Przemysłowe czyszczenie laserowe to proces polegający na skierowaniu wiązki laserowej na powierzchnię w celu jej oczyszczenia i usunięcia niepożądanych substancji. Ponieważ cena źródła lasera światłowodowego drastycznie spadła w ciągu ostatnich kilku lat, urządzenia czyszczące laserowe – zaprojektowane, aby pomóc użytkownikom w efektywnym czyszczeniu laserowym – zaspokajają coraz szersze zapotrzebowanie rynku i znajdują zastosowanie w takich zastosowaniach, jak czyszczenie w procesach formowania wtryskowego, usuwanie cienkich warstw lub powierzchni, takich jak olej i smar, i wiele innych. W tym artykule omówimy następujące tematy:
Lista treści(kliknij, aby szybko zlokalizować ⇩)
Proces czyszczenia laserowego.
W latach 80. naukowcy odkryli, że podczas naświetlania zardzewiałej powierzchni metalu wysoko skoncentrowaną energią laserową, napromieniowana substancja przechodzi szereg złożonych reakcji fizycznych i chemicznych, takich jak wibracje, topienie, sublimacja i spalanie. W rezultacie zanieczyszczenia są usuwane z powierzchni materiału. Ta prosta, ale skuteczna metoda czyszczenia to czyszczenie laserowe, które stopniowo zastępuje tradycyjne metody czyszczenia w wielu dziedzinach, oferując liczne zalety i dając szerokie perspektywy na przyszłość.
Jak działają urządzenia do czyszczenia laserowego?
Maszyna do czyszczenia laserowego
Czyściki laserowe składają się z czterech części:źródło lasera światłowodowego (laser ciągły lub impulsowy), płyta sterownicza, ręczny pistolet laserowy i agregat chłodniczy o stałej temperaturzePłyta sterująca czyszczeniem laserowym pełni funkcję mózgu całej maszyny i wydaje polecenia generatorowi lasera światłowodowego oraz ręcznemu pistoletowi laserowemu.
Generator lasera światłowodowego wytwarza silnie skoncentrowane światło laserowe, które jest przekazywane przez ośrodek przewodzący (włókno) do ręcznego pistoletu laserowego. Galwanometr skanujący, jedno- lub dwuosiowy, zamontowany wewnątrz pistoletu laserowego, odbija energię świetlną w kierunku warstwy brudu na obrabianym przedmiocie. Dzięki połączeniu reakcji fizycznych i chemicznych, rdza, farba, tłuste zabrudzenia, warstwa powłoki i inne zanieczyszczenia są łatwo usuwane.
Przyjrzyjmy się temu procesowi bliżej. Złożone reakcje związane z użyciemwibracje impulsu laserowego, rozszerzalność cieplnanapromieniowanych cząstek,fotorozkład molekularnyzmiana fazy lubich połączone działanieAby pokonać siłę wiązania między brudem a powierzchnią przedmiotu obrabianego. Materiał docelowy (warstwa powierzchniowa do usunięcia) jest szybko podgrzewany poprzez absorpcję energii wiązki laserowej i spełnia wymagania sublimacji, dzięki czemu brud znika z powierzchni, a efekt czyszczenia jest widoczny. Dzięki temu powierzchnia podłoża pochłania ZERO energii lub bardzo mało energii, a światło lasera światłowodowego w ogóle jej nie uszkodzi.
Dowiedz się więcej o strukturze i zasadzie działania ręcznego urządzenia czyszczącego laserowego
Trzy reakcje czyszczenia laserowego
1. Sublimacja
Skład chemiczny materiału bazowego i zanieczyszczenia jest różny, podobnie jak szybkość absorpcji lasera. Podłoże bazowe odbija ponad 95% światła laserowego bez żadnych uszkodzeń, podczas gdy zanieczyszczenie pochłania większość energii lasera i osiąga temperaturę sublimacji.
Schemat mechanizmu czyszczenia laserowego
2. Rozszerzalność cieplna
Cząsteczki zanieczyszczeń pochłaniają energię cieplną i gwałtownie się rozprężają, aż do momentu wybuchu. Uderzenie eksplozji pokonuje siłę adhezji (siłę przyciągania między różnymi substancjami), a tym samym cząstki zanieczyszczeń odrywają się od powierzchni metalu. Ponieważ czas naświetlania laserem jest bardzo krótki, może on natychmiast wytworzyć duże przyspieszenie siły uderzenia wybuchu, wystarczające do zapewnienia odpowiedniego przyspieszenia drobnych cząstek, aby mogły one oderwać się od powierzchni metalu.
Diagram interakcji siły czyszczenia laserem impulsowym
3. Wibracje impulsów laserowych
Szerokość impulsu wiązki laserowej jest stosunkowo mała, dlatego powtarzające się działanie impulsu wytworzy wibracje ultradźwiękowe, które wyczyszczą obrabiany element, a fala uderzeniowa rozbije cząsteczki zanieczyszczeń.
