Промышленная лазерная очистка — это процесс воздействия лазерным лучом на твёрдую поверхность для её очистки и удаления нежелательных веществ. Поскольку за последние несколько лет стоимость волоконного лазера значительно снизилась, лазерные очистители, разработанные для эффективной лазерной очистки, всё чаще удовлетворяют потребности рынка и находят применение в таких областях, как очистка в процессе литья под давлением, удаление тонких плёнок или с поверхностей, таких как масло и жир, и многое другое. В этой статье мы рассмотрим следующие темы:
Список содержимого(нажмите для быстрого поиска ⇩)
Процесс лазерной очистки.
В 80-х годах учёные обнаружили, что при воздействии на ржавую поверхность металла высококонцентрированной лазерной энергией облучаемое вещество претерпевает ряд сложных физико-химических реакций, таких как вибрация, плавление, сублимация и горение. В результате загрязнения удаляются с поверхности материала. Этот простой, но эффективный способ очистки – лазерная очистка – постепенно вытеснил традиционные методы очистки во многих областях, обладая множеством преимуществ и открывая широкие перспективы в будущем.
Как работают лазерные очистители?
Машина для лазерной очистки
Лазерные очистители состоят из четырех частей:волоконный лазерный источник (непрерывный или импульсный лазер), плата управления, ручной лазерный пистолет и охладитель воды с постоянной температурой. Плата управления лазерной очисткой действует как мозг всей машины и отдает команды волоконному лазерному генератору и ручному лазерному пистолету.
Генератор волоконного лазера генерирует высококонцентрированный лазерный луч, который передается через оптоволокно в ручной лазерный пистолет. Сканирующий гальванометр, одноосный или двуосный, установленный внутри лазерного пистолета, отражает световую энергию на загрязненный слой на обрабатываемой детали. Благодаря сочетанию физических и химических реакций ржавчина, краска, жирные загрязнения, слой покрытия и другие загрязнения легко удаляются.
Давайте подробнее рассмотрим этот процесс. Сложные реакции, связанные с использованиемлазерная импульсная вибрация, тепловое расширениеоблученных частиц,молекулярный фотораспадизменение фазы, илиих совместное действиеДля преодоления силы сцепления между грязью и поверхностью заготовки. Целевой материал (удаляемый поверхностный слой) быстро нагревается, поглощая энергию лазерного луча, и соответствует требованиям сублимации, благодаря чему грязь с поверхности исчезает, достигая результата очистки. Благодаря этому поверхность подложки поглощает НУЛЕВУЮ энергию или поглощает её в очень малых количествах, и излучение волоконного лазера не повреждает её.
Узнайте больше о конструкции и принципе работы ручного лазерного очистителя
Три реакции лазерной очистки
1. Сублимация
Химический состав материала основы и загрязнителя различается, как и степень поглощения лазерного излучения. Подложка основы отражает более 95% лазерного излучения без каких-либо повреждений, в то время как загрязнитель поглощает большую часть лазерной энергии и достигает температуры сублимации.
Схема механизма лазерной очистки
2. Тепловое расширение
Частицы загрязняющего вещества поглощают тепловую энергию и быстро расширяются, достигая точки взрыва. Ударная сила взрыва преодолевает силу адгезии (силу притяжения между различными веществами), и частицы загрязняющего вещества отрываются от поверхности металла. Благодаря очень короткому времени воздействия лазера, оно может мгновенно создать большое ускорение взрывного удара, достаточное для того, чтобы мелкие частицы могли оторваться от основного материала.
Схема взаимодействия сил при очистке импульсным лазером
3. Лазерная импульсная вибрация
Ширина импульса лазерного луча относительно узкая, поэтому повторное действие импульса создает ультразвуковую вибрацию для очистки детали, а ударная волна разрушает частицы загрязняющих веществ.
