頓磊：激光除銹，綠色高效的工業清潔新革命

當傳統除銹方式還在依賴化學藥劑的腐蝕、機械摩擦的研磨時，一項源自激光技術的創新正在改寫工業清潔的規則 —— 激光除銹技術，以其 “無接觸、無污染、高精度” 的核心優勢，從實驗室走向生產線，從文物修復延伸到智能制造，成為全球工業領域的綠色轉型新選擇。

一、什么是激光除銹？—— 光的 “精準剝離術”

激光除銹的原理并不復雜。它利用激光器發射的高能光束，通過透鏡聚焦和 Q 開關技術，將能量高度集中在微小的空間和時間范圍內，照射到待除銹物體表面。污染物（如銹斑、油漆、油污、微顆粒等）吸收激光能量后，會發生瞬時蒸發、振動剝離或等離子體沖擊等物理化學變化，在不損傷基體的前提下脫離表面，實現潔凈化效果。

這一技術的誕生源于激光與物質的相互作用研究。20 世紀 60 年代第一臺紅寶石激光器問世后，研究者發現高能激光束能選擇性去除附著物，1980 年代正式形成激光除銹技術雛形。與傳統除銹不同，激光除銹如同一位 “精準外科醫生”，通過調節激光波長、光斑大小、脈沖能量等參數，可針對性處理不同材質、不同類型的污染物，實現 “按需清潔”。

二、核心優勢：為何成為傳統除銹的 “替代者”？

相較于機械摩擦、化學腐蝕、超聲除銹等傳統方法，激光除銹的優勢堪稱 “全面碾壓”，尤其契合現代工業對高效、環保、精準的需求：

? 綠色環保零污染：無需化學藥劑和除銹液，除銹廢料多為固體粉末，體積小、可回收，從根源上解決了化學除銹的環境污染問題，是名副其實的 “綠色工藝”。 ? 無接觸零損傷：以光的形式傳遞能量，無需機械接觸，避免了摩擦除銹對基體表面的劃傷，同時將熱負荷和機械負荷控制在極低水平，特別適用于精密器件和文物保護。 ? 全能清潔無死角：可清除灰塵、銹蝕、油漆、油污、微納米顆粒等多種污染物，適配大理石、金屬、陶器、紙張等不同材質，甚至能除銹傳統方法難以觸及的不規則表面和隱蔽部位。 ? 智能可控高精度：搭配三維移動平臺、機器人或機械手，通過計算機控制實現精準定位，光斑面積可在 0.1 毫米至數厘米間調節；結合 CCD 相機和聲波探測技術，能實時監測除銹效果，實現智能化啟停和參數調整。 ? 長期使用成本低：設備穩定性強，運行僅需電費和少量維護費，搭配自動化系統后可實現遠距離操作，大幅降低人工成本，尤其適合大規模工業生產。

三、三大技術路徑：不同場景的 “定制方案”

根據實現方式的不同，激光除銹主要分為三類，各自適配不同應用場景：

1. 干式激光除銹：激光直接作用于污染物，通過熱膨脹振動使顆粒脫離，操作簡便、效率高，是目前工業應用最廣泛的類型。可搭配惰性氣體吹掃，避免污染物二次附著，適用于硅片、金屬構件等的清潔。1998 年新加坡國立大學研制的首臺工業激光除銹設備，便是基于這一技術路徑。

1. 濕式激光除銹：在物體表面涂覆薄層液膜（如純凈水），激光輻照后液膜爆炸性蒸發，產生的沖擊力帶走污染物，除銹更徹底。但需精確控制液膜厚度，避免二次污染，多用于精密儀器和高潔凈度需求的場景。

1. 等離子體沖擊波除銹：激光擊穿環境氣體產生等離子體爆炸，通過沖擊波剝離污染物，無需直接照射基體，對波長無選擇性，適合鎢顆粒等難清除污染物和易損基底的清潔，但受環境參數影響較大，成本相對較高。

四、發展歷程：從實驗室到工業化的 “逆襲之路”

激光除銹技術的發展始終與激光器技術的進步同頻共振，歷經半個多世紀的迭代演進：

? 20 世紀 60 年代：美國科學家提出激光除銹概念，成功用激光去除紙板上的碳油墨，開啟文物修復應用探索。 ? 80 年代：調 Q 技術和啁啾脈沖放大技術突破，激光器峰值功率大幅提升，激光除銹進入研究高峰，首篇技術論文和相關專利相繼出現，半導體行業開始探索微納米顆粒去除應用。 ? 90 年代：光參量啁啾脈沖放大技術推動脈沖激光向超短超強方向發展，激光除銹正式步入工業生產，1998 年首臺工業設備問世，標志著技術實現產業化突破。 ? 21 世紀以來：全面進入智能化、精準化發展階段，激光誘有道擊穿光譜（LIBS）、聲發射監控等技術的融合，讓在線監測和精準控制成為可能；在汽車制造、航空航天、文物保護等領域的應用持續深化，除銹效率和適用范圍不斷拓展。 ?

五、應用場景與未來展望：不止于 “清潔”

如今，激光除銹技術已滲透到工業生產和社會生活的多個領域：在汽車制造中，用于焊接前的金屬表面除油除銹，提升焊縫質量；在航空航天領域，清除飛機零部件的涂層和腐蝕物，延長使用壽命；在文物保護中，溫和去除古籍、石像表面的污染物，實現 “無損修復”；在電子行業，精準清除電路板上的微納米顆粒，保障器件性能。

盡管目前激光除銹仍面臨部分場景成本較高、復雜環境適應性不足等問題，尚未完全替代傳統除銹方法，但隨著激光器技術的小型化、低成本化發展，以及與人工智能、自動化系統的深度融合，其應用場景將持續擴大。未來，在新能源、生物醫藥、高端制造等領域，激光除銹有望成為不可或缺的核心工藝，推動工業清潔向 “更高效、更環保、更智能” 的方向邁進。

從第一臺激光器的誕生到工業清潔的革命，激光技術的每一次突破都在重塑產業格局。激光除銹的興起，不僅是除銹技術的升級，更是工業綠色轉型的縮影 —— 用科技力量破解環保與效率的矛盾，為制造業高質量發展注入新動能。