Industrijsko lasersko čiščenje je postopek usmerjanja laserskega žarka na trdno površino za čiščenje z laserjem in odstranitev neželene snovi. Ker se je cena vlakenskega laserskega vira v zadnjih nekaj letih močno znižala, laserski čistilniki, zasnovani tako, da uporabnikom pomagajo učinkovito čistiti z laserjem, izpolnjujejo vse širše povpraševanje trga in uporabne možnosti, kot so čiščenje postopkov brizganja, odstranjevanje tankih filmov ali površin, kot sta olje in mast, in še veliko več. V tem članku bomo obravnavali naslednje teme:
Seznam vsebin(kliknite za hitro iskanje ⇩)
Postopek laserskega čiščenja.
V 80. letih prejšnjega stoletja so znanstveniki odkrili, da se pri osvetljevanju zarjavele površine kovine z visoko koncentrirano lasersko energijo obsevana snov podvrže vrsti kompleksnih fizikalnih in kemičnih reakcij, kot so vibracije, taljenje, sublimacija in zgorevanje. Posledično se onesnaževalci odstranijo s površine materiala. Ta preprost, a učinkovit način čiščenja je lasersko čiščenje, ki je postopoma nadomestilo tradicionalne metode čiščenja na mnogih področjih s številnimi prednostmi in kaže široke možnosti za prihodnost.
Kako delujejo laserski čistilci?
Laserski čistilni stroj
Laserski čistilniki so sestavljeni iz štirih delov:vir vlakenskega laserja (neprekinjen ali pulzni laser), krmilna plošča, ročna laserska pištola in hladilnik vode s konstantno temperaturoKrmilna plošča za lasersko čiščenje deluje kot možgani celotnega stroja in daje ukaz generatorju vlakenskega laserja in ročni laserski pištoli.
Generator vlakenskega laserja proizvaja visoko koncentrirano lasersko svetlobo, ki se skozi prevodni medij (vlakno) prenaša do ročne laserske pištole. Skenirni galvanometer, enoosni ali dvoosni, vgrajen v lasersko pištolo, odbija svetlobno energijo na plast umazanije na obdelovancu. S kombinacijo fizikalnih in kemičnih reakcij se rja, barva, mastna umazanija, plast premaza in druga nečistoča enostavno odstranijo.
Poglejmo si ta proces podrobneje. Kompleksne reakcije, povezane z uporabovibracije laserskega impulza, toplotni raztezekobsevanih delcev,molekularna fotorazgradnjafazna sprememba alinjihovo skupno delovanjepremagati vezavno silo med umazanijo in površino obdelovanca. Ciljni material (površinska plast, ki jo je treba odstraniti) se hitro segreje z absorpcijo energije laserskega žarka in izpolnjuje zahteve sublimacije, tako da umazanija s površine izgine in se doseže rezultat čiščenja. Zaradi tega površina substrata absorbira NIČ energije ali zelo malo energije, zato je laserska svetloba vlaken sploh ne poškoduje.
Izvedite več o strukturi in načelu ročnega laserskega čistilnika
Tri reakcije laserskega čiščenja
1. Sublimacija
Kemična sestava osnovnega materiala in onesnaževalca se razlikuje, prav tako pa tudi stopnja absorpcije laserja. Osnovni substrat odbije več kot 95 % laserske svetlobe brez poškodb, medtem ko onesnaževalec absorbira večino laserske energije in doseže temperaturo sublimacije.
Diagram mehanizma laserskega čiščenja
2. Toplotno raztezanje
Delci onesnaževal absorbirajo toplotno energijo in se hitro razširijo do točke poka. Učinek eksplozije premaga silo adhezije (silo privlačnosti med različnimi snovmi) in tako se delci onesnaževal ločijo od površine kovine. Ker je čas laserskega obsevanja zelo kratek, lahko takoj povzroči velik pospešek eksplozivne udarne sile, ki je dovolj, da zagotovi zadosten pospešek drobnih delcev, da se premaknejo z oprijema osnovnega materiala.
Diagram interakcije sil pulznega laserskega čiščenja
3. Vibracije laserskega impulza
Širina impulza laserskega žarka je relativno ozka, zato bo ponavljajoče se delovanje impulza ustvarilo ultrazvočne vibracije za čiščenje obdelovanca, udarni val pa bo razbil delce onesnaževal.