Механизм очистки импульсным лазерным лучом
Преимущества машины для очистки волоконным лазером
Поскольку лазерная очистка не требует использования химических растворителей или других расходных материалов, она экологически безопасна, безопасна в эксплуатации и имеет множество преимуществ:
✔Твердый порошок в основном является отходами после очистки, имеет небольшой объем и легко собирается и перерабатывается.
✔Дым и пепел, образующиеся при работе волоконного лазера, легко удаляются с помощью вытяжного устройства и не представляют опасности для здоровья человека.
✔Бесконтактная очистка, отсутствие остаточных сред, отсутствие вторичного загрязнения
✔Только очистка цели (ржавчины, масла, краски, покрытия), не повредит поверхность основания.
✔Электричество – единственный расход, низкие эксплуатационные расходы и затраты на обслуживание.
✔Подходит для труднодоступных поверхностей и сложной структуры артефактов
✔Автоматический лазерный робот для очистки является опциональным, заменяя искусственный
Для удаления загрязнений, таких как ржавчина, плесень, краска, бумажные этикетки, полимеры, пластик и другие поверхностные материалы, традиционные методы – струйная очистка и химическое травление – требуют специальной обработки и утилизации материала и иногда могут быть чрезвычайно опасны для окружающей среды и операторов. В таблице ниже перечислены различия между лазерной очисткой и другими методами промышленной очистки.
| Лазерная очистка | Химическая очистка | Механическая полировка | Очистка сухим льдом | Ультразвуковая чистка | |
| Метод очистки | Лазерный, бесконтактный | Химический растворитель, прямой контакт | Наждачная бумага, прямой контакт | Сухой лед, бесконтактный | Моющее средство прямого контакта |
| Материальный ущерб | No | Да, но редко | Да | No | No |
| Эффективность очистки | Высокий | Низкий | Низкий | Умеренный | Умеренный |
| Потребление | Электричество | Химический растворитель | Наждачная бумага/Шлифовальный круг | Сухой лед | Растворитель моющего средства |
| Результат очистки | безупречность | обычный | обычный | отличный | отличный |
| Ущерб окружающей среде | Экологически чистый | Загрязненный | Загрязненный | Экологически чистый | Экологически чистый |
| Операция | Просто и легко научиться | Сложная процедура, требуется квалифицированный оператор | требуется квалифицированный оператор | Просто и легко научиться | Просто и легко научиться |
В поисках идеального способа удаления загрязнений без повреждения основания
▷ Лазерная очистная машина
Методы лазерной очистки
• лазерная очистка литьевых форм
• шероховатость поверхности лазером
• артефакт лазерной очистки
• лазерное удаление краски…
Лазерная очистка на практике
Часто задаваемые вопросы
Да, это абсолютно безопасно. Секрет кроется в разной степени поглощения лазерного излучения: материал основы отражает более 95% лазерной энергии, практически не поглощая тепла. Загрязнения (ржавчина, краска) поглощают большую часть энергии. Благодаря точному управлению импульсами, процесс воздействует только на нежелательные вещества, не повреждая структуру подложки или качество поверхности.
Эффективно справляется с широким спектром промышленных загрязнений.
- Ржавчина, окислы и коррозия на металлических поверхностях.
- Краски, покрытия и тонкие пленки с заготовок.
- Масло, смазка и пятна в процессах литья под давлением.
- Остатки сварки и небольшие заусенцы до/после сварки.
- Он не ограничивается металлами — также работает на некоторых неметаллических поверхностях для удаления легких загрязнений.
Это гораздо более экологично, чем химическая или механическая чистка.
- Не используются химические растворители (что исключает загрязнение почвы/воды) и абразивные расходные материалы (уменьшается количество отходов).
- Отходы в основном представляют собой мелкий твердый порошок или минимальное количество дыма, которые легко собрать с помощью дымососов.
- Использует только электроэнергию, не требует утилизации опасных отходов и соответствует строгим промышленным экологическим стандартам.
Время публикации: 08 июля 2022 г.