A gyártóktól és az orvosi laboratóriumoktól az autóiparig, a légi közlekedésig és az acélgyártó iparig a lézer az anyagok felületi tisztításához a legelőnyösebb módszer.
Bár a lézerek használata vágási, fúrási és hegesztési alkalmazásokban jól ismert, jelenlegi alkalmazkodása az ipari tisztítási alkalmazásokhoz viszonylag új és nem feltárt.
Ez a lézerek jelenlegi alkalmazása a nem veszélyes, nem koptató tisztítási módszer szükségessége miatt jött létre, amelyet helyettesíthetünk olyan alkalmazásokban, ahol korábban kémiai, kézi és csiszolószóró eljárásokat alkalmaztak.
A lézerek használatának előnyei a tisztítási alkalmazásokban
A hagyományos tisztítási módszerek által felvetett legfontosabb problémák közé tartozik a negatív környezeti hatás és az aljzat kopása. A csiszolószóró rendszerek jelentős mennyiségű hulladékot és sérült felületet eredményeztek, míg a kémiai oldószerek használata potenciálisan veszélyes gőzöket és folyékony hulladékokat eredményezett.
Ez a lézeres technológia adaptálását eredményezte a felszíni tisztító alkalmazásokban. Számos előnye miatt a lézeres tisztítás a leghatékonyabb módszer a nem kívánt anyagok eltávolítására az anyagok felületéről.
Jelenleg számosféle impulzus lézeres tisztító és bevonó rendszer van, amelyeket különböző alkalmazásokban használnak, a vulkanizáló maradékok eltávolításával a gumiabroncsokból és a gravírozó felületekről ablációval a vezetők szigetelésének eltávolítása és a finom felületek bevonatának eltávolítása.
A felszíni tisztító alkalmazásokban a lézerek használatának számos előnye a következő:
Automatizált és nem tisztítási módszer
Csökkentett mennyiségű hulladék
Nagyobb biztonság
Nincs szükség vegyi anyagokra vagy robbanóanyagokra
Nem tapadó és nem érintkezõ tisztítási folyamat
Lézeres tisztító alkalmazások
Felületi profilozás és rozsda eltávolítás acélgyártásban. A lézeres tisztítás is hatékony és hatékony módszer a rozsda és a skála fémből történő eltávolítására. A rozsda és a skála a fémfelületeken természetes vagy mesterséges folyamatok következtében keletkező szennyező anyagok. Amikor a fémek nedvességnek vannak kitéve, vízzel reagálnak, és vas-oxidokat képeznek, ami rozsdát eredményez. Ez a rozsda rontja a fém minőségét, így nem alkalmas a különböző alkalmazásokhoz.
Fig1 Web
(Forrás: worldsteel Képtár)
Másrészről, a hőkezelési folyamatok eredményeként a fémfelületeken a mérlegek képződnek, és oxidja a fémfelületet elszíneződik, megakadályozva a későbbi befejező műveleteket.
Ezeknek a nemkívánatos felszíni lerakódásoknak a eltávolítása során vízkőmentesítő folyamatokat kell végrehajtani, hogy sima felületeket biztosítsanak az előkészítéshez és a befejező folyamatokhoz, például az galvanizáláshoz.
A hagyományos rozsdaeltávolító és vízkőmentesítő műveletek olyan fizikai módszerek használatát foglalják magukban, mint a robbantás, polírozás, kaparóeszközök, extra fújások és huzalkefék. A skála eltávolításához kémiai módszereket is alkalmazhatunk, mint például az alkáli vízkőmentesítést és a savkőmentesítést (pácolás). Ezek a módszerek azonban nagyon csiszoló hatásúak, és környezetszennyezést és a szubsztrát fém károsodását eredményezik.
Ezen hátrányok elkerülése érdekében a lézeres tisztítás a rozsda eltávolítására és a vízkőmentesítésre előnyös módszer lett. A rozsda / skála eltávolításával a nagy teljesítményű lézersugár és a rozsdásodott réteg ismétlési sebessége irányítható.
A lézert rövid impulzusokkal kell kiégetni, hogy elkerülhető legyen a szubsztrátum sérülése. A rozsda gyorsan felszívja a lézersugár energiáját, ami a hőmérséklet emelkedését eredményezi. Ha a hőmérséklet elég magas, a rozsda elolvad és végül elpárolog.
