Priemyselné laserové čistenie je proces vyžarovania laserového lúča na pevný povrch, pri ktorom sa laser vyčistí a odstráni nežiaduca látka. Keďže cena vláknového laserového zdroja v posledných rokoch dramaticky klesla, laserové čističe – navrhnuté tak, aby pomohli používateľom efektívne čistiť laserom – spĺňajú čoraz širšie požiadavky trhu a aplikované perspektívy, ako je čistenie vstrekovacích lisov, odstraňovanie tenkých vrstiev alebo povrchov, ako je olej a mastnota, a mnoho ďalších. V tomto článku sa budeme venovať nasledujúcim témam:
Zoznam obsahu(kliknite pre rýchle vyhľadanie ⇩)
Proces laserového čistenia.
V 80. rokoch vedci zistili, že pri ožiarení hrdzavého povrchu kovu vysoko koncentrovanou laserovou energiou prechádza ožiarená látka sériou zložitých fyzikálnych a chemických reakcií, ako sú vibrácie, topenie, sublimácia a spaľovanie. V dôsledku toho sa kontaminanty odstraňujú z povrchu materiálu. Tento jednoduchý, ale účinný spôsob čistenia je laserové čistenie, ktoré postupne nahradilo tradičné metódy čistenia v mnohých oblastiach a prináša mnoho vlastných výhod, čo ukazuje široké perspektívy do budúcnosti.
Ako fungujú laserové čističe?
Laserový čistiaci stroj
Laserové čističe sa skladajú zo štyroch častí:zdroj vláknového laseru (kontinuálny alebo pulzný laser), riadiaca doska, ručná laserová pištoľ a vodný chladič s konštantnou teplotouRiadiaca doska laserového čistenia funguje ako mozog celého stroja a dáva príkaz generátoru vláknového laseru a ručnej laserovej pištoli.
Generátor vláknového laseru produkuje vysoko koncentrované laserové svetlo, ktoré prechádza cez vodivé médium vlákno do ručnej laserovej pištole. Skenovací galvanometer, buď jednoosový alebo dvojosový, namontovaný vo vnútri laserovej pištole, odráža svetelnú energiu do vrstvy nečistôt na obrobku. Kombináciou fyzikálnych a chemických reakcií sa hrdza, farba, mastné nečistoty, vrstva náteru a iné nečistoty ľahko odstraňujú.
Pozrime sa na tento proces podrobnejšie. Zložité reakcie spojené s použitímvibrácie laserového impulzu, tepelná rozťažnosťožiarených častíc,molekulárny fotorozkladfázová zmena aleboich spoločné pôsobenieprekonať väzbovú silu medzi nečistotami a povrchom obrobku. Cieľový materiál (povrchová vrstva, ktorá sa má odstrániť) sa rýchlo zahreje absorbovaním energie laserového lúča a spĺňa požiadavky sublimácie, takže nečistoty z povrchu zmiznú a dosiahne sa výsledok čistenia. Vďaka tomu povrch substrátu absorbuje NULOVÚ energiu alebo len veľmi málo energie, takže vláknový laser ho vôbec nepoškodí.
Získajte viac informácií o štruktúre a princípe ručného laserového čističa
Tri reakcie laserového čistenia
1. Sublimácia
Chemické zloženie základného materiálu a kontaminantu sa líši, rovnako ako miera absorpcie laseru. Základný substrát odráža viac ako 95 % laserového svetla bez akéhokoľvek poškodenia, zatiaľ čo kontaminant absorbuje väčšinu laserovej energie a dosahuje teplotu sublimácie.
Schéma mechanizmu laserového čistenia
2. Tepelná rozťažnosť
Častice znečisťujúcich látok absorbujú tepelnú energiu a rýchlo sa rozpínajú do bodu prasknutia. Náraz explózie prekoná silu adhézie (príťažlivú silu medzi rôznymi látkami) a tým sa častice znečisťujúcich látok oddelia od povrchu kovu. Pretože čas laserového ožiarenia je veľmi krátky, môže okamžite vyvolať veľké zrýchlenie explozívnej nárazovej sily, dostatočné na to, aby sa jemné častice dostali z adhézie základného materiálu.
Diagram interakcie sily pulzného laserového čistenia
3. Vibrácie laserového impulzu
Šírka impulzu laserového lúča je relatívne úzka, takže opakované pôsobenie impulzu vytvorí ultrazvukové vibrácie na čistenie obrobku a rázová vlna rozbije častice znečisťujúcich látok.
