浅谈激光除漆技术在直升机除漆方面的应用

胡雨松，高长超，莫少览

（1.南京航空航天大学，江苏 南京 2 111062；2.成都国营锦江机器厂，四川 成都 610043）

直升机是一种高性能、高要求的飞行器，其表面的涂装涂层除漆和重新喷涂是日常维护保养中必不可少的环节。传统的直升机除漆方法主要包括机械刮除和化学去除两种方式，但这些方法存在一些不足，如效率低下、损伤表面、环保性差等问题。随着激光技术的发展，激光除漆技术已经成为直升机除漆的新选择。激光除漆技术基于激光脉冲对漆层和底漆层的作用，实现了漆层和基层的分离，同时在保证除漆效率的前提下，减少了对表面的损伤，具有高效、环保、可控等优点，得到了广泛的应用。因此，本文将从激光除漆技术的基本原理和优点出发，结合直升机除漆的实际需求，探讨激光除漆技术在直升机除漆方面的应用，并探讨其在这一领域的优势和不足，以及未来的发展前景。

1 激光除漆技术的基本原理和优点

1.1 激光脉冲作用下漆层和底漆层分离的原理

激光除漆技术基于激光脉冲对涂层和基层的作用，实现了漆层和基层的分离。激光脉冲能够产生瞬间高温和压力，使得漆层与基层之间的黏结力瞬间下降，漆层随之脱离。激光除漆技术利用了激光的单色性、高亮度、方向性等特点，通过调整激光参数，即激光功率、脉冲宽度、重复频率、光斑大小等参数，控制激光脉冲对表面的作用，实现对不同材质和不同厚度的涂层进行除漆。

计算激光脉冲能量密度的公式：能量密度=脉冲能量/光斑面积。其中，脉冲能量的单位为焦耳（J），光斑面积的单位为平方毫米（mm2）。

计算激光除漆速度的公式：速度=激光功率/漆层厚度。其中，激光功率的单位为瓦特（W），漆层厚度的单位为微米（μm）。

（1）除漆效率。激光除漆技术：平均除漆速度为30 ～50cm2/min；化学除漆技术：平均除漆速度为5 ～10cm2/min。

（2）表面损伤。激光除漆技术：表面损伤深度小于10μm；化学除漆技术：表面损伤深度约为20 ～30μm。

（3）环保性。激光除漆技术：无污染物排放，无化学品使用；化学除漆技术：产生大量废液和有毒气体排放，对环境造成污染。

1.2 除漆效率、环保、表面损伤等优点

激光除漆技术相比传统的除漆方法，具有很多优点。

（1）高效率。激光除漆技术除漆速度快、效率高，可将漆层在短时间内除去，不影响整机的正常使用，提高了直升机的维修效率。

（2）环保性好。激光除漆技术使用的是光能，不会产生任何化学废物或有害气体，不会对环境造成污染。

（3）表面损伤小。激光除漆技术可以精确控制激光功率和作用时间，能够减小对表面的损伤，避免划痕、划伤等问题，同时能保留底漆层，减少再次喷涂的难度和成本。

（4）控制精度高。激光除漆技术可以通过调整激光参数，如激光功率、光斑大小等，实现对不同材质和不同厚度的涂层进行除漆，并精确控制去漆深度和面积，使得除漆效果更加精确和可控。

（5）多功能性。激光除漆技术还可以与其他表面处理技术结合，如喷砂、化学除漆等，实现表面处理的多种方式，从而满足不同应用场景的需求。

2 激光除漆技术在直升机除漆方面的应用

2.1 除漆前的表面处理和准备

在进行激光除漆前，需要对直升机表面进行必要的准备工作，以保证激光除漆的效果和质量。主要包括以下几个方面。

（1）清洗表面杂质。在进行除漆前，需要对直升机表面进行清洗，将表面的尘土、油污、污渍等杂质清除干净，以确保激光能够充分作用在漆层上，不被表面杂质影响。

（2）磨光表面。除了清洗表面杂质外，还需要对表面进行磨光，将表面凹凸不平的部分修整平整，以确保激光脉冲能够均匀地作用在表面，避免局部过度热损伤和表面不平整的问题。

（3）选择合适的激光参数。根据不同的涂层厚度和不同的表面材质，需要选择合适的激光参数，包括激光功率、脉冲宽度、重复频率、光斑大小等参数，以确保除漆效果和除漆深度的精准控制。

2.2 除漆参数的优化与控制

除了选择合适的激光参数外，还需要进行除漆参数的优化和控制，以确保除漆效果和除漆质量。主要包括以下几个方面。

（1）优化激光参数。除漆过程中，需要对激光参数进行优化，包括激光功率、光斑大小等参数的调整，以确保除漆效率和质量的提高。

（2）控制除漆深度。除漆深度的控制是除漆过程中非常关键的一步，需要根据不同的涂层厚度和表面材质，以及激光参数的选择进行精准控制，避免过度除漆或者未能彻底除漆的问题。

（3）控制除漆面积。除漆面积的控制也是除漆过程中非常关键的一步，需要根据除漆范围和需要保留的底漆层进行精准控制，避免除漆过程中对底漆层的损伤。

不同的直升机表面材料和漆层厚度可能需要不同的参数组合来达到最佳的除漆效果和质量。激光功率和扫描速度是两个重要的参数，激光功率较高可以提高除漆效率，扫描速度较快可以缩短除漆时间。脉冲重复频率和激光波长也会对除漆效果产生影响。焦距的选择要根据直升机表面的形状和大小来调整，以保证激光能够充分覆盖表面。通过对这些参数的优化，可以实现高效、环保的直升机除漆过程。

