Curățarea industrială cu laser este procesul de proiectare a unui fascicul laser pe o suprafață solidă pentru a curăța cu laser și a îndepărta substanțele nedorite. Întrucât prețul sursei laser cu fibră a scăzut dramatic în ultimii ani, aparatele de curățare cu laser - concepute pentru a ajuta utilizatorii să curățe eficient cu laser - răspund cerințelor pieței și perspectivelor aplicate din ce în ce mai largi, cum ar fi curățarea proceselor de turnare prin injecție, îndepărtarea peliculelor subțiri sau a suprafețelor precum uleiul și grăsimea și multe altele. În acest articol, vom acoperi următoarele subiecte:
Listă de conținut(click pentru localizare rapidă ⇩)
Ce este curățarea cu laser?
În mod tradițional, pentru a îndepărta rugina, vopseaua, oxidul și alți contaminanți de pe suprafața metalică, se poate aplica curățarea mecanică, curățarea chimică sau curățarea cu ultrasunete. Aplicarea acestor metode este foarte limitată din punct de vedere al mediului și al cerințelor de precizie ridicată.
Procesul de curățare cu laser.
În anii '80, oamenii de știință au descoperit că, atunci când suprafața ruginită a metalului este iluminată cu energie laser de înaltă concentrație, substanța iradiată trece printr-o serie de reacții fizice și chimice complexe, cum ar fi vibrația, topirea, sublimarea și arderea. Drept urmare, contaminanții sunt îndepărtați de pe suprafața materialului. Această metodă simplă, dar eficientă de curățare este curățarea cu laser, care a înlocuit treptat metodele tradiționale de curățare în multe domenii, având numeroase avantaje și oferind perspective largi pentru viitor.
Cum funcționează aparatele de curățare cu laser?
Mașină de curățare cu laser
Aparatele de curățare cu laser sunt alcătuite din patru părți:sursă laser cu fibră (laser continuu sau pulsat), placă de control, pistol laser portabil și răcitor de apă cu temperatură constantăPlaca de control a curățării cu laser acționează ca creierul întregii mașini și dă comenzi generatorului de laser cu fibră și pistolului laser portabil.
Generatorul laser cu fibră produce lumină laser de înaltă concentrație, care este transmisă prin mediul de conducție, prin fibră, către pistolul laser portabil. Galvanometrul de scanare, fie uniaxial, fie biaxial, asamblat în interiorul pistolului laser reflectă energia luminoasă către stratul de murdărie al piesei de prelucrat. Printr-o combinație de reacții fizice și chimice, rugina, vopseaua, murdăria grasă, stratul de acoperire și alte impurități sunt îndepărtate cu ușurință.
Să intrăm mai în detaliu în legătură cu acest proces. Reacțiile complexe implicate în utilizareavibrația impulsului laser, expansiunea termicăde particule iradiate,fotodescompunerea molecularăschimbare de fază sauacțiunea lor combinatăpentru a depăși forța de legătură dintre murdărie și suprafața piesei de prelucrat. Materialul țintă (stratul de suprafață care trebuie îndepărtat) este încălzit rapid prin absorbția energiei fasciculului laser și îndeplinește cerințele de sublimare, astfel încât murdăria de pe suprafață dispare pentru a obține rezultatul curățării. Din acest motiv, suprafața substratului absoarbe ZERO energie sau foarte puțină energie, iar lumina laser cu fibră nu o va deteriora deloc.
Aflați mai multe despre structura și principiul curățitorului laser portabil
Trei reacții ale curățării cu laser
1. Sublimare
Compoziția chimică a materialului de bază și a contaminantului este diferită, la fel și rata de absorbție a laserului. Substratul de bază reflectă mai mult de 95% din lumina laserului fără nicio deteriorare, în timp ce contaminantul absoarbe majoritatea energiei laserului și atinge temperatura de sublimare.
Diagrama mecanismului de curățare cu laser
2. Expansiune termică
Particulele de poluant absorb energia termică și se extind rapid până la punctul de explozie. Impactul exploziei depășește forța de aderență (forța de atracție dintre diferite substanțe) și, astfel, particulele de poluant se desprind de suprafața metalului. Deoarece timpul de iradiere cu laser este foarte scurt, acesta poate produce instantaneu o accelerație mare a forței de impact exploziv, suficientă pentru a oferi o accelerare suficientă a particulelor fine pentru a se deplasa de pe materialul de bază care aderă.
