Teollinen laserpuhdistus on prosessi, jossa lasersäde ammutaan kiinteälle pinnalle puhdistettavaksi laserilla ja ei-toivotun aineen poistamiseksi. Koska kuitulaserlähteen hinta on laskenut dramaattisesti viime vuosina, laserpuhdistimet – jotka on suunniteltu auttamaan käyttäjiä puhdistamaan tehokkaasti laserilla – vastaavat yhä laajempiin markkinavaatimuksiin ja sovelluksiin, kuten ruiskuvaluprosessien puhdistukseen, ohuiden kalvojen tai pintojen, kuten öljyn ja rasvan, poistamiseen ja moniin muihin. Tässä artikkelissa käsittelemme seuraavia aiheita:
Sisältöluettelo(klikkaa nähdäksesi nopeasti ⇩)
Mitä on laserpuhdistus?
Perinteisesti ruosteen, maalin, oksidin ja muiden epäpuhtauksien poistamiseen metallipinnalta voidaan käyttää mekaanista puhdistusta, kemiallista puhdistusta tai ultraäänipuhdistusta. Näiden menetelmien käyttömahdollisuudet ovat hyvin rajalliset ympäristön ja korkeiden tarkkuusvaatimusten vuoksi.
Laserpuhdistusprosessi.
80-luvulla tiedemiehet havaitsivat, että kun metallin ruostunutta pintaa valaistaan voimakkaalla lasersäteilyllä, säteilytetty aine käy läpi sarjan monimutkaisia fysikaalisia ja kemiallisia reaktioita, kuten värähtelyä, sulamista, sublimaatiota ja palamista. Tämän seurauksena epäpuhtaudet poistuvat materiaalin pinnalta. Tämä yksinkertainen mutta tehokas puhdistustapa on laserpuhdistus, joka on vähitellen korvannut perinteiset puhdistusmenetelmät monilla aloilla ja jolla on monia omia etujaan. Laserpuhdistus on tulevaisuuden näkymiä.
Miten laserpuhdistimet toimivat?
Laserpuhdistuskone
Laserpuhdistimet koostuvat neljästä osasta:kuitulaserlähde (jatkuva tai pulssilaser), ohjauskortti, kädessä pidettävä laserpistooli ja vakiolämpötilassa oleva vedenjäähdytinLaserpuhdistuksen ohjauskortti toimii koko koneen aivoina ja antaa käskyt kuitulasergeneraattorille ja kädessä pidettävälle laseraseelle.
Kuitulasergeneraattori tuottaa erittäin väkevää laservaloa, joka johdetaan johtavan kuidun läpi kädessä pidettävään laserpistooliin. Laserpistooliin asennettu skannaava galvanometri, joko yksi- tai kaksiaksiaalinen, heijastaa valoenergian työkappaleen likakerrokseen. Fysikaalisten ja kemiallisten reaktioiden yhdistelmällä ruoste, maali, rasvainen lika, pinnoitekerros ja muu epäpuhtaus poistetaan helposti.
Perehdytään tähän prosessiin tarkemmin. Monimutkaiset reaktiot, jotka liittyvätlaserpulssivärähtely, lämpölaajeneminensäteilytetyistä hiukkasista,molekyylifotohajoaminenfaasimuutos tainiiden yhdistetty toimintalian ja työkappaleen pinnan välisen sidosvoiman voittamiseksi. Kohdemateriaali (poistettava pintakerros) kuumenee nopeasti absorboimalla lasersäteen energiaa ja täyttää sublimaatiovaatimukset, jolloin lika katoaa pinnalta puhdistustuloksen saavuttamiseksi. Tämän ansiosta alustan pinta absorboi NOLLAA energiaa tai hyvin vähän energiaa, eikä kuitulaservalo vahingoita sitä lainkaan.
Lue lisää kädessä pidettävän laserpuhdistimen rakenteesta ja periaatteesta
Laserpuhdistuksen kolme reaktiota
1. Sublimaatio
Perusmateriaalin ja epäpuhtauden kemiallinen koostumus on erilainen, samoin kuin laserin absorptionopeus. Pohjasubstraatti heijastaa yli 95 % lasersäteestä vahingoittumatta, kun taas epäpuhtaus absorboi suurimman osan lasersäteilystä ja saavuttaa sublimaatiolämpötilan.
Laserpuhdistusmekanismin kaavio
2. Lämpölaajeneminen
Saastehiukkaset absorboivat lämpöenergiaa ja laajenevat nopeasti räjähdyspisteeseen asti. Räjähdyksen iskuvoima voittaa tarttumisvoiman (eri aineiden välisen vetovoiman), ja siten saastehiukkaset irtoavat metallin pinnasta. Koska lasersäteilytysaika on hyvin lyhyt, se voi tuottaa välittömästi suuren räjähdysvoiman kiihtyvyyden, joka riittää tarjoamaan hienoille hiukkasille riittävän kiihtyvyyden siirtyä pois perusmateriaalin tarttumispinnasta.
Pulssilaserpuhdistusvoiman vuorovaikutuskaavio
3. Laserpulssivärähtely
Lasersäteen pulssinleveys on suhteellisen kapea, joten pulssin toistuva toiminta luo ultraäänivärähtelyn työkappaleen puhdistamiseksi ja iskuaalto rikkoo epäpuhtaushiukkaset.