Mehanizem čiščenja s pulzirajočim laserskim žarkom
Prednosti stroja za čiščenje z vlaknenim laserjem
Ker lasersko čiščenje ne zahteva nobenih kemičnih topil ali drugih potrošnih materialov, je okolju prijazno, varno za uporabo in ima številne prednosti:
✔Smodnik Solider je predvsem odpadek po čiščenju, majhne količine in ga je enostavno zbirati in reciklirati.
✔Dim in pepel, ki ju ustvarja vlakenski laser, se z odsesovalnikom dima enostavno odsesava in nista škodljiva za zdravje ljudi.
✔Brezkontaktno čiščenje, brez ostankov medijev, brez sekundarnega onesnaženja
✔Čiščenje samo cilja (rja, olje, barva, premaz) ne bo poškodovalo površine podlage.
✔Elektrika je edina poraba, nizki obratovalni stroški in stroški vzdrževanja
✔Primerno za težko dostopne površine in kompleksne strukture artefaktov
✔Samodejni laserski čistilni robot je neobvezen in nadomešča umetno
Za odstranjevanje onesnaževalcev, kot so rja, plesen, barva, papirnate etikete, polimeri, plastika ali kateri koli drug površinski material, tradicionalne metode – peskanje in kemično jedkanje – zahtevajo specializirano ravnanje in odstranjevanje medijev ter so včasih lahko izjemno nevarne za okolje in upravljavce. Spodnja tabela navaja razlike med laserskim čiščenjem in drugimi industrijskimi metodami čiščenja.
| Lasersko čiščenje | Kemično čiščenje | Mehansko poliranje | Čiščenje s suhim ledom | Ultrazvočno čiščenje | |
| Metoda čiščenja | Laser, brezkontaktno | Kemično topilo, neposreden stik | Brusni papir, neposreden stik | Suhi led, brezkontaktni | Detergent, za neposredni stik |
| Materialna škoda | No | Da, ampak redko | Da | No | No |
| Učinkovitost čiščenja | Visoka | Nizko | Nizko | Zmerno | Zmerno |
| Poraba | Elektrika | Kemično topilo | Brusni papir/brusno kolo | Suhi led | Detergent s topili |
| Rezultat čiščenja | brezhibnost | redno | redno | odlično | odlično |
| Okoljska škoda | Okolju prijazno | Onesnaženo | Onesnaženo | Okolju prijazno | Okolju prijazno |
| Operacija | Preprosto in enostavno za učenje | Zapleten postopek, potreben je usposobljen operater | potreben usposobljen operater | Preprosto in enostavno za učenje | Preprosto in enostavno za učenje |
Iščemo idealen način odstranjevanja onesnaževalcev brez poškodb podlage
▷ Stroj za lasersko čiščenje
Praktike laserskega čiščenja
• lasersko čiščenje brizgalnega kalupa
• hrapavost laserske površine
• artefakt laserskega čiščenja
• lasersko odstranjevanje barve…
Lasersko čiščenje v praktični uporabi
Pogosta vprašanja
Da, popolnoma varno je. Ključ je v različnih stopnjah absorpcije laserja: osnovni material odbija več kot 95 % laserske energije in absorbira malo ali nič toplote. Namesto tega večino energije absorbirajo onesnaževalci (rja, barva). S pomočjo natančnega nadzora impulzov postopek cilja le na neželene snovi in se tako izogne poškodbam strukture ali kakovosti površine.
Učinkovito obvladuje širok spekter industrijskih onesnaževalcev.
- Rja, oksidi in korozija na kovinskih površinah.
- Barve, premazi in tanke plasti z obdelovancev.
- Olje, mast in madeži v postopkih brizganja.
- Ostanki varjenja in majhni ostružki pred/po varjenju.
- Ni omejeno na kovine – deluje tudi na nekaterih nekovinskih površinah pri lahkih onesnaževalcih.
Je veliko bolj okolju prijazno kot kemično ali mehansko čiščenje.
- Brez kemičnih topil (preprečuje onesnaženje tal/vode) ali abrazivnih potrošnih materialov (zmanjšuje količino odpadkov).
- Odpadki so večinoma droben trdni prah ali minimalna količina dima, ki ga je enostavno zbirati z odsesovalniki dima.
- Uporablja samo elektriko – ni potrebe po odstranjevanju nevarnih odpadkov, saj je v skladu s strogimi industrijskimi okoljskimi standardi.
Čas objave: 8. julij 2022