淺談激光除漆技術在直升機除漆方面的應用

胡雨松，高長超，莫少覽

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

直升機是一種高性能、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保養中必不可少的環節。傳統的直升機除漆方法主要包括機械刮除和化學去除兩種方式，但這些方法存在一些不足，如效率低下、損傷表面、環保性差等問題。隨著激光技術的發展，激光除漆技術已經成為直升機除漆的新選擇。激光除漆技術基于激光脈沖對漆層和底漆層的作用，實現了漆層和基層的分離，同時在保證除漆效率的前提下，減少了對表面的損傷，具有高效、環保、可控等優點，得到了廣泛的應用。因此，本文將從激光除漆技術的基本原理和優點出發，結合直升機除漆的實際需求，探討激光除漆技術在直升機除漆方面的應用，并探討其在這一領域的優勢和不足，以及未來的發展前景。

1 激光除漆技術的基本原理和優點

1.1 激光脈沖作用下漆層和底漆層分離的原理

激光除漆技術基于激光脈沖對涂層和基層的作用，實現了漆層和基層的分離。激光脈沖能夠產生瞬間高溫和壓力，使得漆層與基層之間的黏結力瞬間下降，漆層隨之脫離。激光除漆技術利用了激光的單色性、高亮度、方向性等特點，通過調整激光參數，即激光功率、脈沖寬度、重復頻率、光斑大小等參數，控制激光脈沖對表面的作用，實現對不同材質和不同厚度的涂層進行除漆。

計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：平均除漆速度為30 ～50cm2/min；化學除漆技術：平均除漆速度為5 ～10cm2/min。

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

（3）環保性。激光除漆技術：無污染物排放，無化學品使用；化學除漆技術：產生大量廢液和有毒氣體排放，對環境造成污染。

1.2 除漆效率、環保、表面損傷等優點

激光除漆技術相比傳統的除漆方法，具有很多優點。

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

（2）環保性好。激光除漆技術使用的是光能，不會產生任何化學廢物或有害氣體，不會對環境造成污染。

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

（4）控制精度高。激光除漆技術可以通過調整激光參數，如激光功率、光斑大小等，實現對不同材質和不同厚度的涂層進行除漆，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。激光除漆技術還可以與其他表面處理技術結合，如噴砂、化學除漆等，實現表面處理的多種方式，從而滿足不同應用場景的需求。

2 激光除漆技術在直升機除漆方面的應用

2.1 除漆前的表面處理和準備

在進行激光除漆前，需要對直升機表面進行必要的準備工作，以保證激光除漆的效果和質量。主要包括以下幾個方面。

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

（2）磨光表面。除了清洗表面雜質外，還需要對表面進行磨光，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。根據不同的涂層厚度和不同的表面材質，需要選擇合適的激光參數，包括激光功率、脈沖寬度、重復頻率、光斑大小等參數，以確保除漆效果和除漆深度的精準控制。

2.2 除漆參數的優化與控制

除了選擇合適的激光參數外，還需要進行除漆參數的優化和控制，以確保除漆效果和除漆質量。主要包括以下幾個方面。

（1）優化激光參數。除漆過程中，需要對激光參數進行優化，包括激光功率、光斑大小等參數的調整，以確保除漆效率和質量的提高。

（2）控制除漆深度。除漆深度的控制是除漆過程中非常關鍵的一步，需要根據不同的涂層厚度和表面材質，以及激光參數的選擇進行精準控制，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鍵的一步，需要根據除漆范圍和需要保留的底漆層進行精準控制，避免除漆過程中對底漆層的損傷。

不同的直升機表面材料和漆層厚度可能需要不同的參數組合來達到最佳的除漆效果和質量。激光功率和掃描速度是兩個重要的參數，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間。脈沖重復頻率和激光波長也會對除漆效果產生影響。焦距的選擇要根據直升機表面的形狀和大小來調整，以保證激光能夠充分覆蓋表面。通過對這些參數的優化，可以實現高效、環保的直升機除漆過程。

2.3 除漆過程的監測和質量評估

激光除漆過程中，除了對除漆參數的控制外，還需要對除漆過程進行實時監測和質量評估，以確保除漆效果和除漆質量。主要包括以下幾個方面。

（1）監測除漆深度。除漆深度的監測是除漆過程中非常重要的一步，需要通過實時監測除漆深度，確保除漆的精準控制，避免過度除漆或者未能徹底除漆的問題。

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

（3）監測除漆過程中的廢料。除漆過程中產生的廢料需要進行實時監測和處理，避免對環境造成污染和危害。

除漆過程中的監測和質量評估需要借助一些相關的設備和工具，包括激光除漆機、除漆深度測量儀、表面粗糙度測試儀、廢料處理設備等。

3 激光除漆技術在直升機除漆中的優勢和不足

3.1 優勢

（1）除漆效率和效果的提高。與傳統除漆方法相比，激光除漆技術具有更高的除漆效率和更好的除漆效果。激光除漆技術采用激光脈沖的方式，可以快速分離漆層和底漆層，大大縮短了除漆時間。此外，激光除漆技術可以根據不同漆層材質的特性進行參數優化，從而實現更精準的除漆效果。