Pulssilaserpuhdistusmekanismi
Fiber Laser -puhdistuskoneen edut
Koska laserpuhdistus ei vaadi kemiallisia liuottimia tai muita kulutusmateriaaleja, se on ympäristöystävällinen, turvallinen käyttää ja sillä on monia etuja:
✔Kiinteä jauhe on pääasiassa puhdistuksen jälkeistä jätettä, sen tilavuus on pieni ja se on helppo kerätä ja kierrättää.
✔Kuitulaserin tuottama savu ja tuhka on helppo poistaa savunpoistolaitteella, eivätkä ne ole haitallisia ihmisten terveydelle.
✔Kosketukseton puhdistus, ei jäännösaineita, ei toissijaista saastumista
✔Pelkkä kohteen puhdistaminen (ruoste, öljy, maali, pinnoite) ei vahingoita alustan pintaa
✔Sähkö on ainoa kulutuslähde, alhaiset käyttökustannukset ja ylläpitokustannukset
✔Sopii vaikeasti tavoitettaville pinnoille ja monimutkaisille artefaktirakenteille
✔Automaattinen laserpuhdistusrobotti on valinnainen ja korvaa keinotekoisen
Ruosteen, homeen, maalin, paperitarrojen, polymeerien, muovin tai minkä tahansa muun pintamateriaalin kaltaisten epäpuhtauksien poistamiseen perinteiset menetelmät – hiekkapuhallus ja kemiallinen syövytys – vaativat erikoiskäsittelyä ja materiaalin hävittämistä, ja ne voivat joskus olla erittäin vaarallisia ympäristölle ja käyttäjille. Alla olevassa taulukossa luetellaan laserpuhdistuksen ja muiden teollisten puhdistusmenetelmien erot.
| Laserpuhdistus | Kemiallinen puhdistus | Mekaaninen kiillotus | Kuivajääpuhdistus | Ultraäänipuhdistus | |
| Puhdistusmenetelmä | Laser, kosketukseton | Kemiallinen liuotin, suora kosketus | Hiomapaperi, suora kosketus | Kuivajää, kosketukseton | Pesuaine, suorakosketus |
| Aineelliset vahingot | No | Kyllä, mutta harvoin | Kyllä | No | No |
| Puhdistustehokkuus | Korkea | Matala | Matala | Kohtalainen | Kohtalainen |
| Kulutus | Sähkö | Kemiallinen liuotin | Hiomapaperi/hiomalaikka | Kuivajää | Liuotinpesuaine |
| Puhdistustulos | tahrattomuus | säännöllinen | säännöllinen | erinomainen | erinomainen |
| Ympäristövahingot | Ympäristöystävällinen | Saastunut | Saastunut | Ympäristöystävällinen | Ympäristöystävällinen |
| Käyttö | Yksinkertainen ja helppo oppia | Monimutkainen toimenpide, vaatii ammattitaitoisen käyttäjän | ammattitaitoista operaattoria tarvitaan | Yksinkertainen ja helppo oppia | Yksinkertainen ja helppo oppia |
Etsitään ihanteellista tapaa poistaa epäpuhtauksia vahingoittamatta alustaa
▷ Laserpuhdistuskone
Laserpuhdistuskäytännöt
• laserpuhdistus ruiskuvalumuotti
• laserpinnan karheus
• laserpuhdistusartefakti
• lasermaalinpoisto…
Laserpuhdistus käytännössä
Usein kysytyt kysymykset
Kyllä, se on täysin turvallista. Avain piilee lasersäteen erilaisissa absorptioasteissa: pohjamateriaali heijastaa yli 95 % laserenergiasta absorboiden vain vähän tai ei ollenkaan lämpöä. Epäpuhtaudet (ruoste, maali) absorboivat sen sijaan suurimman osan energiasta. Tarkan pulssiohjauksen tuella prosessi kohdistuu vain ei-toivottuihin aineisiin, välttäen alustan rakenteen tai pinnan laadun vaurioitumisen.
Se käsittelee tehokkaasti monenlaisia teollisuuden epäpuhtauksia.
- Ruoste, oksidit ja korroosio metallipinnoilla.
- Maali, pinnoitteet ja ohutkalvot työkappaleista.
- Öljy, rasva ja tahrat ruiskuvaluprosesseissa.
- Hitsausjäämät ja pienet purseet ennen hitsausta/hitsauksen jälkeen.
- Se ei rajoitu metalleihin – toimii myös tietyillä ei-metallisilla pinnoilla kevyiden epäpuhtauksien poistamiseksi.
Se on paljon ympäristöystävällisempää kuin kemiallinen tai mekaaninen puhdistus.
- Ei kemiallisia liuottimia (välttää maaperän/veden saastumisen) tai hankaavia kulutusmateriaaleja (vähentää jätettä).
- Jäte on pääasiassa pientä kiinteää jauhetta tai minimaalista savua, joka on helppo kerätä savunpoistolaitteiden avulla.
- Käyttää vain sähköä – ei vaarallisen jätteen hävittämistä, täyttää tiukat teollisuuden ympäristöstandardit.
Julkaisun aika: 08.07.2022