Bei der industriellen Laserreinigung wird ein Laserstrahl auf eine feste Oberfläche gerichtet, um diese zu reinigen und unerwünschte Substanzen zu entfernen. Da die Preise für Faserlaser in den letzten Jahren drastisch gesunken sind, erfüllen Laserreiniger, die Anwendern eine effiziente Laserreinigung ermöglichen, immer breitere Marktanforderungen und Anwendungsgebiete, beispielsweise für die Reinigung von Spritzgussprozessen, die Entfernung dünner Filme oder von Oberflächen wie Öl und Fett und vieles mehr. In diesem Artikel behandeln wir folgende Themen:
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Was ist Laserreinigung?
Um Rost, Farbe, Oxid und andere Verunreinigungen von der Metalloberfläche zu entfernen, kommen traditionell mechanische, chemische oder Ultraschallreinigungsmethoden zum Einsatz. Die Anwendung dieser Methoden ist jedoch hinsichtlich der Umgebungsbedingungen und der hohen Präzisionsanforderungen sehr begrenzt.
Laserreinigungsprozess.
In den 1980er Jahren entdeckten Wissenschaftler, dass beim Bestrahlen verrosteter Metalloberflächen mit hochkonzentrierter Laserenergie die bestrahlte Substanz eine Reihe komplexer physikalischer und chemischer Reaktionen wie Vibration, Schmelzen, Sublimation und Verbrennung durchläuft. Dadurch werden Verunreinigungen von der Materialoberfläche entfernt. Diese einfache, aber effiziente Reinigungsmethode ist die Laserreinigung. Sie hat in vielen Bereichen nach und nach die traditionellen Reinigungsmethoden ersetzt und bietet zahlreiche Vorteile sowie vielversprechende Zukunftsaussichten.
Wie funktionieren Laserreiniger?
Laser-Reinigungsmaschine
Die Laserreiniger bestehen aus vier Teilen: demFaserlaserquelle (kontinuierlicher oder gepulster Laser), Steuerplatine, Handlaserpistole und Wasserkühler mit konstanter TemperaturDie Laserreinigungs-Steuerplatine fungiert als Gehirn der gesamten Maschine und gibt die Befehle an den Faserlasergenerator und die Handlaserpistole.
Der Faserlasergenerator erzeugt hochkonzentriertes Laserlicht, das über das Leitungsmedium Faser zur handgeführten Laserpistole geleitet wird. Das in der Laserpistole eingebaute ein- oder zweiachsige Scan-Galvanometer reflektiert die Lichtenergie auf die Schmutzschicht des Werkstücks. Durch eine Kombination aus physikalischen und chemischen Reaktionen werden Rost, Farbe, fettiger Schmutz, Beschichtungen und andere Verunreinigungen mühelos entfernt.
Lassen Sie uns diesen Prozess genauer betrachten. Die komplexen Reaktionen, die mit der Verwendung vonLaserpulsvibration, die Wärmeausdehnungvon bestrahlten Partikeln,molekulare PhotozersetzungPhasenwechsel oderihre kombinierte Wirkungum die Bindungskraft zwischen Schmutz und Werkstückoberfläche zu überwinden. Das Zielmaterial (die zu entfernende Oberflächenschicht) wird durch Absorption der Laserenergie schnell erhitzt und sublimiert, sodass der Schmutz von der Oberfläche verschwindet und das Reinigungsergebnis erzielt wird. Dadurch absorbiert die Substratoberfläche KEINE oder nur sehr wenig Energie und wird durch das Faserlaserlicht nicht beschädigt.
Erfahren Sie mehr über den Aufbau und das Prinzip des Handheld-Laserreinigers
Drei Reaktionen der Laserreinigung
1. Sublimation
Die chemische Zusammensetzung des Grundmaterials und der Verunreinigung ist unterschiedlich, ebenso wie die Absorptionsrate des Lasers. Das Grundsubstrat reflektiert mehr als 95 % des Laserlichts, ohne Schaden zu nehmen, während die Verunreinigung den Großteil der Laserenergie absorbiert und die Sublimationstemperatur erreicht.
Diagramm des Laserreinigungsmechanismus
2. Wärmeausdehnung
Die Schadstoffpartikel absorbieren die Wärmeenergie und dehnen sich schnell aus, bis sie platzen. Die Wucht der Explosion überwindet die Adhäsionskraft (die Anziehungskraft zwischen verschiedenen Substanzen), wodurch sich die Schadstoffpartikel von der Metalloberfläche lösen. Da die Laserbestrahlungsdauer sehr kurz ist, kann sofort eine hohe Beschleunigung der explosiven Aufprallkraft erzeugt werden, die ausreicht, um die Feinpartikel ausreichend zu beschleunigen und sie von der Haftung am Grundmaterial zu lösen.
Diagramm der Wechselwirkung der Reinigungskräfte bei gepulsten Lasern
3. Laserpulsvibration
Die Impulsbreite des Laserstrahls ist relativ schmal, sodass durch die wiederholte Einwirkung des Impulses Ultraschallschwingungen zur Reinigung des Werkstücks erzeugt werden und die Stoßwelle die Schmutzpartikel zertrümmert.