Az előnyös megoldás az impulzusszálas lézerek használata, mivel nagyobb szabályozást biztosít a teljesítmény, a hullámhossz és az impulzus időtartama felett, lehetővé téve a rozsda / skála elpárologtatását az alapanyag sérülése nélkül.
A lézeres tisztítási folyamat a felületi profilozásra is alkalmazható. Mielőtt a védőbevonatokat a gyártott acél alkatrészekhez alkalmazzuk a megőrzésre és a korrózió elleni védelemre, felületüknek tisztanek és minden szennyeződéstől mentesnek kell lennie.
Felületprofilálás / előkészítés: az összes szennyező anyag eltávolítása az acél alkatrészek felületéről a védőbevonatok előkészítése során. Ezek a szennyezők közé tartozik az olaj, a zsír, a skála, a hidrátok és az oxidrétegek, a shop-primer stb. A későbbi folyamatok során a rudaknak, a huzaloknak és a profiloknak is mentesnek kell lenniük a szennyeződésektől.
Mivel a szál lézeres tisztítás nem-koptató, nem érintkező megközelítést alkalmaz oldószer, vegyi anyag vagy csiszolóanyag bevonása nélkül, ideális a felületi profilozáshoz és a rozsda / skála eltávolításához. A tisztítási folyamat kis vagy nagy léptékben végezhető, és automatizálható. A lézertisztítás környezetbarát és költséghatékony módja a rozsda eltávolításának és a hengerelt acéltermékek és a védőbevonatú acél alkatrészek felületek előkészítésének.
Anódszerelvény tisztítás. Az alumínium-olvasztó ipar szén-blokkokat használ, mint „áldozati” anódokat az elsődleges alumínium előállításában. Az anód minősége befolyásolja az alumínium termelés környezeti, gazdasági és technológiai szempontjait. A sejt teljesítményének kis százaléka az előkevert anód elektromos ellenállásának leküzdésére szolgál.
Fig2 Web
(Forrás: Flickr)
A szennyeződések és egyéb szennyeződések jelenléte növeli az anód elektromos ellenállását, ami több sejt teljesítményt eredményez. A szennyező anyagok jelenléte szintén csökkenti az anód élettartamát azáltal, hogy az olvasztási folyamat során növeli a fogyasztási sebességét. A hatékonyság szempontjából szükséges, hogy az alumínium olvasztási műveletekben való felhasználás előtt tisztítsák meg és távolítsák el az összes anódszerelvényt.
Ezen túlmenően az anódegységek értékes eszközök, amelyeket újra felhasználhatunk, de csak a fő összetevőinek alapos és gondos kezelése után, bizonyos feltételek mellett.
A lézeres tisztítás megfelel az olyan különleges feltételeknek, amelyek mellett az anódegységek újra kezelhetők. A következő alkalmazásokban használható:
A maradék eltávolítása a széncsövekből
Katódrudak tisztítása
A szennyeződések és a szennyeződések eltávolítása a gyűszűkből és a botokból
Ragasztószerkezet fémekhez. A folyamat stabilitásának, felületi tapadásának és jobb varrásminőségének növelése érdekében a hegesztés és más csatlakozási technikák alkalmazása előtt össze kell állítani a csatlakoztatni kívánt fémanyagok felületét.
A szükséges alapok nélkül az ízületek és a varratok érzékenyek a lebomlásra, a fokozott kopásra és a katasztrofális kudarcra. A lézeres tisztítás felületek előkészítésére használható, mielőtt azok összekapcsolódnának, ami kiváló kötési szilárdságot eredményez a korrózióállóság és a tartósság javítása érdekében.
A lézeres tisztítás alkalmas ragasztási kötőanyagok előállítására, mivel eltávolítja az oxidokat és egyéb szennyeződéseket, mint a zsír és oxidok, amelyek csökkentik a ragasztókötések szilárdságát. Különösen alkalmas olyan íves vagy sík felületekre vagy olyan alkatrészekre, amelyek bizonyos korlátokkal rendelkeznek a rendkívül összetett 3D geometriákhoz.
A lézertisztítás egyik fő előnye, hogy képes finomítani a teljesítményét és a hullámhosszát a fémek, mint például a magnézium és az alumínium pontos módosításához. A korrózióálló elemekkel szemben igen nagy ellenállást biztosít az anyagok számára, biztosítva a stabil, tartós ragasztást.
Az utóbbi időkben a hagyományos kötési technikák, például a szegecselés és a hegesztés helyett a ragasztókötések egyre nagyobb mértékben használhatók fel szerkezeti tervezési alkalmazásokban. Ez a ragasztókötés számos előnyének tulajdonítható a hagyományos technikákkal szemben.