Mechanizm czyszczący wiązką lasera impulsowego
Zalety maszyny czyszczącej laserem światłowodowym
Ponieważ czyszczenie laserowe nie wymaga stosowania żadnych rozpuszczalników chemicznych ani innych materiałów eksploatacyjnych, jest przyjazne dla środowiska, bezpieczne w użyciu i ma wiele zalet:
✔Proszek do utwardzania to głównie odpad po czyszczeniu, ma niewielką objętość, jest łatwy do zebrania i recyklingu
✔Dym i popiół wytwarzane przez laser światłowodowy można łatwo odprowadzić za pomocą wyciągu oparów i nie stanowią one zagrożenia dla zdrowia ludzi
✔Czyszczenie bezkontaktowe, brak resztek mediów, brak zanieczyszczeń wtórnych
✔Samo czyszczenie celu (rdzy, oleju, farby, powłoki) nie uszkodzi powierzchni podłoża
✔Jedynym zużyciem energii elektrycznej jest niskie zużycie energii, niskie koszty eksploatacji i koszty utrzymania
✔Nadaje się do trudno dostępnych powierzchni i złożonych struktur artefaktów
✔Automatyczny robot czyszczący laserowo jest opcjonalny i zastępuje sztuczne
Do usuwania zanieczyszczeń, takich jak rdza, pleśń, farba, etykiety papierowe, polimery, tworzywa sztuczne lub inne materiały powierzchniowe, tradycyjne metody – śrutowanie i trawienie chemiczne – wymagają specjalistycznego postępowania z materiałem i jego utylizacji, a czasami mogą być niezwykle niebezpieczne dla środowiska i operatorów. Poniższa tabela przedstawia różnice między czyszczeniem laserowym a innymi przemysłowymi metodami czyszczenia.
| Czyszczenie laserowe | Czyszczenie chemiczne | Polerowanie mechaniczne | Czyszczenie suchym lodem | Czyszczenie ultradźwiękowe | |
| Metoda czyszczenia | Laser, bezkontaktowy | Rozpuszczalnik chemiczny, kontakt bezpośredni | Papier ścierny, kontakt bezpośredni | Suchy lód, bezkontaktowy | Detergent, kontakt bezpośredni |
| Szkody materialne | No | Tak, ale rzadko | Tak | No | No |
| Efektywność czyszczenia | Wysoki | Niski | Niski | Umiarkowany | Umiarkowany |
| Konsumpcja | Elektryczność | Rozpuszczalnik chemiczny | Papier ścierny/ Tarcza ścierna | Suchy lód | Detergent rozpuszczalnikowy |
| Wynik czyszczenia | nieskazitelność | regularny | regularny | doskonały | doskonały |
| Szkody środowiskowe | Przyjazny dla środowiska | Zanieczyszczony | Zanieczyszczony | Przyjazny dla środowiska | Przyjazny dla środowiska |
| Działanie | Proste i łatwe do nauczenia | Skomplikowana procedura, wymagany wykwalifikowany operator | wymagany wykwalifikowany operator | Proste i łatwe do nauczenia | Proste i łatwe do nauczenia |
Szukasz idealnego sposobu usuwania zanieczyszczeń bez uszkadzania podłoża
▷ Maszyna do czyszczenia laserowego
Praktyki czyszczenia laserowego
• czyszczenie laserowe form wtryskowych
• chropowatość powierzchni laserowej
• artefakt czyszczenia laserowego
• usuwanie farby laserem…
Czyszczenie laserowe w praktyce
FAQ
Tak, to całkowicie bezpieczne. Klucz tkwi w zróżnicowanych współczynnikach absorpcji lasera: materiał bazowy odbija ponad 95% energii lasera, pochłaniając niewiele ciepła lub wcale. Zanieczyszczenia (rdza, farba) pochłaniają większość energii. Dzięki precyzyjnej kontroli impulsów, proces ten oddziałuje wyłącznie na niepożądane substancje, zapobiegając uszkodzeniom struktury podłoża i jakości powierzchni.
Skutecznie radzi sobie z szeroką gamą zanieczyszczeń przemysłowych.
- Rdza, tlenki i korozja na powierzchniach metalowych.
- Farby, powłoki i cienkie warstwy z przedmiotów obrabianych.
- Olej, smar i plamy w procesach formowania wtryskowego.
- Pozostałości po spawaniu i małe zadziory przed i po spawaniu.
- Nie ogranicza się tylko do metali — działa również na niektórych powierzchniach niemetalowych w przypadku lekkich zanieczyszczeń.
Jest to o wiele bardziej ekologiczne rozwiązanie niż czyszczenie chemiczne i mechaniczne.
- Bez rozpuszczalników chemicznych (zapobiega zanieczyszczeniu gleby/wody) i materiałów ściernych (zmniejsza ilość odpadów).
- Odpady to głównie drobne, stałe proszki lub niewielkie ilości dymu, które można łatwo zebrać za pomocą wyciągów oparów.
- Wykorzystuje wyłącznie energię elektryczną — nie ma potrzeby utylizacji niebezpiecznych odpadów, spełnia rygorystyczne przemysłowe normy ochrony środowiska.
Czas publikacji: 08-07-2022