿӝ rӝng xung IJ=25ns nhӓ nhҩt cӫa thiӃt bӏ tӕFÿӝ quét 1300mm/s cao nhҩt cӫa thiӃt bӏ; tҫn sӕ xung vүn sӱ dөQJQKѭÿmWtQKWRiQӣ phҫn 4.4 R=500kHz, công suҩt sӱ dөng %P=90 Tuy nhiên kӃt quҧ WKXÿѭӧc cӫa trình làm sҥch chӍ làm sҥFKÿѭӧFÿӃn lӟp lót chӕQJÿiYөn chӕng rung cӫa vӓ xe QKѭHình 4.7a Lӟp làm bҵng vұt liӋu có thành phҫn chӫ yӃu asphalt, nhӵa cao su vұt liӋXY{Fѫ1Ӄu tiӃp tөc chiӃu laser vào lӟp lӟp vұt liӋu FRP composite ӣ Gѭӟi sӁ bӏ nóng chҧ\WUѭӟc YjFKi\QKѭHình 4.7b BӅ mһt lӟp lót asphalt soi kính hiӇn vi Kern OBN-14 tҥi vұt kính x10 chөp bҵng máy ҧnh macro thҩy ÿҥt ÿӝ sҥch 6$Yjÿӝ nhám bӅ mһt Ry5=21.35μm 58 a) b) Hình 4.7 a) K͇t qu̫ làm s̩ch tͣi lͣp lót asphalt; b) K͇t qu̫ c͙ g̷ng xuyên qua lͣp lót asphalt 4.6.2 ĈiQK JLi Ĉӕi vӟi làm sҥch bӅ mһt vӓ ô tô làm bҵQJWKpSÿiQKJLiÿӝ sҥch theo tiêu chuҭn ISO 8501 (Xem PHӨ LӨC C trang 75) tҩt cҧ mүu thí nghiӋm Pjÿm làm sҥFKÿѭӧc hӃWVѫQÿӅXÿҥt SA3, ÿӝ nhám bӅ mһt theo chuҭQ,62 ÿҥt tӯ Mӏn (G) Mӏn (S) trӣ lên (tham khҧo PHӨ LӨC C: Các tiêu chuҭn vӅ mӭc ÿӝ bҭn mӭFÿӝ làm sҥch cӫa bӅ mһt PHӨ LӨC D: Tiêu chuҭn vӅ ÿӝ nhám bӅ mһt &ѫ FKӃ làm sҥch chӫ yӃXÿӃn tӯ cháy, nhiӋt phân sóng xung kích nhiӋt phân kèm khí thҧi cӫDTXiWUuQKQj\ÿҭ\VѫQED\UDNKӓi vұt liӋu nӅn Hình 4.8 Các trình cͯa làm s̩FKV˯QWUrQE͉ m̿t chi ti͇t v͗ thép 59 x Quá trình 1: 6ѫQEӏ QKăQOҥi hҩp thө QăQJOѭӧng cӫa laser x Quá trình 2: LӟSVѫQEyQJYjVѫQPjXӣ bӏ bong sóng xung kích nhiӋt phân x Q trình 3: Xҧ\UDFKi\ÿӕt lӟSVѫQOyWYjÿӇ lӝ lӟSVѫQDVSKDOWErQ Gѭӟi x Quá trình 4: Lӟp asphalt hҩp thө QăQJOѭӧng laser, trình nhiӋt phân, TXDQJSKkQYjVyQJ[XQJNtFKÿiQKED\Wӯng lӟp asphalt x Quá trình 5: Sau hӃt lӟp asphalt sӁ làm sҥFKÿӃn lӟp lót chӕng gӍ cuӕi FQJYjVDXÿyÿӇ lӝ phҫn bӅ mһt kim loҥi trҫn sáng Ĉӕi vӟi trình làm sҥch bӅ mһt vӓ ô tô làm bҵng FRP composite, nhӳng hҥn chӃ ÿmQrXWURQJSKҫn 4.6.1.2, q trình làm sҥch chӍ có thӇ làm tӟi WUuQKÿӝ sҥch bӅ mһt cӫa lӟSDVSKDOWYjÿӝ nhám bӅ mһWFNJQJÿҥWÿӇ ÿHPÿL VѫQOҥi 4.6.3 KӃt luұn ҦQK Kѭӣng nhiӋt cӫa laser lên bӅ chi tiӃt mүu thí nghiӋm khơng làm cong vênh chi tiӃt, khơng làm WKD\ ÿәi tính chҩt cӫa vұt liӋXQKѭ Pӝt sӕ SKѭѫQJSKiSNKiF'RSKҫn lӟQQăQJOѭӧng cӫa laser làm sҥch bӅ mһWÿѭӧc hҥt tҥp chҩt bӅ mһt hҩp thө bӕc bay khӓi chҩt nӅn 1KѭYұy nhӡ ÿһc ÿLӇm trên, laser có thӇ ÿѭӧFÿLӅu chӍQKÿӇ sӱ dөng cho viӋc làm sҥch tҩm kim loҥi mӓng dӉ bӏ biӃn dҥng, uӕQGRWiFÿӝng nhiӋt Và làm sҥch không tiӃp xúc nên không làm biӃn dҥng chi tiӃt, phù hӧp sӱ dөng cho nhӳng chi tiӃt xác, nhӳng chi tiӃt cҫn lҳp ghép Tuy nhiên khҧ QăQJ OjP VҥFK VѫQ WUrQ Yұt liӋu composite nhiӅu hҥn chӃ mӝt thách thӭFÿӕi vӟi công nghӋ fiber laser [XQJĈk\FyWKӇ OjKѭӟQJÿLVҳp tӟi cӫDÿӅ WjLÿӇ có thӇ tӕLѭXF{QJQJKӋ YjÿiQK JLiÿѭӧc khҧ QăQJWѭѫQJWiFFӫDILEHUODVHU[XQJÿӕi vӟi loҥi vұt liӋu dҿo Dӵa vào nhӳng dӳ liӋXÿѭӧc kӃ thӯa tӯ nghiên cӭu khác viӋc làm sҥch bӅ mһt kim loҥi bҵng fiber laser, ÿӅ WjLQj\ÿmtiӃp tөc mӣ rӝng nghiên cӭu vӅ khҧ QăQJOjPVҥch vұt liӋu hӳXFѫYjOӟp phӫ ÿDOӟp, cө thӇ lӟSVѫQWUrQ bӅ mһt chi tiӃt KӃt quҧ ÿmÿҥWÿѭӧc bao gӗm: ĈiQKJLiÿѭӧc khҧ QăQJ ӭng dөng công nghӋ fiber laser xung ÿӇ làm sҥch lӟSVѫQWUrQEӅ mһt chi tiӃt thép FRP composite làm vӓ ô tô 60 Thӵc nghiӋm chӃ ÿӝ khác dӵa lý thuyӃWTXDÿyÿiQK giá bӅ mһt sau làm sҥFKÿѭDUDFKӃ ÿӝ tӕt nhҩt ÿӇ làm sҥch lӟSVѫQ bӅ mһt giӟi hҥn thông sӕ cӫa thiӃt bӏ sӱ dөng Xây dӵng tiêu chuҭQÿiQKJLi EӅ mһt sau làm sҥch bҵng laser ILEHU[XQJWUѭӟFNKLVѫQOҥi dӵa tiêu chuҭn hiӋn hành QKѭ ISO, TCVN, TCCS Bên cҥQKÿyFNJQJFynhӳng hҥn chӃ QKѭGӏch Covid-19 vӯa qua làm thӡi gian thӵc hiӋn bӏ rút ngҳn, hҥn chӃ vӅ dөng cө thí nghiӋPFNJQJQKѭFiFSKѭѫQJ pháp khҧo sát, kiӇPÿӏnh chҩWOѭӧng bӅ mһt chi tiӃt sau làm sҥch lӟp VѫQtrên bӅ mһt Vì vұy, ÿӅ tài vүQFKѭDWKӇ ÿiQKJLiPӝt cách khách quan nhҩt hiӋu quҧ làm sҥch lӟSVѫQEӅ mһt chi tiӃt bҵng fiber laser dҥng xung Tuy vұy vүn có thӇ mӣ nhӳQJKѭӟng phát triӇn mӟi cho nhӳQJÿӅ tài sau Qj\QKѭÿi sâu vào nguyên cӭu khҧ QăQJWѭѫQJWiFFӫDODVHU[XQJÿӕi vӟi loҥi vұt liӋu hӳXFѫYjOӟp phӫ ÿDOӟp khác, nghiên cӭu vӅ ҧQKKѭӣng cӫDPjXVѫQÿӃn khҧ QăQJOjPVҥch, thiӃt kӃ thu nhӓ gӑn hӋ thӕng, tích hӧp vào robot cơng nghiӋp hay sӱ dөng nguӗn fiber laser có cơng suҩt lӟQKѫQÿӇ có thӇ thӵc hiӋn nhӳng chi tiӃt có lӟp tҥp chҩWÿӝ dày lӟn cҫn loҥi bӓ bӅ mһt 61 TÀI LIӊU THAM KHҦO [1] ViӋn Khoa hӑc Công nghӋ Giao thông Vұn tҧL³7&91 6Ѫ1 BҦO Vӊ KӂT CҨU THÉP - QUY TRÌNH THI CƠNG VÀ NGHIӊM THU,” TIÊU CHṴN QU͘C GIA [2] R VERGER, “Aviation Technology,” 2019 [Trӵc tuyӃn] Available: https://www.popsci.com/story/technology/air-force-laser-robots-depaint-f16/ [3] R K