Промислове лазерне очищення – це процес направлення лазерного променя на тверду поверхню для очищення лазером та видалення небажаних речовин. Оскільки ціна на волоконний лазерний джерело різко знизилася за останні кілька років, лазерні очищувачі, розроблені для того, щоб допомогти користувачам ефективно очищати лазером, відповідають дедалі ширшим ринковим потребам та прикладним потребам, таким як очищення процесів лиття під тиском, видалення тонких плівок або поверхонь, таких як олія та жир, тощо. У цій статті ми розглянемо такі теми:
Список контенту(натисніть для швидкого пошуку ⇩)
Що таке лазерне очищення?
Традиційно, для видалення іржі, фарби, оксиду та інших забруднень з металевої поверхні може застосовуватися механічне очищення, хімічне очищення або ультразвукове очищення. Застосування цих методів дуже обмежене з точки зору навколишнього середовища та високих вимог до точності.
Процес лазерного очищення.
У 80-х роках вчені виявили, що під час опромінення іржавої поверхні металу висококонцентрованою лазерною енергією опромінена речовина зазнає серії складних фізичних та хімічних реакцій, таких як вібрація, плавлення, сублімація та горіння. В результаті забруднюючі речовини видаляються з поверхні матеріалу. Цей простий, але ефективний спосіб очищення – лазерне очищення, яке поступово замінило традиційні методи очищення в багатьох галузях, маючи багато переваг та обіцяючи широкі перспективи на майбутнє.
Як працюють лазерні очищувачі?
Лазерна очищувальна машина
Лазерні очищувачі складаються з чотирьох частин:джерело волоконного лазера (безперервного або імпульсного лазера), плата керування, ручний лазерний пістолет та водяний чилер постійної температуриПлата керування лазерним очищенням діє як мозок усієї машини та керує генератором волоконного лазера та ручним лазерним пістолетом.
Генератор волоконного лазера виробляє висококонцентроване лазерне світло, яке проходить через провідне середовище оптоволокно до ручного лазерного пістолета. Скануючий гальванометр, одно- або двовісний, зібраний всередині лазерного пістолета, відображає світлову енергію до шару бруду заготовки. Завдяки поєднанню фізичних та хімічних реакцій, іржа, фарба, жирний бруд, шар покриття та інші забруднення легко видаляються.
Давайте детальніше розглянемо цей процес. Складні реакції, пов'язані з використаннямлазерна імпульсна вібрація, теплове розширенняопромінених частинок,молекулярний фоторозкладзміна фази, абоїхня спільна діящоб подолати силу зв'язку між брудом та поверхнею заготовки. Цільовий матеріал (поверхневий шар, що видаляється) швидко нагрівається, поглинаючи енергію лазерного променя, та відповідає вимогам сублімації, завдяки чому бруд з поверхні зникає для досягнення результату очищення. Завдяки цьому поверхня підкладки поглинає НУЛЬ енергії або дуже мало енергії, тому світло волоконного лазера взагалі не пошкоджує її.
Дізнайтеся більше про структуру та принцип роботи ручного лазерного очищувача
Три реакції лазерного очищення
1. Сублімація
Хімічний склад основного матеріалу та забруднювача відрізняється, як і коефіцієнт поглинання лазера. Базова підкладка відбиває понад 95% лазерного світла без будь-яких пошкоджень, тоді як забруднювач поглинає більшу частину лазерної енергії та досягає температури сублімації.
Схема механізму лазерного очищення
2. Теплове розширення
Частинки забруднюючих речовин поглинають теплову енергію та швидко розширюються до точки вибуху. Вплив вибуху долає силу адгезії (силу притягання між різними речовинами), і таким чином частинки забруднюючих речовин відриваються від поверхні металу. Оскільки час лазерного опромінення дуже короткий, він може миттєво створити значне прискорення вибухової ударної сили, достатньої для забезпечення достатнього прискорення руху дрібних частинок від адгезії основного матеріалу.
Діаграма взаємодії сил імпульсного лазерного очищення
3. Лазерна імпульсна вібрація
Ширина імпульсу лазерного променя відносно вузька, тому багаторазова дія імпульсу створюватиме ультразвукову вібрацію для очищення заготовки, а ударна хвиля руйнуватиме частинки забруднюючих речовин.
Механізм очищення імпульсним лазерним променем
Переваги машини для очищення волоконним лазером
Оскільки лазерне очищення не вимагає жодних хімічних розчинників чи інших витратних матеріалів, воно екологічно чисте, безпечне в експлуатації та має багато переваг:
✔Порох Solider в основному є відходами після очищення, має невеликий об'єм, його легко збирати та переробляти.
✔Дим і попіл, що утворюються волоконним лазером, легко видаляються димососом і не є шкідливими для здоров'я людини.
✔Безконтактне очищення, відсутність залишкових речовин, відсутність вторинного забруднення
✔Очищення лише цільової поверхні (іржа, олія, фарба, покриття) не пошкодить поверхню основи
✔Електроенергія – єдине джерело споживання, низькі експлуатаційні витрати та витрати на обслуговування
✔Підходить для важкодоступних поверхонь та складних структур артефактів
✔Автоматичне лазерне очищення роботом є необов'язковим, замінюючи штучне
Для видалення забруднень, таких як іржа, цвіль, фарба, паперові етикетки, полімери, пластик або будь-який інший поверхневий матеріал, традиційні методи – обробка струменем та хімічне травлення – вимагають спеціального поводження та утилізації матеріалів, і іноді можуть бути надзвичайно небезпечними для навколишнього середовища та операторів. У таблиці нижче наведено відмінності між лазерним очищенням та іншими методами промислового очищення.
| Лазерне очищення | Хімічне очищення | Механічне полірування | Очищення сухим льодом | Ультразвукове очищення | |
| Метод очищення | Лазер, безконтактний | Хімічний розчинник, прямий контакт | Абразивний папір, прямий контакт | Сухий лід, безконтактний | Мийний засіб, прямий контакт |
| Матеріальні збитки | No | Так, але рідко | Так | No | No |
| Ефективність очищення | Високий | Низький | Низький | Помірний | Помірний |
| Споживання | Електрика | Хімічний розчинник | Абразивний папір/абразивний круг | Сухий лід | Розчинник для миття посуду |
| Результат очищення | бездоганність | звичайний | звичайний | відмінний | відмінний |
| Шкода навколишньому середовищу | Екологічно чистий | Забруднений | Забруднений | Екологічно чистий | Екологічно чистий |
| Операція | Простий та легкий у навчанні | Складна процедура, потрібен кваліфікований оператор | потрібен кваліфікований оператор | Простий та легкий у навчанні | Простий та легкий у навчанні |
Шукаєте ідеальний спосіб видалення забруднюючих речовин без пошкодження основи
▷ Машина для лазерного очищення
Методи лазерного очищення
• лазерне очищення ливарної форми
• лазерна шорсткість поверхні
• артефакт лазерного очищення
• лазерне видалення фарби…
Лазерне очищення на практиці
Найчастіші запитання
Так, це повністю безпечно. Ключ полягає в різних коефіцієнтах поглинання лазера: основний матеріал відображає понад 95% лазерної енергії, поглинаючи мало або взагалі не поглинаючи тепла. Забруднювачі (іржа, фарба) поглинають більшу частину енергії. Завдяки точному контролю імпульсів процес впливає лише на небажані речовини, уникаючи будь-якого пошкодження структури основи або якості поверхні.
Він ефективно справляється з широким спектром промислових забруднень.
- Іржа, оксиди та корозія на металевих поверхнях.
- Фарба, покриття та тонкі плівки з заготовок.
- Олія, мастило та плями в процесах лиття під тиском.
- Залишки зварювання та дрібні задирки до/після зварювання.
- Він не обмежується металами — також працює на деяких неметалевих поверхнях для видалення легких забруднень.
Це набагато екологічніше, ніж хімічне чи механічне очищення.
- Без хімічних розчинників (уникає забруднення ґрунту/води) або абразивних витратних матеріалів (зменшує кількість відходів).
- Відходи в основному являють собою дрібний твердий порошок або мінімальну кількість диму, який легко зібрати за допомогою димососів.
- Використовує лише електроенергію — не потребує утилізації небезпечних відходів, відповідає суворим промисловим екологічним стандартам.
Час публікації: 08 липня 2022 р.