Diagrama de interacțiune a forței de curățare cu laser pulsat
3. Vibrație cu impulsuri laser
Lățimea impulsului fasciculului laser este relativ îngustă, astfel încât acțiunea repetată a impulsului va crea vibrații ultrasonice pentru a curăța piesa de prelucrat, iar unda de șoc va sparge particulele poluante.
Mecanism de curățare cu fascicul laser pulsat
Avantajele mașinii de curățare cu laser cu fibră
Deoarece curățarea cu laser nu necesită solvenți chimici sau alte consumabile, este ecologică, sigură de utilizat și are multe avantaje:
✔Pulberea solidă este în principal deșeul după curățare, volum mic și este ușor de colectat și reciclat.
✔Fumul și cenușa generate de laserul cu fibră sunt ușor de evacuat de extractorul de fum și nu sunt dăunătoare sănătății umane.
✔Curățare fără contact, fără reziduuri, fără poluare secundară
✔Doar curățarea țintei (rugină, ulei, vopsea, strat de acoperire) nu va deteriora suprafața substratului.
✔Singurul consum este energia electrică, costurile de funcționare și întreținere sunt reduse
✔Potrivit pentru suprafețe greu accesibile și structuri artefacte complexe
✔Robotul de curățare automată cu laser este opțional, înlocuind sistemul artificial
Pentru îndepărtarea contaminanților precum rugina, mucegaiul, vopseaua, etichetele de hârtie, polimerii, plasticul sau orice alt material de suprafață, metodele tradiționale - sablare și gravare chimică - necesită o manipulare și o eliminare specializată a mediilor și pot fi uneori incredibil de periculoase pentru mediu și pentru operatori. Tabelul de mai jos prezintă diferențele dintre curățarea cu laser și alte metode de curățare industrială.
| Curățare cu laser | Curățare chimică | Lustruire mecanică | Curățare cu gheață uscată | Curățare cu ultrasunete | |
| Metoda de curățare | Laser, fără contact | Solvent chimic, contact direct | Hârtie abrazivă, contact direct | Gheață uscată, fără contact | Detergent, contact direct |
| Daune materiale | No | Da, dar rar | Da | No | No |
| Eficiența curățării | Ridicat | Scăzut | Scăzut | Moderat | Moderat |
| Consum | Electricitate | Solvent chimic | Hârtie abrazivă/ Roată abrazivă | Gheață uscată | Detergent solvent |
| Rezultatul curățării | impecabilitate | regulat | regulat | excelent | excelent |
| Daune mediului | Prietenos cu mediul | Poluat | Poluat | Prietenos cu mediul | Prietenos cu mediul |
| Operațiune | Simplu și ușor de învățat | Procedură complicată, este necesar un operator calificat | operator calificat necesar | Simplu și ușor de învățat | Simplu și ușor de învățat |
Căutarea unei metode ideale de îndepărtare a contaminanților fără a deteriora substratul
▷ Mașină de curățat cu laser
Practici de curățare cu laser
• curățare cu laser a matriței de injecție
• rugozitatea suprafeței cu laser
• artefact de curățare cu laser
• îndepărtarea vopselei cu laser…
Curățarea cu laser în practică
Întrebări frecvente
Da, este complet sigur. Cheia constă în diferitele rate de absorbție a laserului: materialul de bază reflectă peste 95% din energia laserului, absorbind puțină sau deloc căldură. Contaminanții (rugina, vopseaua) absorb în schimb cea mai mare parte a energiei. Susținut de un control precis al impulsurilor, procesul vizează doar substanțele nedorite, evitând orice deteriorare a structurii substratului sau a calității suprafeței.
Gestionează eficient o gamă largă de contaminanți industriali.
- Rugină, oxizi și coroziune pe suprafețele metalice.
- Vopsea, acoperiri și pelicule subțiri din piese de prelucrat.
- Ulei, grăsime și pete în procesele de turnare prin injecție.
- Reziduuri de sudură și bavuri mici înainte/post-sudare.
- Nu se limitează la metale - funcționează și pe anumite suprafețe nemetalice pentru contaminanți ușori.
Este mult mai ecologic decât curățarea chimică sau mecanică.
- Fără solvenți chimici (evită poluarea solului/apei) sau consumabile abrazive (reduce deșeurile).
- Deșeurile sunt în principal pulbere solidă de dimensiuni mici sau fum minim, ușor de colectat cu ajutorul extractoarelor de fum.
- Folosește doar electricitate — nu este necesară eliminarea deșeurilor periculoase, respectând standardele stricte de mediu industriale.
Data publicării: 08 iulie 2022