J E Dr Katy Wolf, “Laser Strip: A Portable Hand-Held Laser Stripping Device for Reducing VOC, Toxic and Particulate Emissions,” 2009 [4] P T V T Tùng, Bài gi̫ng KͿ thu̵t laser [5] ViӋn Khoa hӑc Công nghӋ Giao thông Vұn tҧi, “TCVN 87 6Ѫ1 BҦO Vӊ KӂT CҨU THÉP - YÊU CҪU KӺ THUҰ7 9¬3+ѬѪ1* 3+È3 THӰ,” TIÊU CHṴN VI͎T NAM [6] Tәng công ty Công nghiӋp tàu thӫy, “TCCS 03: 2014/CHHVN TIÊU CHUҬN QUҦN LÝ CHҨ7 /ѬӦ1* ĈÏ1* 0ӞI TÀU BIӆN VӒ THÉP 61 7+ặ1 7ơ8 WURQJTIấU CHU1 & [7] D R R L J M R F B H T G W K B S M B A W R G Uwe Heider, Fachkunde Kraftfahrzeugtechnik (Chun Ngành Kӻ Thuұt Ơ Tơ Và Xe Máy HiӋQĈҥi) [8] G Mongelli, “Portable Handheld Laser Small Area Supplemental Coatings Removal System,” Headquarters Air Force Materiel Command Depot Modernization and Logistics Environmental Office, Ohio, 17-08-2005 [9] P D F B J.-P L Jean-Franỗois Coutouly, Optimisation of a paint coating ablation process by CO2 TEA laser: Thermal field modelling and real-time monitoring of the process,” Journal of Materials Processing Technology, tұp 209, 2009 [10] M S J , A A R Mohammad Khairul Azhar Abdul Razab, “A Study of Temperature Effects on Car Coated Substrate in Laser Paint Removal,” International Journal of Engineering & Technology, tұp 14, 2014 62 [11] P J O M H H Dirk Herzog, “Investigations on the thermal effect caused by laser cutting with respect to static strength of CFRP,” International Journal of Machine Tools and Manufacture, tұp 48, sӕ 12-13, 2008 [12] ViӋn Khoa hӑc Công nghӋ Giao thông Vұn tҧL³7&91 6Ѫ1 PHӪ BҦO Vӊ KӂT CҨU THÉP - +ѬӞNG DҮN KIӆM TRA, GIÁM SÁT CHҨ7 /ѬӦNG Q TRÌNH THI CƠNG,” TIêu Chu̱n Qu͙c Gia, 2012 [13] International Organization for Standardization, “ISO 8501 Preparation of steel substrates before application of paints and related products – Visual assessment of surface cleanliness,” INTERNATIONAL STANDARD [14] International Organization for Standardization, “ISO 8503 Preparation of steel substrates before application of paints and related products — Surface roughness characteristics of blast-cleaned steel substrates,” INTERNATIONAL STANDARD [15] D KAMINSKI, “LASER MARKING: How to choose the best laser for your marking application,” 18 April 2011 [Trӵc tuyӃn] Available: https://www.laserfocusworld.com/lasers-sources/article/16562901/lasermarking-how-to-choose-the-best-laser-for-your-marking-application [16] K Himeno, “Basics and Features of High-Power Fiber Laser,” Fujikura Technical Review, 2015 [17] B I Muhammad, “Cladding Pumped Thulium-Ytterbium Short Pulse Fiber Lasers,” Laser Technology and its Applications, 2018 [18] Stephen Gwinner, Laser Lab Source, “Learn the Basics of Fiber Laser Design and the Key Components used to Build a Fiber Laser,” 19 August 2019 [Trӵc tuyӃn] Available: https://www.laserlabsource.com/Solid-State- Lasers/Solid-State-Lasers/fiber-laser-basics-and-design-principles [19] Wikipedia, “Fiber Bragg grating,” [Trӵc tuyӃn] Available: tuyӃn] Available: https://en.wikipedia.org/wiki/Fiber_Bragg_grating [20] Semrock, “Laser Damage Threshold,” [Trӵc https://www.semrock.com/laser-damage-threshold.aspx 63 [21] C B A Matthew S Brown, “Fundamentals of Laser-Material Interaction and Application to Multiscale Surface Modification,” Springer Series in Materials Science, 2010 [22] A G V T M Barletta, “Advance in paint stripping from aluminium substrates,” Journal of Materials Processing Technology, 2004 [23] C W H C Y L H Q T H Zhiguo Ren, “Mechanism of laser derusting and surface properties of low carbon steel,” Opto-Electronic Engineering, 2017 [24] MF50 Laser Cleaning Machine User Manual [Performance] Brimo Technology, 2019 [25] Portable Surface Roughness Tester - Surftest SJ-210/310 Series [Performance] Mitutoyo, 2021 [26] User instructions - Transmitted light laboratory microscope KERN OBN-14 [Performance] KERN & Sohn GmbH, 2015 64 ... &ѫNKtChính xác Quang hӑc I ĈӅ tài luұQYăQ: Nghiên cӭu ӭng dөng công nghӋ làm sҥch lӟSVѫQEӅ mһt chi tiӃWFѫNKtEҵng laser xung (Paint removal on mechanical surfaces using a pulsed laser) GiҧQJYLrQKѭӟng... tài: Nghiên cӭu ӭng dөng công nghӋ làm sҥch lӟSVѫQEӅ mһt chi tiӃWFѫNKt bҵng laser xung (Paint removal on mechanical surfaces using a pulsed laser) Tác giҧ luұQYăQ 7Uҫn Quӕc ViӋt Kh? ?a: 20202... Tӯ kh? ?a (Keyword): Paint removal, Surface techonology, Surface cleaning, Nano second pulsed fiber laser, Laser cleaning, Laser paint stripping Nӝi dung tóm tҳt: a) Lý chӑQÿӅ tài Nhu cҫu làm sҥFKVѫQWUrQEӅ