Ezek az előnyök közé tartozik az egyenletes feszültségeloszlás, korróziócsökkentés, szerkezeti világítás, rezgéscsillapítás és hangszigetelés. Ezeket az előnyöket azonban csak akkor lehet elérni, ha a ragasztandó felületeket előkészítik, zsírtalanítják és gondosan tisztítják.
Ilyen alkalmazásokhoz ideális a lézeres tisztítás, mivel óvatosan eltávolítja az olajokat, a rozsdát, a védőbevonatokat és egyéb szennyeződéseket, amelyek a szállítás nélkül keletkeznek, anélkül, hogy károsítanák az aljzatot.
Forrasztás és hegesztés előkezelése. A lézeres tisztítás is hatékonynak bizonyult a hegesztés és a forrasztás előkezelésében. Mielőtt az alumínium és acél anyagokat hegesztési célokra használnák fel a hajógyártásban, a precíziós szerszámgyártásban, az autóiparban és más kapcsolódó iparágakban, először fel kell készíteni a felületeket.
A lézeres hegesztés előkészítése a lézeres tisztítás egyik leggyakrabban alkalmazott alkalmazása, és segít a fém- és alumínium felületekből származó vas- és színesfémek, kenőanyagok és egyéb szennyeződések eltávolításában a kiváló minőségű hegesztések előkészítése során. Biztosítja a sima és pórusmentes keményforrasztást is.
A hegesztés és a keményforrasztás előkezelési eljárásai során a lézeres tisztítás a következő:
Az alapozó, a hidrátok és az oxid rétegek alapos eltávolítása
Kenő- és olajmentesítés
A hegesztési és keményforrasztási készítményeken kívül a lézerek felhasználhatók a hegesztési maradékok, mint a maradék fluxus és oxid anyagok eltávolítására, valamint a kész hegesztési kötések termikus foltjai. Ez a tisztítási eljárás különösen előnyös a rozsdamentes acél alkatrészek számára, mivel a lézerfény felfüggeszti a gabona határát, biztosítva a hegesztési varratok passziválását - ezáltal növelve a korrózióállóságot.
A lézeres tisztítás előnyei a hegesztési és keményforrasztási előkezelésekben:
Állítható hullámhosszak és teljesítmény az összekötő felületek pontos kezeléséhez az anyagvastagság széles skáláján
Nem sérül az aljzat - vagyis az acéllemez horganyzott rétegei
Részleges decoating. A lézeres tisztítás különösen hatékony olyan alkalmazásoknál, amelyek a festékek vagy bevonatok részleges eltávolítását igénylik a kész felületekről. Szinte minden felületen alkalmazható, akár kémiailag eloxált, oxidált, akár szerves. A lézeres tisztítás használható a napelemek leválasztására és a festék eltávolítására az autóiparban és a repülőgépiparban, miközben fenntartja a primer anyag integritását.
A bevonatmentes alkalmazásokban a szálas lézerek az előnyben részesítettek. Eltávolítják a maszkolás szükségességét azáltal, hogy a meghatározott felületen a bevonatréteget pontosan eltávolítják, ezáltal kiküszöbölik a részleges bevonatmentesítéssel kapcsolatos kihívásokat. A lézerek használhatók:
A funkcionális és tervezési felületek pontos kezelése
Faraday ketrecek létrehozása és folyamatossági kapcsolatok a repülőgépipar számára
A festék részleges eltávolítása az elektromágneses összeférhetőség érdekében
Készítsen kötési pontokat a vezetékek csatlakoztatásához
Csíkozás az elektronika és az autóiparban
A lézeres tisztítás rendkívül hatékony olyan helyzetekben, amikor a festett szerkezeteken / részeken a kritikus hegesztési varratokat vizsgálati célból le kell fedni. A lézer eltávolítja a bevonatokat kézi vagy elektromos szerszámok, csiszolóanyagok vagy vegyi anyagok nélkül, amelyek elrejthetik a problémás területeket, és további károsodást okozhatnak a felületen.
Szelektív festék eltávolítás. A szelektív festékeltávolítás a lézeres tisztítás egyik sokféle alkalmazása. Az autóiparban és a repülőgépiparban néha szükség van a festék felső rétegének eltávolítására a primer fenntartása közben. Ez gyakran akkor fordul elő, amikor a járművek felső réteges bevonatait alaposan el kell távolítani az új festék befejezése előtt.
