Lasersko čišćenje i laserska površinska obrada preciznog lima Proizvodnja metala Današnja dostignuća jednostavno ne bi bila moguća bez laserske tehnologije. Lasersko rezanje je već sveprisutno i laserski zavarivanje (bilo automatizirano ili ručno) takođe brzo dobija popularnost. Ali laseri rade više nego samo rezane i zavarene, mogu očistiti. Iako tehnologija laserskog čišćenja još nije popularna, ona se uspostavila u aplikacijama kao što su uklanjanje boje i hrđe, posebno u specijaliziranim aplikacijama za čišćenje u industrijama kao što su zrakoplovstvo i automobile. Većina laserskih opreme za čišćenje koristi optiku skeniranja koja premještaju laserski snop pri brzini od nekoliko metara u sekundi da bi ga projekta u željeni oblik (kao što je krug ili pravokutnik) na površinu.
Šta je tačno lasersko čišćenje?
Lasersko čišćenje obuhvaća niz različitih procesa koji spadaju u dvije glavne kategorije. Jedno je uklanjanje površinskih kontaminanata, a drugi je "gravura" ili "tekstura" površine za smještaj specifičnog premaza, lijepljenja ili drugih potreba za primjenom. Dok se uklanjanje kontaminanta (poznato kao "čišćenje") i laserskih tekstura mogu koristiti sličnu ili čak istu opremu, dva procesa su različiti i proizvođači biraju između različitih kategorija ovisno o njihovim potrebama.
Kako laseri čiste?
U njenoj jezgri lasersko čišćenje radi se o uklanjanju površinskih kontaminanata, poput rđe i neželjene boje. Oprema je često opremljena sustavom za vađenje dima koji bilježi onečišćenja koji su uklonili laser. U nekim kritičnim zrakoplovnim aplikacijama, poput čišćenja titanijuma, zaštitni plin koristi se za sprečavanje formacije oksida. U mnogim zajedničkim aplikacijama laseri rade ablativnim površinskim kontaminantima. Ablacija (pretvaranje čvrstog na plin) najbolje funkcionira kada je prag ablacije u kontaminaru dobro ispod osnovnog metala, tako da laser može atomizirati kontaminant bez utjecaja na metalnu površinu. Energija koju laser isporučuje čini operaciju čišćenja na različite načine, ovisno o uklanjanju materijala. Na primjer, ponekad laser stvara termički udarni efekt na površinu, uzrokujući razliku u toplinskim koeficijentima ekspanzije između površinskih otpadaka poput rđe i baznog metala, a na površinu stvara "shake-off" čestice hrđe. U drugim slučajevima, toplina lasera spali materijal koji se uklanja, što je obično boja ili druge organske prevlake.
Zagađenje ulja je transparentno za lasere, tako da se ne uklanja ablacijom ili termičkim udarom. U ovom slučaju laser "ključa" određenim dijelovima ulja. Konkretno, laserski zagrijava male površine metalne površine, uzrokujući da kapljice ulja skaču sa površine u zrak, gdje sustav za vađenje dima snima ove kapljice. "U tim aplikacijama sistem za vađenje dima važan je kao i sam laser.
Laserske prehrambene površine
Laseri nude preciznost koja je teško podudarati s drugim alatima. Laserska snaga, trajanje impulsa i profil snopa mogu se podesiti tako da proces uklanja samo predviđeni dio i ostavlja druge površine netaknute. Baš kao što lasersko čišćenje uklanja kontaminante dok ostavlja baznu metal netaknutom, laserski tekstura se može učiniti i sa preciznom kontrolom. U tim se procesima laserski snop obično ima gaussov snop s visokom energijom u sredini zrake, koji klizi metalni sloj i uzrokuje metal ispod njega da se podvrgne trenutnom do tekućine i natrag u čvrsto. Proces obično koristi jedno režijski lasere, koji omogućavaju vrlo male veličine mjesta, stvarajući izuzetno precizne teksture. Analogija se može izvući na miniranje, gdje se veličina svakog zrna pijeska precizno kontrolira, iako laserska tekstura djeluje na potpuno drugačiji način obrađivanja površine toplinom laserom, a ne fizičkim utjecajem zrna pijeska. U nekim aplikacijama za izradu metala Laserska tekstura može precizno uzoriti površinu za promjenu svojih svojstava, poput čineći hidrofobičnoj. Ove precizne aplikacije za teksturu obično koriste lasere sa vrlo kratkim pulsnom trajanjem, obično se mjere u pikosekundi ili femtosekundi. Mnoge druge aplikacije za teksturu koriste se za pripremu metalnih površina za premaze bez upotrebe hermi ili hemikalija za čišćenje.
.
Automatizirane aplikacije
Automatizirano lasersko čišćenje postaje sve češće u okruženjima velike količine, velike količine. Čišćenje baterije zavare, na primjer, tipična je aplikacija. "Ovi sistemi obrađuju milione dijelova, zavarivanje više radnih komada u sekundi za čišćenje površina." Uklanjanje podmazivanja nakon žigovanja je još jedna rastuća aplikacija. Prije toga, ove se operacije oslanjale na velike linije za čišćenje za pripremu žigova za premazivanje, koristeći velike količine vode koje su lako zagađene metalnim i drugim krhotinama i teškim i skupim i skupom za rukovanje. Priprema obveznice je još jedna važna aplikacija, posebno laserska tekstura. U nekim se slučajevima može morati sastaviti kućište specifičnim ljepilom koji odgovara površini sa određenom teksturom ili uzorkom. Proizvodnja kočnih ploča koristi sličnu tehnologiju, gdje laser tekstura metalnu površinu prije nego što se postavi kočione ploče.
Zamjena pijeska?
Brzina i kvalitetne prednosti laserskog zavarivanja dobro su poznate, zbog čega se sve više pojavljuje na trgovini. Dakle, može li laserski teksturati zamijeniti pjeskarenje? Automatizirana oprema dobro funkcionira u višim jačinom, niskim mješavajućim situacijama, posebno za jednostavne geometrije dijela. Međutim, kako dijelovi postaju složeniji, a dijelovi kombinacije postaju veće, poteškoće se povećava automatizacije. To ima veze sa prirodom laserske tekstu, što idealno zahtijeva da se greda bude okomita na metalnu površinu ili što je moguće bliže okomirnom.
ALTERNATIVNA NJEGOVA
Lasersko čišćenje i tekstura nisu prikladni u svim slučajevima, ovisno o kontaminantima koji je potrebno ukloniti i zahtjevi za pripremu površine. Na primjer, laseri nisu dobri u uklanjanju mjell skale od guste vruće valjane ploče, posebno u automatiziranom okruženju koji zahtijeva visoku propusnost. Ipak, lasersko čišćenje i teksturivanje pokazuju veliki potencijal, posebno u industrijama koji traže kvalificirane radnike. Pješčana i hemijska sredstva često čine okruženje manje od netaknute. "Mnogi ljudi žele vidjeti zeleniji, održiviji procesi u proizvodnji", rekao je Miller Cordeiro, menadžer sadržaja na laserskom fotoniku. "Lasersko čišćenje i slične tehnologije daju proizvođačima više opcija dok im pomažu poboljšati povrat ulaganja." Zamjena svih griznih i hemikalija sa laserima, zajedno s pravim sigurnosnim protokolima (OZO, lagana sigurnost, zaključana kućišta s odgovarajućom laserskom sigurnosnom staklom), mogu učiniti tvornički pod čistijim i atraktivnijim mjestom za rad. Za industriju koja stalno traži nove načine privlačenja radnika, stvaranje boljeg radnog okruženja sigurno je dobra ideja.