Reinigungsmechanismus mit gepulstem Laserstrahl
Vorteile der Faserlaser-Reinigungsmaschine
Da bei der Laserreinigung keine chemischen Lösungsmittel oder andere Verbrauchsmaterialien benötigt werden, ist sie umweltfreundlich, sicher im Betrieb und bietet viele Vorteile:
✔Feststoffpulver ist hauptsächlich der Abfall nach der Reinigung, hat ein geringes Volumen und lässt sich leicht sammeln und recyceln
✔Rauch und Asche, die durch den Faserlaser erzeugt werden, lassen sich leicht durch den Rauchabzug absaugen und sind nicht gesundheitsschädlich.
✔Berührungslose Reinigung, keine Medienrückstände, keine Sekundärverschmutzung
✔Nur das Reinigen des Ziels (Rost, Öl, Farbe, Beschichtung), beschädigt die Substratoberfläche nicht
✔Strom ist der einzige Verbrauch, niedrige Betriebskosten und Wartungskosten
✔Geeignet für schwer zugängliche Oberflächen und komplexe Artefaktstrukturen
✔Automatischer Laserreinigungsroboter ist optional und ersetzt künstliche
Zum Entfernen von Verunreinigungen wie Rost, Schimmel, Farbe, Papieretiketten, Polymeren, Kunststoff oder anderen Oberflächenmaterialien erfordern herkömmliche Methoden – Strahlen und chemisches Ätzen – eine spezielle Handhabung und Entsorgung der Medien und können mitunter äußerst gefährlich für Umwelt und Bediener sein. Die folgende Tabelle listet die Unterschiede zwischen der Laserreinigung und anderen industriellen Reinigungsmethoden auf.
| Laserreinigung | Chemische Reinigung | Mechanisches Polieren | Trockeneisreinigung | Ultraschallreinigung | |
| Reinigungsmethode | Laser, berührungslos | Chemisches Lösungsmittel, direkter Kontakt | Schleifpapier, Direktkontakt | Trockeneis, berührungslos | Reinigungsmittel, Direktkontakt |
| Sachschaden | No | Ja, aber selten | Ja | No | No |
| Reinigungseffizienz | Hoch | Niedrig | Niedrig | Mäßig | Mäßig |
| Verbrauch | Strom | Chemisches Lösungsmittel | Schleifpapier/Schleifscheibe | Trockeneis | Lösungsmittelreiniger |
| Reinigungsergebnis | Makellosigkeit | regulär | regulär | exzellent | exzellent |
| Umweltschäden | Umweltfreundlich | Verschmutzt | Verschmutzt | Umweltfreundlich | Umweltfreundlich |
| Betrieb | Einfach und leicht zu erlernen | Kompliziertes Verfahren, erfahrener Bediener erforderlich | Fachkundiger Bediener erforderlich | Einfach und leicht zu erlernen | Einfach und leicht zu erlernen |
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▷ Laser-Reinigungsmaschine
Laserreinigungsverfahren
• Laserreinigung der Spritzgussform
• Laser-Oberflächenrauheit
• Laserreinigungsartefakt
• Laser-Farbentfernung …
Laserreinigung im praktischen Einsatz
FAQS
Ja, es ist absolut sicher. Der Schlüssel liegt in den unterschiedlichen Absorptionsraten des Lasers: Das Grundmaterial reflektiert über 95 % der Laserenergie und absorbiert dabei kaum bis gar keine Wärme. Verunreinigungen (Rost, Farbe) absorbieren hingegen den Großteil der Energie. Unterstützt durch eine präzise Pulssteuerung zielt der Prozess nur auf unerwünschte Substanzen ab und vermeidet so Schäden an der Struktur oder Oberflächenbeschaffenheit des Substrats.
Es bewältigt effizient eine breite Palette industrieller Verunreinigungen.
- Rost, Oxide und Korrosion auf Metalloberflächen.
- Farbe, Beschichtungen und dünne Filme von Werkstücken.
- Öl, Fett und Flecken bei Spritzgussverfahren.
- Schweißrückstände und kleine Grate vor/nach dem Schweißen.
- Es ist nicht auf Metalle beschränkt – funktioniert auch auf bestimmten nichtmetallischen Oberflächen bei leichten Verunreinigungen.
Es ist weitaus umweltfreundlicher als eine chemische oder mechanische Reinigung.
- Keine chemischen Lösungsmittel (vermeidet Boden-/Wasserverschmutzung) oder abrasiven Verbrauchsmaterialien (reduziert Abfall).
- Der Abfall besteht hauptsächlich aus kleinem, festem Pulver oder minimalem Rauch, der sich leicht mit Rauchabzügen einsammeln lässt.
- Verwendet nur Strom – keine Entsorgung von Sondermüll erforderlich, Einhaltung strenger industrieller Umweltstandards.
Beitragszeit: 08.07.2022