Liquides et additifs de l'eau de laser

Les lasers CO2 à tubes de verre refroidis à l'eau dépendent d'un système de refroidissement propre et stable. Le fluide de refroidissement principal et tous les produits chimiques ajoutés peuvent affecter les performances de refroidissement, la conductivité électrique, la croissance biologique, la corrosion et la fiabilité à long terme du tube laser.

Ce guide explique les options de liquide de refroidissement et les additifs courants pour les systèmes laser refroidis à l'eau, y compris l'eau distillée, l'eau du robinet, l'eau désionisée, les liquides de refroidissement, l'antigel, les algicides, les biocides, les détergents et les tensioactifs.

1. aperçu des liquides de refroidissement de l'eau laser

La sélection du fluide de refroidissement pour les lasers CO2 refroidis à l'eau est souvent débattue car différents utilisateurs, machines, environnements et habitudes de maintenance peuvent conduire à des résultats différents. Cependant, de nombreux utilisateurs expérimentés de laser conviennent que le point de départ le plus sûr est une eau propre et sans impuretés avec des additifs très limités en cas de besoin.

Une bonne solution de liquide de refroidissement devrait soutenir le transfert de chaleur, garder le système propre, éviter la croissance biologique, maintenir une faible conductivité et réduire le risque de comportement électrique indésirable à l'intérieur ou autour du système de refroidissement du tube laser.

2. résistivité et conductivité

La conductivité est une préoccupation importante dans les systèmes laser CO2 à tubes de verre refroidis à l'eau. Si le fluide de refroidissement devient trop conducteur de l'électricité, le système de refroidissement peut devenir plus vulnérable aux effets électriques indésirables de l'excitation à courant continu à haute tension utilisée dans le tube laser.

La résistance électrique mesure à quel point il est difficile pour le courant de passer à travers un conducteur. La conductance électrique est le contraire: elle mesure la facilité avec laquelle le courant peut passer. La résistance est mesurée en ohms, tandis que la conductance est mesurée en siemens.

Pour de nombreux matériaux et conditions, la tension et le courant sont directement proportionnels, ce qui signifie que la résistance et la conductance restent relativement constantes. Cette relation est connue sous le nom de loi d'Ohm.

3. Contamination du fluide de refroidissement

La contamination peut provenir du système de refroidissement, du fluide, des additifs ou de la croissance biologique qui se développe au fil du temps. Les matières étrangères, les organismes et les résidus chimiques peuvent réduire les performances de refroidissement, créer une accumulation ou augmenter les problèmes d'entretien.

Garder le liquide de refroidissement propre est essentiel. Le système devrait rester exempt de particules, d'algues, de boue, de tartre et de contamination chimique autant que possible.

4. fluides de refroidissement communs

L'ingrédient principal dans un système de laser refroidi à l'eau devrait habituellement être l'eau propre. Le type d'eau est important car la teneur en minéraux, les ions et les contaminants peuvent affecter la conductivité, la corrosion, l'entartrage et les performances de refroidissement.

4.1 Eau distillée

L'eau distillée est produite en faisant bouillir de l'eau en vapeur et en la condensant en liquide dans un récipient séparé. Beaucoup d'impuretés restent derrière pendant ce processus, de sorte que l'eau finale est effectivement exempte de la plupart des minéraux et des contaminants.

L'eau distillée a une faible conductivité et est un liquide de refroidissement éprouvé et couramment recommandé pour les tubes laser refroidis à l'eau.

4.2 Eau du robinet

L'eau du robinet peut varier considérablement en fonction de la chimie de l'eau locale. Le chlorure peut être corrosif, et le calcium ou le magnésium peuvent former du tartre sur les surfaces métalliques, réduisant les performances thermiques.

L'eau du robinet peut également avoir une conductivité beaucoup plus élevée que l'eau distillée. Pour ces raisons, l'eau du robinet ne doit généralement pas être utilisée dans une boucle de refroidissement au laser.

4.3 Eau désionisée

L'eau désionisée a une très faible concentration d'ions. Cela peut aider à réduire les dépôts minéraux et réduire le risque d'arc électrique causé par le liquide de refroidissement conducteur.

Cependant, l'eau désionisée peut être exceptionnellement corrosive car elle a tendance à dissoudre les substances qu'elle entre en contact. Si de l'eau DI est utilisée, tous les matériaux de la boucle de refroidissement doivent être résistants à la corrosion et compatibles avec l'eau DI.

4.4 Liquides de refroidissement d'ingénierie de performance

Certains liquides de refroidissement performants sont conçus pour les systèmes de refroidissement par eau des PC. Ils peuvent revendiquer une faible conductivité, une faible toxicité, de bonnes performances thermiques et des inhibiteurs biologiques ou de corrosion. Cependant, les produits de refroidissement PC ne sont pas nécessairement conçus pour l'environnement à haute tension des tubes laser CO2.

