レーザー水冷却剤 & 添加剤

水冷ガラス管CO2レーザーは、クリーンで安定した冷却システムに依存します。 主な冷却液と追加された化学物質は、冷却性能、電気伝導率、生物学的成長、腐食、および長期的なレーザーチューブの信頼性に影響を与える可能性があります。

このガイドでは、蒸留水、水道水、脱イオン水、人工冷却剤、不凍液、アルゲサイド、殺生物剤、洗剤、界面活性剤など、水冷レーザーシステムの一般的な冷却剤オプションと添加剤について説明します。

1.レーザー水冷却剤の概要

ユーザー、機械、環境、およびメンテナンスの習慣が異なると結果が異なる可能性があるため、水冷CO2レーザーの冷却液の選択についてよく議論されます。 しかし、多くの経験豊富なレーザーユーザーは、最も安全な出発点は、必要なときに非常に限られた添加物を含む清潔で不純物のない水であることに同意します。

優れたクーラントソリューションは、熱伝達をサポートし、システムを清潔に保ち、生物学的成長を回避し、低導電率を維持し、レーザーチューブ冷却システム内または周囲の望ましくない電気的挙動のリスクを減らす必要があります。

2.抵抗性と導電性

導電性は、水冷ガラス管CO2レーザーシステムにおける重要な懸念事項です。 冷却液が導電性になりすぎると、冷却システムは、レーザー管で使用される高電圧DC励起による不要な電気的影響を受けやすくなる可能性があります。

電気抵抗は、電流が導体を通過するのがどれだけ難しいかを測定します。 電気コンダクタンスは反対です: それは電流がどれだけ簡単に通過できるかを測定します。 抵抗はオームで測定され、コンダクタンスはシーメンで測定されます。

多くの材料と条件では、電圧と電流は正比例します。つまり、抵抗とコンダクタンスは比較的一定に保たれます。 この関係はオームの法則として知られています。

3.冷却液汚染

汚染は、冷却システム、流体、添加物、または時間の経過とともに発生する生物学的成長から発生する可能性があります。 異物、生物、および化学物質の残留物は、冷却性能を低下させたり、蓄積を引き起こしたり、メンテナンスの問題を引き起こしたりする可能性があります。

クーラントをきれいに保つことは不可欠です。 システムは、粒子、藻類、スライム、スケール、および化学物質の汚染を可能な限り含まないようにする必要があります。

4.一般的な冷却流体

水冷レーザーシステムの主な成分は、通常、きれいな水でなければなりません。 ミネラル含有量、イオン、および汚染物質は、導電率、腐食、スケーリング、および冷却性能に影響を与える可能性があるため、水の種類が重要です。

4.1蒸留水

蒸留水は、水を沸騰させて蒸気にし、別の容器で液体に凝縮することによって生成されます。 このプロセス中に多くの不純物が残っているため、最終的な水にはほとんどのミネラルや汚染物質が事実上含まれていません。

蒸留水は導電率が低く、水冷レーザーチューブ用に一般的に推奨される冷却剤です。

4.2水道水

水道水は、地元の水化学によって大きく異なります。 塩化物は腐食性である可能性があり、カルシウムまたはマグネシウムは金属表面にスケールを形成し、熱性能を低下させる可能性があります。

水道水は、蒸留水よりもはるかに高い導電率を持つこともできます。 これらの理由から、水道水は一般にレーザー冷却ループで使用すべきではない。

4.3脱イオン水

脱イオン水は、イオン濃度が非常に低い。 これにより、鉱床を減らし、導電性クーラントによって引き起こされる電気アークのリスクを減らすことができます。

しかし、脱イオン水は、接触する物質を溶解する傾向があるため、異常に腐食性である可能性があります。 DI水が使用される場合、すべての冷却ループ材料は耐腐食性であり、DI水と適合しなければならない。

4.4パフォーマンスエンジニアリング冷却剤

一部の性能冷却剤は、PC水冷システム用に設計されています。 彼らは、低導電率、低毒性、良好な熱性能、および腐食または生物学的阻害剤を主張する可能性があります。 ただし、PC冷却製品は、必ずしもCO2レーザーチューブの高電圧環境用に設計されているわけではありません。