（2）環保性和表面損傷的減少。傳統的除漆方法通常會使用化學劑和研磨工具，這些方法會對環境造成污染，并且容易損傷直升機表面的金屬材質。而激光除漆技術是一種非接觸式的除漆方法，可以避免上述問題的發生，同時保持直升機表面的原始狀態，減少表面損傷。

（3）減少二次污染。傳統的除漆方法通常會產生大量的廢料和化學廢液，難以處理，容易造成二次污染。而激光除漆技術可以通過實時監測和廢料處理設備的使用，減少廢料產生和二次污染的風險。在激光除漆過程中，除漆參數的優化和控制是非常重要的。

3.2 不足

（1）技術和設備的成本。激光除漆技術需要使用激光器、光纖傳輸系統、光束控制系統等高精密度的設備，成本較高，對使用單位的經濟實力有一定的要求。

（2）除漆參數的調試難度。激光除漆技術需要針對不同的漆層材質進行參數優化和調試，對技術人員的要求較高，需要有一定的技術經驗和操作技能。

（3）除漆深度的控制難度。激光除漆技術雖然可以實現更精準的除漆效果，但除漆深度的控制也是一個難點。如果除漆深度不夠或者過深，都會影響除漆效果和除漆質量。

4 激光除漆技術在直升機除漆中的發展和展望

隨著激光技術的發展，激光除漆技術已經逐漸成為直升機除漆的主要方法。而且，該技術在其他領域中也有廣泛的應用，如汽車、飛機等。在未來，激光除漆技術的發展趨勢將是進一步提高技術的效率、降低成本、減少損傷和污染，以及擴大應用范圍等。

4.1 激光除漆技術的進一步發展

在激光除漆技術的基礎上，科學家和工程師已經開始開發新的技術來進一步提高除漆效率和降低成本。例如，采用多波長激光技術、自適應光學系統技術、納米材料輔助技術等，這些新技術可以更好地適應復雜表面的需求，使得激光除漆技術在直升機除漆領域中更加成熟和普及。

4.2 應用范圍的擴大和技術優化

除了直升機除漆領域，激光除漆技術還可以在其他領域中得到廣泛應用。例如，在汽車維修和制造中，可以使用激光除漆技術來減少涂料去除對環境的污染和減少對車身的損傷。在飛機制造和維護中，激光除漆技術也可以有效地去除漆層和底漆層，減少底漆的使用和環境污染。隨著技術的進步，激光除漆技術的應用范圍將進一步擴大。

4.3 未來的發展方向和前景

未來，激光除漆技術的發展方向和前景將更加廣闊。隨著環保意識的不斷提高，激光除漆技術將成為重要的環保技術之一。同時，隨著新材料、新技術的不斷涌現，激光除漆技術將不斷完善，可以更好地適應各種不同的表面材料和形狀。另外，隨著激光除漆技術的進一步普及和成熟，其設備和技術的成本也將逐漸降低，從而更加普及和應用。目前，激光除漆技術已經被廣泛應用于飛機、火車、船舶等大型交通工具的除漆領域。未來，激光除漆技術還有望在汽車、建筑等領域得到更廣泛的應用。另外，激光除漆技術還可以結合其他技術，如化學除漆、機械除漆等，形成更加完善的除漆系統，提高除漆效率和效果。

除此以外，激光除漆技術還可以與其他工業應用相結合，形成更多的應用場景。例如，在制造業中，激光除漆技術可以用于去除工件上的表面涂層，以便進行下一步的加工和處理。在航空航天領域，激光除漆技術可以用于去除飛機上的污垢和銹跡，提高飛機的表面質量和飛行性能。在軍事領域，激光除漆技術可以用于去除軍用裝備上的標識和涂裝，提高其隱蔽性和安全性。

5 結語

總之，激光除漆技術在直升機除漆領域已經取得了顯著的成果，并且具有廣闊的發展前景。未來，隨著技術的不斷進步和應用范圍的不斷擴大，激光除漆技術將會在更多的領域得到廣泛應用，并且對環境保護和經濟發展都將產生積極的影響。