Security optimization of artefacts laser cleaning
Optimizacija laserskog čišćenja metalnih artifakta
Abstract
Laser techniques have become irreplaceable in solving a wide variety of conservation problems. For the last thirty years, lasers have been used in the diagnostic process, in the process of removing undesirable layers, as well as in repairing damages of cultural heritage objects. Because of the complexity of artifacts, traditional cleaning methods in many cases have partial success. Laser cleaning shows certain advantages such as: high selectivity, precision, efficiency and reliability in application in different types of materials. There are also certain risks for cleaning objects, and the studies of process optimization are the subject of a number researches. This paper presents the methodology and results of the application of infrared thermography for the continuous monitoring of temperature distribution on the surface of metal objects during laser irradiation. A large number of experiments were performed using Nd: YAG laser for cleaning. The obtained results were verified by the re...sults of the numerical simulation of heat propagation in the base material. It has been shown that infrared thermography can eliminate damage to the base material, which is of special importance in the laser cleaning of priceless value artifact.
Laserske tehnike su postale nezamenjive u rešavanju najrazličitijih konzervatorskih problema. Zadnjih tridesetak godina koriste se u procesu dijagnostike stanja, u procesu uklanjanja nepoželjnih slojeva, kao i u sanaciji oštećenja na predmetima kulturnog nasleđa. Zbog složenosti artefakata, tradicionalne metode čišćenja, u velikom broju slučajeva, imaju delimičnog uspeha. Lasersko čišćenje pokazuje određene prednosti kao što su: velika selektivnost, preciznost, efikasnost i pouzdanost u primeni kod različitih vrsta materijala. Postoje i određeni rizici po predmete čišćenja, te je optimizacija procesa predmet velikog broja istraživanja. U ovom radu su prikazani metodologija i rezultati primene infracrvene termografije za kontinualni monitoring raspodele temperature na površini metalnih objekta za vreme ozračavanja laserom. Izvršen je veliki broj eksperimenata, u kojima se Nd:YAG laser koristi za čišćenje. Dobijeni rezultati termogarfijom su verifikovani rezultatima numeričke simulacije ...širenja toplote u osnovnom materijalu. Pokazano je da se primenom infracrvene termografije mogu eliminisati oštećenja na osnovnom materijalu, što je od posebnog značaja kod artefakata neprocenjive vrednosti.
Keywords:
laser cleaning / artefact / IR thermography / numerical simulation / lasersko čišćenje / artefakti / IC termografija / numerička simulacijaSource:
Tehnika, 2017, 72, 6, 834-841Publisher:
- Savez inženjera i tehničara Srbije
Funding / projects:
Collections
Institution/Community
IHTMTY - JOUR AU - Polić, Suzana AU - Ristić, Slavica S. AU - Radojković, Bojana AU - Jegdić, Bore AU - Janičijević, Milovan M. PY - 2017 UR - https://cer.ihtm.bg.ac.rs/handle/123456789/2080 AB - Laser techniques have become irreplaceable in solving a wide variety of conservation problems. For the last thirty years, lasers have been used in the diagnostic process, in the process of removing undesirable layers, as well as in repairing damages of cultural heritage objects. Because of the complexity of artifacts, traditional cleaning methods in many cases have partial success. Laser cleaning shows certain advantages such as: high selectivity, precision, efficiency and reliability in application in different types of materials. There are also certain risks for cleaning objects, and the studies of process optimization are the subject of a number researches. This paper presents the methodology and results of the application of infrared thermography for the continuous monitoring of temperature distribution on the surface of metal objects during laser irradiation. A large number of experiments were performed using Nd: YAG laser for cleaning. The obtained results were verified by the results of the numerical simulation of heat propagation in the base material. It has been shown that infrared thermography can eliminate damage to the base material, which is of special importance in the laser cleaning of priceless value artifact. AB - Laserske tehnike su postale nezamenjive u rešavanju najrazličitijih konzervatorskih problema. Zadnjih tridesetak godina koriste se u procesu dijagnostike stanja, u procesu uklanjanja nepoželjnih slojeva, kao i u sanaciji oštećenja na predmetima kulturnog nasleđa. Zbog složenosti artefakata, tradicionalne metode čišćenja, u