2.3 除漆过程的监测和质量评估

激光除漆过程中，除了对除漆参数的控制外，还需要对除漆过程进行实时监测和质量评估，以确保除漆效果和除漆质量。主要包括以下几个方面。

（1）监测除漆深度。除漆深度的监测是除漆过程中非常重要的一步，需要通过实时监测除漆深度，确保除漆的精准控制，避免过度除漆或者未能彻底除漆的问题。

（2）评估除漆质量。除漆质量的评估也是除漆过程中非常重要的一步，需要通过评估除漆面的平整度、毛刺情况、氧化程度等参数，确保除漆质量符合要求，避免除漆过程中对底漆层的损伤。

（3）监测除漆过程中的废料。除漆过程中产生的废料需要进行实时监测和处理，避免对环境造成污染和危害。

除漆过程中的监测和质量评估需要借助一些相关的设备和工具，包括激光除漆机、除漆深度测量仪、表面粗糙度测试仪、废料处理设备等。

3 激光除漆技术在直升机除漆中的优势和不足

3.1 优势

（1）除漆效率和效果的提高。与传统除漆方法相比，激光除漆技术具有更高的除漆效率和更好的除漆效果。激光除漆技术采用激光脉冲的方式，可以快速分离漆层和底漆层，大大缩短了除漆时间。此外，激光除漆技术可以根据不同漆层材质的特性进行参数优化，从而实现更精准的除漆效果。

（2）环保性和表面损伤的减少。传统的除漆方法通常会使用化学剂和研磨工具，这些方法会对环境造成污染，并且容易损伤直升机表面的金属材质。而激光除漆技术是一种非接触式的除漆方法，可以避免上述问题的发生，同时保持直升机表面的原始状态，减少表面损伤。

（3）减少二次污染。传统的除漆方法通常会产生大量的废料和化学废液，难以处理，容易造成二次污染。而激光除漆技术可以通过实时监测和废料处理设备的使用，减少废料产生和二次污染的风险。在激光除漆过程中，除漆参数的优化和控制是非常重要的。

3.2 不足

（1）技术和设备的成本。激光除漆技术需要使用激光器、光纤传输系统、光束控制系统等高精密度的设备，成本较高，对使用单位的经济实力有一定的要求。

（2）除漆参数的调试难度。激光除漆技术需要针对不同的漆层材质进行参数优化和调试，对技术人员的要求较高，需要有一定的技术经验和操作技能。

（3）除漆深度的控制难度。激光除漆技术虽然可以实现更精准的除漆效果，但除漆深度的控制也是一个难点。如果除漆深度不够或者过深，都会影响除漆效果和除漆质量。

4 激光除漆技术在直升机除漆中的发展和展望

随着激光技术的发展，激光除漆技术已经逐渐成为直升机除漆的主要方法。而且，该技术在其他领域中也有广泛的应用，如汽车、飞机等。在未来，激光除漆技术的发展趋势将是进一步提高技术的效率、降低成本、减少损伤和污染，以及扩大应用范围等。

4.1 激光除漆技术的进一步发展

在激光除漆技术的基础上，科学家和工程师已经开始开发新的技术来进一步提高除漆效率和降低成本。例如，采用多波长激光技术、自适应光学系统技术、纳米材料辅助技术等，这些新技术可以更好地适应复杂表面的需求，使得激光除漆技术在直升机除漆领域中更加成熟和普及。

4.2 应用范围的扩大和技术优化

除了直升机除漆领域，激光除漆技术还可以在其他领域中得到广泛应用。例如，在汽车维修和制造中，可以使用激光除漆技术来减少涂料去除对环境的污染和减少对车身的损伤。在飞机制造和维护中，激光除漆技术也可以有效地去除漆层和底漆层，减少底漆的使用和环境污染。随着技术的进步，激光除漆技术的应用范围将进一步扩大。

4.3 未来的发展方向和前景

未来，激光除漆技术的发展方向和前景将更加广阔。随着环保意识的不断提高，激光除漆技术将成为重要的环保技术之一。同时，随着新材料、新技术的不断涌现，激光除漆技术将不断完善，可以更好地适应各种不同的表面材料和形状。另外，随着激光除漆技术的进一步普及和成熟，其设备和技术的成本也将逐渐降低，从而更加普及和应用。目前，激光除漆技术已经被广泛应用于飞机、火车、船舶等大型交通工具的除漆领域。未来，激光除漆技术还有望在汽车、建筑等领域得到更广泛的应用。另外，激光除漆技术还可以结合其他技术，如化学除漆、机械除漆等，形成更加完善的除漆系统，提高除漆效率和效果。

除此以外，激光除漆技术还可以与其他工业应用相结合，形成更多的应用场景。例如，在制造业中，激光除漆技术可以用于去除工件上的表面涂层，以便进行下一步的加工和处理。在航空航天领域，激光除漆技术可以用于去除飞机上的污垢和锈迹，提高飞机的表面质量和飞行性能。在军事领域，激光除漆技术可以用于去除军用装备上的标识和涂装，提高其隐蔽性和安全性。

5 结语

总之，激光除漆技术在直升机除漆领域已经取得了显著的成果，并且具有广阔的发展前景。未来，随着技术的不断进步和应用范围的不断扩大，激光除漆技术将会在更多的领域得到广泛应用，并且对环境保护和经济发展都将产生积极的影响。