A limpeza a laser industrial é o processo de disparar um feixe de laser sobre uma superfície sólida para limpá-la e remover substâncias indesejadas. Como o preço da fonte de laser de fibra caiu drasticamente nos últimos anos, os equipamentos de limpeza a laser — projetados para auxiliar os usuários na limpeza a laser de forma eficiente — atendem a demandas de mercado cada vez mais amplas e a diversas aplicações, como a limpeza de processos de moldagem por injeção, a remoção de películas finas ou superfícies como óleo e graxa, entre outras. Neste artigo, abordaremos os seguintes tópicos:
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O que é limpeza a laser?
Tradicionalmente, para remover ferrugem, tinta, óxido e outros contaminantes da superfície metálica, podem ser utilizados métodos como limpeza mecânica, limpeza química ou limpeza ultrassônica. A aplicação desses métodos é bastante limitada em termos de requisitos ambientais e de alta precisão.
Processo de limpeza a laser.
Na década de 80, cientistas descobriram que, ao iluminar a superfície enferrujada de um metal com energia laser de alta concentração, a substância irradiada passa por uma série de reações físico-químicas complexas, como vibração, fusão, sublimação e combustão. Como resultado, os contaminantes são removidos da superfície do material. Essa forma simples, porém eficiente, de limpeza é conhecida como limpeza a laser, que gradualmente substituiu os métodos de limpeza tradicionais em diversos campos, apresentando muitas vantagens próprias e demonstrando um amplo potencial para o futuro.
Como funcionam os limpadores a laser?
Máquina de limpeza a laser
Os limpadores a laser são compostos por quatro partes: oFonte de laser de fibra (laser contínuo ou pulsado), placa de controle, pistola de laser portátil e resfriador de água com temperatura constante.A placa de controle de limpeza a laser funciona como o cérebro de toda a máquina e envia os comandos para o gerador de laser de fibra e para a pistola de laser portátil.
O gerador de laser de fibra produz luz laser altamente concentrada, que é transmitida através da fibra condutora até a pistola de laser portátil. O galvanômetro de varredura, uniaxial ou biaxial, montado dentro da pistola de laser, reflete a energia da luz para a camada de sujeira da peça. Por meio de uma combinação de reações físicas e químicas, ferrugem, tinta, sujeira oleosa, revestimento e outras contaminações são removidas facilmente.
Vamos detalhar melhor esse processo. As reações complexas envolvidas no uso devibração do pulso de laser, a expansão térmicade partículas irradiadas,fotodecomposição molecularmudança de fase, ousua ação conjuntaPara vencer a força de ligação entre a sujeira e a superfície da peça, o material alvo (a camada superficial a ser removida) é aquecido rapidamente pela absorção da energia do feixe de laser, atendendo aos requisitos de sublimação. Isso faz com que a sujeira da superfície desapareça, resultando na limpeza. Dessa forma, a superfície do substrato absorve energia ZERO, ou muito pouca, e a luz do laser de fibra não a danifica.
Saiba mais sobre a estrutura e o princípio de funcionamento do limpador a laser portátil.
Três reações da limpeza a laser
1. Sublimação
A composição química do material base e do contaminante é diferente, assim como a taxa de absorção do laser. O substrato base reflete mais de 95% da luz laser sem sofrer danos, enquanto o contaminante absorve a maior parte da energia do laser e atinge a temperatura de sublimação.
Diagrama do mecanismo de limpeza a laser
2. Expansão Térmica
As partículas poluentes absorvem a energia térmica e expandem-se rapidamente até o ponto de ruptura. O impacto da explosão supera a força de adesão (a força de atração entre diferentes substâncias), desprendendo assim as partículas poluentes da superfície do metal. Como o tempo de irradiação a laser é muito curto, ele pode produzir instantaneamente uma grande aceleração da força de impacto explosivo, suficiente para impulsionar as partículas finas a se desprenderem da adesão do material base.
Diagrama de interação da força de limpeza a laser pulsado
3. Vibração de pulso de laser
A largura do pulso do feixe de laser é relativamente estreita, portanto, a ação repetida do pulso criará vibração ultrassônica para limpar a peça de trabalho, e a onda de choque quebrará as partículas poluentes.