これらの流体は場合によっては有望かもしれませんが、ユーザーはレーザー冷却システムで使用する前に、導電性、化学的適合性、チューブの安全性、およびメーカーのガイダンスを確認する必要があります。

5.中毒性のクーラント

添加剤は、凍結を防止したり、生物学的成長を制限したり、冷却剤の挙動を改善したりするために使用できます。 ただし、すべての添加剤は冷却剤の化学的性質を変化させ、より高い導電率、汚染、コンポーネントの劣化、または機械の故障などの副作用を引き起こす可能性があります。

5.1不凍液

不凍液はレーザー冷却システムで一般的に議論されていますが、一般的に最後の手段になるはずです。 可能であれば、環境を制御するか、適切な加熱溶液を使用して、冷却液の温度を氷点下以上に保つことをお勧めします。

5.1.1自動車用不凍液

エチレングリコールをベースにした自動車の不凍液は、導電率が高く、レーザー冷却システムの一部を汚染または劣化させる可能性があります。 また、レーザーチューブ冷却ループではなく、車両冷却システム用にも策定されています。

これらの理由から、自動車の不凍液は水冷ガラス管CO2レーザーシステムには推奨されません。

5.1.2 RV不凍液

プロピレングリコールに基づくRV不凍液は、より良い解決策が実現可能でない場合、凍結保護のための無毒の選択肢となる可能性があります。 ただし、藻類の成長を促進する可能性があるため、適切な藻類も必要になる場合があります。

導電性は製品によって異なります。 一部のRV不凍液製品は許容可能な導電率レベルを超える可能性があるため、ユーザーは使用前に適合性を確認する必要があります。

5.2藻類と殺生物

冷却システム内の藻類やその他の有機的成長を防ぐために、添加剤が必要になる場合があります。 有機的成長をチェックしないと、流れの問題、汚染、メンテナンスの問題を引き起こす可能性があります。

5.2.1テトラ藻类コントロール

Tetra Algae Controlは、藻類の成長を減らすために一般的に使用され、非常に少量で使用した場合、全体的なクーラント伝導率への影響は最小限です。

5.2.2クロロックスブリーチ

ソースコンテンツで参照されているテストでは、大量の水分に含まれるごく少量のクロロックス漂白剤が、導電率をより低い範囲に保ちながら、バクテリアや藻類の成長を阻害できることが示唆されています。 漂白剤は化学添加物であり、不適切な量は問題を引き起こす可能性があるため、ユーザーは依然として注意する必要があります。

5.3洗剤および界面活性剤

洗剤および界面活性剤は、冷却剤のコンディショニングおよび流れを改善すると考えられる。 しかしながら、全ての界面活性剤がレーザー冷却システムに適しているわけではない。

5.3.1夜明けの食器用洗剤

元の強度のドーン食器用洗剤は、洗剤や界面活性剤として非常に少量使用されています。 ソースの内容によると、妥当な濃度での導電率にはほとんど影響しないようです。

5.3.2水の天気

WaterWetterおよび同様の自動車用冷却添加剤は、レーザー冷却システムではなく、エンジン冷却システム用に設計されています。 ソースコンテンツで引用されたテストでは、WaterWetterが水の伝導率を大幅に高める可能性があり、クーラントがレーザーチューブ冷却に不適切になることが示されました。

6.提案されたクーラントミックス

ソース記事は、充填されていないチューブと5ガロンのリザーバー用のテスト済み混合物を提供します。 それは非常に少量のアルゲサイドと食器用洗剤を含む蒸留水に基づいています。

7.結論

水冷ガラス管CO2レーザーの場合、蒸留水はきれいで、不純物が少なく、導電率が低いため、一般的に最良の基本冷却剤です。 水道水には、導電率を高めたり、スケールを作成したりする可能性のある鉱物、塩化物、その他の汚染物質が含まれている可能性があるため、推奨されません。

添加剤は必要なときだけ使用されるべきです。 自動車の不凍液やWaterWetterスタイルの添加剤は、クーラントを導電性にしすぎたり、レーザー冷却システムに不適切にしたりする可能性があるため、推奨されません。 藻類の防除、凍結保護、または界面活性剤のサポートが必要な場合は、慎重に選択し、混合物をできるだけ単純に保ちます。