Historien om laserteknologien begynte med fysikeren Albert Einstein. På begynnelsen av 1900-tallet studerte Einstein fenomenet lys. En av hans mest grunnleggende tanker var om lys kunne bestå av individuelle "energipakker" - en teori allerede etablert av Max Planck som kvantumhypotesen.
Einstein tok denne teorien et skritt videre og formulerte "prinsippet om stimulert emisjon". Dette prinsippet var banebrytende og skulle danne grunnlaget for utviklingen av laserteknologien. Det essensielle i stimulert emisjon er at et laseraktivt medium, når det blir truffet av lys, midlertidig kan lagre energi. Denne lagrede energien kan deretter utløses "kraftig", og resultatet er en laserstråle med høy energitetthet.
Over 40 år senere tok fysikeren Charles Townes denne teorien fra Einstein og omsatte den i praksis. Han bygde den første fungerende lasermaskinen basert på prinsippet om stimulert emisjon. Dermed var laserteknologien ble født.
Fysikken bak laserteknologi
Laserteknologi er et resultat av kvantemekanikkens prinsipper, nærmere sagt konseptet om stimulert emisjon. Stimulert emisjon er et fenomen der et eksitert atom eller molekyl, som allerede har overskuddsenergi, kan frigjøre denne energien i form av lys når det blir truffet av et foton med tilsvarende energi og frekvens.
For å skape en laserstråle, bruker man et lasermedium, som kan være gass, væske eller et fast stoff. Dette mediumet inneholder atomer eller molekyler som kan bli eksitert til høyere energinivåer. Dette oppnås vanligvis ved å tilføre ekstra energi til lasermediet, for eksempel ved hjelp av elektrisitet eller annet lys.
Forsterkning av lys
Inne i selve laserinstrumentet finner vi to (eller flere) speil, en i hver ende av laserinstrumentet, som danner en optisk resonator. Disse speilene er plassert slik at de reflekterer lysbølgene som oppstår når atomene eller molekylene i lasermediet går fra sine høyere energinivåer tilbake til lavere nivåer gjennom stimulert emisjon. Dette skaper en forsterkningseffekt der hver refleksjon øker antallet fotoner med samme energi og retning.
Det resulterende lyset i en laserstråle er konsentrert og monokromatisk, noe som betyr at det har en bestemt bølgelengde. Dette gjør laserlys ideelt for anvendelser som krever høy presisjon og kontroll, som medisinsk kirurgi, materialskjæring eller sveising, overflatebehandling eller andre vitenskapelige eksperimenter.
Overflatebehandling
Laserrensing har vist seg å være en banebrytende teknologi innen overflatebehandling. Ved hjelp av høyintensitetslaserstråler, som opererer i det infrarøde eller ultrafiolette spektralområdet, kan man nøyaktig og effektivt fjerne uønsket belegg, maling, rust eller forurensninger fra en rekke materialer. Dette utføres ved at den pulserende laserstrålen fokuseres på det forurensede området, og energien fra laserstrålen absorberes av forurensningene. Dette fører til rask oppvarming og fordampning av forurensningene, også kalt ablasjon, uten å påvirke det underliggende materialet.
En av fordelene med laserrensing er den ekstreme kontrollen det gir, som gjør det mulig å fjerne forurensninger på selv de mest delikate og komplekse overflatene uten å forårsake skade. I tillegg kan laserrensing ha betydelig innvirkning på overflatens ruhet og struktur, som er spesielt viktig ved påføring av ny maling i industrien. Dette gjør laserrensing ideell for en lang rekke bransjer, inkludert bilproduksjon, historisk bevaring, og i olje- og gassindustrien, hvor korrosjon og beleggproblemer er utbredt.
Sveising
Laserteknologi brukes også omfattende i sveising, og dette har en direkte innvirkning på overflatekvaliteten av sveiseskjøter, både ved tradisjonell sveising og ved plastsveising. Lasersveising gir en høy grad av kontroll over varmeinngangen, noe som resulterer i minimal deformasjon og mindre endringer i materialets ruhet sammenlignet med tradisjonelle sveismetoder. Dette er spesielt viktig i industrier der selv små endringer i overflatekvalitet kan påvirke ytelsen og påliteligheten til produktet. Lasersveising kan levere jevne og glatte sveiseskjøter uten behov for betydelig etterarbeid. I tillegg, når det gjelder materialer som aluminium, som er kjent for å være følsomme for varme, kan laserteknologi minimere varmepåvirkningen på materialet, opprettholde dets opprinnelige ruhet og struktur og sikre en pålitelig sveiseskjøt.