Mecanismo de limpeza por feixe de laser pulsado
Vantagens da máquina de limpeza a laser de fibra
Como a limpeza a laser não requer solventes químicos ou outros consumíveis, ela é ecologicamente correta, segura de operar e apresenta muitas vantagens:
✔O pó de solda é principalmente resíduo após a limpeza, tem pequeno volume e é fácil de coletar e reciclar.
✔A fumaça e as cinzas geradas pelo laser de fibra são facilmente expelidas pelo exaustor de gases e não representam riscos à saúde humana.
✔Limpeza sem contato, sem resíduos, sem poluição secundária.
✔A simples limpeza do alvo (ferrugem, óleo, tinta, revestimento) não danificará a superfície do substrato.
✔A eletricidade é o único meio de consumo, com baixo custo operacional e de manutenção.
✔Adequado para superfícies de difícil acesso e estruturas de artefatos complexas.
✔O robô de limpeza a laser automático é opcional, substituindo o robô de limpeza manual.
Para remover contaminantes como ferrugem, mofo, tinta, etiquetas de papel, polímeros, plástico ou qualquer outro material de superfície, os métodos tradicionais – jateamento abrasivo e corrosão química – exigem manuseio e descarte especializados do material abrasivo e podem ser extremamente perigosos para o meio ambiente e para os operadores. A tabela abaixo lista as diferenças entre a limpeza a laser e outros métodos de limpeza industrial.
| Limpeza a laser | Limpeza química | Polimento mecânico | Limpeza com gelo seco | Limpeza ultrassônica | |
| Método de limpeza | Laser, sem contato | Solvente químico, contato direto | Papel abrasivo, contato direto | Gelo seco, sem contato | Detergente de contato direto |
| Danos materiais | No | Sim, mas raramente. | Sim | No | No |
| Eficiência de limpeza | Alto | Baixo | Baixo | Moderado | Moderado |
| Consumo | Eletricidade | Solvente químico | Lixa/Roda Abrasiva | Gelo seco | Detergente solvente |
| Resultado da limpeza | impecável | regular | regular | excelente | excelente |
| Danos ambientais | Amigo do ambiente | Poluído | Poluído | Amigo do ambiente | Amigo do ambiente |
| Operação | Simples e fácil de aprender. | Procedimento complexo, requer operador qualificado. | É necessário operador qualificado. | Simples e fácil de aprender. | Simples e fácil de aprender. |
Procurando uma maneira ideal de remover contaminantes sem danificar o substrato?
▷ Máquina de limpeza a laser
Práticas de limpeza a laser
• limpeza a laser de moldes de injeção
• rugosidade da superfície a laser
• artefato de limpeza a laser
• Remoção de tinta a laser…
Limpeza a laser em uso prático
Perguntas frequentes
Sim, é completamente seguro. O segredo está nas diferentes taxas de absorção do laser: o material base reflete mais de 95% da energia do laser, absorvendo pouco ou nenhum calor. Os contaminantes (ferrugem, tinta) absorvem a maior parte da energia. Com o auxílio de um controle preciso do pulso, o processo atinge apenas as substâncias indesejadas, evitando qualquer dano à estrutura ou à qualidade da superfície do substrato.
É capaz de lidar com uma ampla gama de contaminantes industriais de forma eficiente.
- Ferrugem, óxidos e corrosão em superfícies metálicas.
- Tintas, revestimentos e películas finas provenientes de peças de trabalho.
- Óleo, graxa e manchas em processos de moldagem por injeção.
- Resíduos de soldagem e pequenas rebarbas antes/depois da soldagem.
- Não se limita a metais — também funciona em certas superfícies não metálicas para contaminantes leves.
É muito mais ecológico do que a limpeza química ou mecânica.
- Sem solventes químicos (evita a poluição do solo/água) ou materiais abrasivos (reduz o desperdício).
- Os resíduos consistem principalmente em pequenos pedaços de pó sólido ou em uma quantidade mínima de fumaça, sendo fáceis de coletar por meio de extratores de fumos.
- Utiliza apenas eletricidade — sem necessidade de descarte de resíduos perigosos, cumprindo rigorosamente as normas ambientais industriais.
Data da publicação: 08/07/2022