Mechanizmus čistenia pulzným laserovým lúčom
Výhody čistiaceho stroja s vláknovým laserom
Pretože laserové čistenie nevyžaduje žiadne chemické rozpúšťadlá ani iné spotrebné materiály, je šetrné k životnému prostrediu, bezpečné na prevádzku a má mnoho výhod:
✔Pevný prášok je prevažne odpad po čistení, má malý objem a ľahko sa zbiera a recykluje.
✔Dym a popol generované vláknovým laserom sa ľahko odsávajú odsávačom dymu a nie sú škodlivé pre ľudské zdravie.
✔Bezkontaktné čistenie, žiadne zvyškové médiá, žiadne sekundárne znečistenie
✔Čistenie iba cieľového bodu (hrzda, olej, farba, náter) nepoškodí povrch podkladu.
✔Elektrina je jedinou spotrebou, nízke prevádzkové náklady a náklady na údržbu
✔Vhodné pre ťažko dostupné povrchy a zložité štruktúry artefaktov
✔Automatický laserový čistiaci robot je voliteľný a nahrádza umelé
Na odstránenie nečistôt, ako je hrdza, pleseň, farba, papierové etikety, polyméry, plast alebo akýkoľvek iný povrchový materiál, si tradičné metódy – otryskávanie a chemické leptanie – vyžadujú špecializovanú manipuláciu a likvidáciu média a niekedy môžu byť mimoriadne nebezpečné pre životné prostredie a obsluhu. V tabuľke nižšie sú uvedené rozdiely medzi laserovým čistením a inými metódami priemyselného čistenia.
| Laserové čistenie | Chemické čistenie | Mechanické leštenie | Čistenie suchým ľadom | Ultrazvukové čistenie | |
| Metóda čistenia | Laser, bezkontaktný | Chemické rozpúšťadlo, priamy kontakt | Brúsny papier, priamy kontakt | Suchý ľad, bezkontaktný | Čistiaci prostriedok, priamy kontakt |
| Materiálne škody | No | Áno, ale zriedka | Áno | No | No |
| Účinnosť čistenia | Vysoká | Nízka | Nízka | Mierne | Mierne |
| Spotreba | Elektrina | Chemické rozpúšťadlo | Brúsny papier/brúsny kotúč | Suchý ľad | Rozpúšťadlový čistiaci prostriedok |
| Výsledok čistenia | bezchybnosť | pravidelný | pravidelný | vynikajúci | vynikajúci |
| Škody na životnom prostredí | Šetrné k životnému prostrediu | Znečistené | Znečistené | Šetrné k životnému prostrediu | Šetrné k životnému prostrediu |
| Prevádzka | Jednoduché a ľahko sa učí | Zložitý postup, vyžaduje sa skúsený operátor | potrebný skúsený operátor | Jednoduché a ľahko sa učí | Jednoduché a ľahko sa učí |
Hľadáte ideálny spôsob odstránenia nečistôt bez poškodenia podkladu?
▷ Laserový čistiaci stroj
Postupy laserového čistenia
• laserové čistenie vstrekovacej formy
• drsnosť povrchu laserom
• artefakt laserového čistenia
• laserové odstraňovanie farby…
Laserové čistenie v praxi
Často kladené otázky
Áno, je to úplne bezpečné. Kľúčom sú rôzne miery absorpcie laseru: základný materiál odráža viac ako 95 % laserovej energie a absorbuje málo alebo žiadne teplo. Väčšinu energie absorbujú nečistoty (hrzda, farba). Vďaka presnému riadeniu impulzov sa proces zameriava iba na nežiaduce látky, čím sa zabráni akémukoľvek poškodeniu štruktúry alebo kvality povrchu substrátu.
Efektívne zvláda širokú škálu priemyselných nečistôt.
- Hrdza, oxidy a korózia na kovových povrchoch.
- Farby, nátery a tenké filmy z obrobkov.
- Olej, mastnota a škvrny v procesoch vstrekovania plastov.
- Zvyšky po zváraní a malé otrepy pred/po zváraní.
- Nie je obmedzený len na kovy – funguje aj na niektorých nekovových povrchoch v prípade ľahkých nečistôt.
Je to oveľa ekologickejšie ako chemické alebo mechanické čistenie.
- Žiadne chemické rozpúšťadlá (zabraňuje znečisteniu pôdy/vody) ani abrazívne spotrebné materiály (znižuje odpad).
- Odpad je prevažne malý pevný prášok alebo minimálne množstvo dymu, ktoré sa dajú ľahko zachytiť pomocou odsávačov dymu.
- Spotrebúva iba elektrinu – nevyžaduje sa likvidácia nebezpečného odpadu, spĺňa prísne priemyselné environmentálne normy.
Čas uverejnenia: 8. júla 2022