velikom broju slučajeva, imaju delimičnog uspeha. Lasersko čišćenje pokazuje određene prednosti kao što su: velika selektivnost, preciznost, efikasnost i pouzdanost u primeni kod različitih vrsta materijala. Postoje i određeni rizici po predmete čišćenja, te je optimizacija procesa predmet velikog broja istraživanja. U ovom radu su prikazani metodologija i rezultati primene infracrvene termografije za kontinualni monitoring raspodele temperature na površini metalnih objekta za vreme ozračavanja laserom. Izvršen je veliki broj eksperimenata, u kojima se Nd:YAG laser koristi za čišćenje. Dobijeni rezultati termogarfijom su verifikovani rezultatima numeričke simulacije širenja toplote u osnovnom materijalu. Pokazano je da se primenom infracrvene termografije mogu eliminisati oštećenja na osnovnom materijalu, što je od posebnog značaja kod artefakata neprocenjive vrednosti. PB - Savez inženjera i tehničara Srbije T2 - Tehnika T1 - Security optimization of artefacts laser cleaning T1 - Optimizacija laserskog čišćenja metalnih artifakta VL - 72 IS - 6 SP - 834 EP - 841 DO - 10.5937/tehnika1706834P ER -
@article{ author = "Polić, Suzana and Ristić, Slavica S. and Radojković, Bojana and Jegdić, Bore and Janičijević, Milovan M.", year = "2017", abstract = "Laser techniques have become irreplaceable in solving a wide variety of conservation problems. For the last thirty years, lasers have been used in the diagnostic process, in the process of removing undesirable layers, as well as in repairing damages of cultural heritage objects. Because of the complexity of artifacts, traditional cleaning methods in many cases have partial success. Laser cleaning shows certain advantages such as: high selectivity, precision, efficiency and reliability in application in different types of materials. There are also certain risks for cleaning objects, and the studies of process optimization are the subject of a number researches. This paper presents the methodology and results of the application of infrared thermography for the continuous monitoring of temperature distribution on the surface of metal objects during laser irradiation. A large number of experiments were performed using Nd: YAG laser for cleaning. The obtained results were verified by the results of the numerical simulation of heat propagation in the base material. It has been shown that infrared thermography can eliminate damage to the base material, which is of special importance in the laser cleaning of priceless value artifact., Laserske tehnike su postale nezamenjive u rešavanju najrazličitijih konzervatorskih problema. Zadnjih tridesetak godina koriste se u procesu dijagnostike stanja, u procesu uklanjanja nepoželjnih slojeva, kao i u sanaciji oštećenja na predmetima kulturnog nasleđa. Zbog složenosti artefakata, tradicionalne metode čišćenja, u velikom broju slučajeva, imaju delimičnog uspeha. Lasersko čišćenje pokazuje određene prednosti kao što su: velika selektivnost, preciznost, efikasnost i pouzdanost u primeni kod različitih vrsta materijala. Postoje i određeni rizici po predmete čišćenja, te je optimizacija procesa predmet velikog broja istraživanja. U ovom radu su prikazani metodologija i rezultati primene infracrvene termografije za kontinualni monitoring raspodele temperature na površini metalnih objekta za vreme ozračavanja laserom. Izvršen je veliki broj eksperimenata, u kojima se Nd:YAG laser koristi za čišćenje. Dobijeni rezultati termogarfijom su verifikovani rezultatima numeričke simulacije širenja toplote u osnovnom materijalu. Pokazano je da se primenom infracrvene termografije mogu eliminisati oštećenja na osnovnom materijalu, što je od posebnog značaja kod artefakata neprocenjive vrednosti.", publisher = "Savez inženjera i tehničara Srbije", journal = "Tehnika", title = "Security optimization of artefacts laser cleaning, Optimizacija laserskog čišćenja metalnih artifakta", volume = "72", number = "6", pages = "834-841", doi = "10.5937/tehnika1706834P" }
Polić, S., Ristić, S. S., Radojković, B., Jegdić, B.,& Janičijević, M. M.. (2017). Security optimization of artefacts laser cleaning. in Tehnika Savez inženjera i tehničara Srbije., 72(6), 834-841. https://doi.org/10.5937/tehnika1706834P
Polić S, Ristić SS, Radojković B, Jegdić B, Janičijević MM. Security optimization of artefacts laser cleaning. in Tehnika. 2017;72(6):834-841. doi:10.5937/tehnika1706834P .
Polić, Suzana, Ristić, Slavica S., Radojković, Bojana, Jegdić, Bore, Janičijević, Milovan M., "Security optimization of artefacts laser cleaning" in Tehnika, 72, no. 6 (2017):834-841, https://doi.org/10.5937/tehnika1706834P . .