Laserteknologi gir enestående muligheter for overflatebehandling og sveising i industrien, samtidig som den tar hensyn til viktigheten av overflatekvalitet og ruhet. Den presise kontrollen over laserstrålen gir både rense- og sveiseegenskaper som er avgjørende for å oppfylle strenge krav til overflatekvalitet i en rekke bransjer.
Hvorfor velge laser?
Tradisjonelt har sandblåsing vært den foretrukne metoden for overflatebehandling før påføring av maling, enten det er i forbindelse med reparasjon, rensing eller førstegangspåføring av maling. Men denne metoden utgjør betydelige helserisikoer for operatørene, nødvendiggjør bruk av omfattende verneutstyr og genererer betydelige mengder avfall. For eksempel krever sandblåsing med gritt ofte tonnevis med blåsemateriale per installasjon og nødvendiggjør utslippstillatelser ved reparasjoner som utføres over vann.
I tillegg til helse- og miljøproblematikken innebærer tradisjonelle metoder for overflatebehandling også betydelige kostnader. Deponeringskostnader av farlig avfall, samt transport av blåsemateriell over lange avstander øker klimafotavtrykket og medfører logistikkompleksiteter og økte kostnader for bedrifter som benytter disse tradisjonelle metodene.
Bærekraftig overflatebehandling
LYS - EN AV DE MEST NATURLIGE TINGENE I VERDEN
Med moderne laserteknologi er det ikke bare økonomiske besparelser som kan oppnås, men ressursene kan også bevares bærekraftig. Ved å rense med laserlys kan det potensielt spares mange tonn kjemikalier og andre produksjonshjelpemidler hvert år. Laserrensingen er også ekstremt presis. Det er ikke lenger nødvendig å rense hele komponenter, men man kan avgrense rensingen til kun området som har behov for det.
Overflatebehandling med laserteknologi eliminerer behovet for tradisjonelle og farlige prosesser som sandblåsing, noe som reduserer risikoen for arbeidsskader og forbedrer det generelle arbeidsmiljøet betydelig. Samtidig eliminerer den behovet for store mengder blåsemateriell og farlige kjemikalier, og dermed reduserer den miljøpåvirkningen og gir en mer bærekraftig overflatebehandling med lavere karbonavtrykk.
Utallige bruksområder
Laserteknologi har utallige bruksområder i industrien, inkludert restaurering og bevaring av verdifulle artefakter og monumenter. Den brukes også til overflatebehandling, for å gi materialer lengre levetid og høyere kvalitet. I produksjon integreres laserrensing i prosessene for å sikre renere, mer effektive resultater. Laserteknologi kan også fjerne sot og spesielle overflater, samt maling fra ulike overflater. Den har også funnet nisjeapplikasjoner som rengjøring av industrielle støpeformer. Dette er bare noen få eksempler på hvordan laserteknologi transformerer industrien, og nye bruksområder dukker opp stadig vekk.
Enklere kvalitetsoppnåelse
Enklere kvalitetsoppnåelse er også en fordel med laserteknologi, da den reduserer eller eliminerer behovet for utslippstillatelser og håndtering av farlig avfall, noe som forenkler regulatoriske forpliktelser. Laserteknologi gir også en svært høy grad av presisjon og kvalitet, da den bevarer integriteten til det underliggende materialet, noe som resulterer i høyere produktkvalitet og lengre levetid for overflater. I en tid der helse, miljø og effektivitet er av økende betydning, fremstår laserteknologi som den overlegne løsningen for overflatebehandling i en rekke bransjer.
Kostnadseffektivt og lønnsomt
Tradisjonelle metoder for overflatebehandling og rengjøring, som sandblåsing eller kjemiske prosesser, kan være kostbare på flere måter. Først og fremst er materialavfallet betydelig, da store mengder sand, abrasiver eller kjemikalier ofte brukes, og dette må deretter håndteres og avhendes. Laserrensing eliminerer dette problemet ved å være presis og målrettet, og dermed minimeres materialavfallet dramatisk.
I tillegg er der energibesparelser knyttet til laserrensing. Laserteknologien tillater målrettet energifokus, og dette gir betydelig lavere energiforbruk sammenlignet med tradisjonelle metoder. Mindre energiforbruk betyr lavere strømutgifter og reduserte driftskostnader. Laserrensing gir også fordeler i form av redusert behov for kost- og tidkrevende etterbehandling. Tradisjonelle metoder kan etterlate spor av abrasive partikler eller kjemikalier på overflaten som krever ekstra rengjøring og polering. Med laserrensing oppnås en renere overflate uten behov for ytterligere bearbeiding.