Ces fluides peuvent être prometteurs dans certains cas, mais les utilisateurs doivent examiner la conductivité, la compatibilité chimique, la sécurité des tubes et les conseils du fabricant avant de les utiliser dans un système de refroidissement laser.

5. Coolant Additives

Des additifs peuvent être utilisés pour empêcher le gel, limiter la croissance biologique ou améliorer le comportement du liquide de refroidissement. Cependant, chaque additif modifie la chimie du liquide de refroidissement et peut créer des effets secondaires, notamment une conductivité supérieure, une contamination, une dégradation des composants ou une défaillance de la machine.

5.1 Antigel

L'antigel est généralement discuté pour les systèmes de refroidissement laser, mais il devrait généralement être un dernier recours. Dans la mesure du possible, il est préférable de maintenir la température du liquide de refroidissement au-dessus du point de congélation en contrôlant l'environnement ou en utilisant des solutions de chauffage appropriées.

5.1.1 Antigel automobile

L'antigel automobile à base d'éthylène glycol peut avoir une conductivité élevée et peut contaminer ou dégrader des parties du système de refroidissement laser. Il est également formulé pour les systèmes de refroidissement des véhicules, pas les boucles de refroidissement des tubes laser.

Pour ces raisons, l'antigel automobile n'est pas recommandé pour les systèmes laser CO2 à tubes de verre refroidis à l'eau.

5.1.2 RV Antigel

L'antigel RV à base de propylène glycol peut être une option non toxique possible pour la protection contre le gel lorsqu'aucune meilleure solution n'est réalisable. Cependant, il peut favoriser la croissance des algues, donc un algicide approprié peut également être nécessaire.

La conductivité peut varier selon le produit. Certains produits antigel pour VR peuvent dépasser les niveaux de conductivité acceptables, les utilisateurs doivent donc vérifier leur adéquation avant utilisation.

5.2 Algicides et biocides

Des additifs peuvent être nécessaires pour empêcher les algues et autres croissances organiques dans le système de refroidissement. Si la croissance organique n'est pas contrôlée, elle peut causer des problèmes d'écoulement, de contamination et de maintenance.

5.2.1 Lutte contre les algues Tetra

Tetra Algae Control est couramment utilisé pour aider à réduire la croissance des algues et a un effet minimal sur la conductivité globale du liquide de refroidissement lorsqu'il est utilisé en très petites quantités.

5.2.2 Eau de Javel Clorox

Les tests mentionnés dans le contenu de la source suggèrent qu'une très petite quantité d'eau de Javel Clorox dans un volume d'eau plus important peut inhiber la croissance des bactéries et des algues tout en maintenant la conductivité dans une plage inférieure. Les utilisateurs doivent toujours être prudents car l'eau de Javel est un additif chimique et des quantités inappropriées peuvent causer des problèmes.

5.3 Détergents et tensioactifs

Les détergents et les surfactants peuvent être envisagés pour améliorer le conditionnement et l'écoulement du liquide de refroidissement. Cependant, tous les tensioactifs ne conviennent pas aux systèmes de refroidissement laser.

5.3.1 Liquide vaisselle Dawn

Le liquide vaisselle Dawn d'origine a été utilisé en très petites quantités comme détergent et tensioactif. Selon le contenu source, il semble avoir peu d'effet sur la conductivité à des concentrations raisonnables.

5.3.2 Météo de l'eau

Le WaterWetter et les additifs de refroidissement automobile similaires sont conçus pour les systèmes de refroidissement des moteurs, et non pour les systèmes de refroidissement au laser. Les tests cités dans le contenu de la source ont montré que WaterWetter peut augmenter considérablement la conductivité de l'eau, ce qui rend le liquide de refroidissement impropre au refroidissement du tube laser.

6. Mélange suggéré de liquide réfrigérant

L'article source fournit un mélange testé pour un tube non rempli et un réservoir de 5 gallons. Il est à base d'eau distillée avec de très petites quantités d'algicide et de liquide vaisselle.

7. Conclusion

Pour les lasers à CO2 à tubes de verre refroidis à l'eau, l'eau distillée est généralement le meilleur liquide de refroidissement de base car elle est propre, faible en impuretés et faible en conductivité. L'eau du robinet n'est pas recommandée car elle peut contenir des minéraux, du chlorure et d'autres contaminants qui peuvent augmenter la conductivité ou créer du tartre.

Les additifs ne doivent être utilisés qu'en cas de besoin. L'antigel automobile et les additifs de type WaterWetter ne sont pas recommandés car ils peuvent rendre le liquide de refroidissement trop conducteur ou inadapté aux systèmes de refroidissement laser. Si le contrôle des algues, la protection contre le gel ou le soutien tensioactif est nécessaire, choisissez soigneusement et gardez le mélange aussi simple que possible.