Машины для лазерной очистки все шире используются в промышленности.

В то время как применение лазеров в резке, сверлении и сварке хорошо известно, их применение в промышленной очистке является относительно новым и имеет широкое, неизведанное пространство.

Применения лазерной очистки в первую очередь обусловлены потребностью рынка в нетоксичном, неабразивном методе очистки, который можно использовать в качестве альтернативы ранее использовавшимся методам химической очистки, ручной очистки и абразивно-струйной очистки.

Преимущества лазерной чистки

К основным проблемам традиционных методов очистки относятся: негативное воздействие на окружающую среду и износ подложки. Абразивоструйные системы производят большое количество отходов и могут повредить хрупкие поверхности подложек; при очистке химическими растворителями образуются потенциально опасные пары и жидкие отходы.

Недостатки традиционных методов очистки побудили к применению лазерных технологий в области очистки поверхностей. Благодаря многочисленным преимуществам лазерная очистка в настоящее время является наиболее эффективным методом удаления нежелательных веществ с поверхности материалов.

К основным преимуществам использования лазерного очистителя при очистке поверхностей относятся:

• Автоматизированные методы очистки

• Уменьшить количество отходов

• Повышение безопасности

• Не требуются химикаты или пескоструйная обработка

• Неабразивный и бесконтактный процесс очистки

Применение машины для лазерной очистки

1. Полировка поверхностей и удаление ржавчины при производстве стали.

Лазерная очистка также является эффективным и действенным методом удаления слоев ржавчины и оксидов с поверхности металлических материалов. Ржавчина и оксидные слои — это загрязнения, которые образуются на металлических поверхностях в результате естественных или искусственных процессов. Когда металлы подвергаются воздействию влаги, они реагируют с водой с образованием оксида железа, который ржавеет. Эта ржавчина может повредить металл, что сделает его непригодным для использования во многих областях.

С другой стороны, в процессе термической обработки на поверхности металла образуется оксидный слой, который обесцвечивает поверхность металла и затрудняет последующие финишные операции.

Чтобы удалить эти нежелательные поверхностные отложения, требуется обработка для удаления накипи, чтобы обеспечить гладкую поверхность для предварительной и окончательной обработки, такой как гальваническое покрытие.

Традиционные методы удаления ржавчины и накипи включают физические методы, такие как пескоструйная обработка, полировка, скребковые устройства, дополнительная очистка и проволочная щетка и т. д. Существуют также химические методы, такие как использование щелочных или кислотных химикатов для удаления оксидных слоев. Однако эти методы не только вызывают загрязнение окружающей среды, но и повреждают основной металл.

Чтобы избежать этих недостатков, лазерная очистка стала предпочтительным методом для операций по удалению ржавчины и окалины. Слой ржавчины/оксидный слой удаляют путем облучения слоя ржавчины лазерным лучом с высокой пиковой мощностью и высокой частотой повторения.

Лазер должен запускаться короткими импульсами, чтобы не повредить основной металл. Ржавчина быстро поглощает энергию лазерного луча, вызывая повышение температуры. Как только температура станет достаточно высокой, ржавчина расплавится и в конечном итоге испарится.

Импульсные волоконные лазеры предпочтительнее, поскольку они обеспечивают больший контроль над мощностью, длиной волны и длительностью импульса, позволяя испаряться слою ржавчины/оксида, не вызывая повреждения материала подложки.

Лазерная очистка также может использоваться для очистки поверхности. Перед нанесением антикоррозионного защитного покрытия на стальные детали поверхность детали должна быть очищена от любых загрязнений.

Очистка/подготовка поверхности требует удаления всех загрязнений с поверхности стальных деталей при подготовке к нанесению защитного покрытия. Эти загрязняющие вещества включают масла, смазки, оксидные слои, гидраты, заводские грунтовки и многое другое.

Поскольку в очистке волоконным лазером используется неабразивный, бесконтактный метод, в котором не используются растворители, химикаты или абразивные среды, он идеально подходит для подготовки поверхности к очистке и удаления ржавчины/накипи. Процесс очистки может выполняться в малых или больших масштабах, и процесс очистки может быть автоматизирован. Лазерная очистка — это экологически чистый и экономичный метод удаления ржавчины, который подготавливает детали к нанесению защитного покрытия.

2. Очистка узла анода

В алюминиевой промышленности используются углеродные блоки в качестве «жертвенных» анодов при производстве первичного алюминия. Качество анода влияет на экологические, экономические и технические аспекты производства алюминия. Небольшая часть мощности элемента используется для преодоления сопротивления предварительно обожженного анода.

Наличие грязи и других загрязнений увеличивает сопротивление анода, что приводит к большему расходу энергии аккумулятора. Присутствие загрязняющих веществ также сокращает срок службы анода, увеличивая скорость, с которой он расходуется в процессе плавки. С точки зрения эффективности необходимо очистить и удалить все загрязнения с поверхности анодного узла перед использованием в операциях плавки алюминия.

Кроме того, анодные сборки являются ценными инструментами, которые можно использовать повторно, но с их основными компонентами необходимо тщательно и бережно обращаться в определенных условиях.

Лазерная очистка может соответствовать определенным условиям повторного использования анодных узлов. Лазерная чистка может применяться для:

◎ Удалить углеродистый остаток

◎ Очистите катодный стержень

◎ Удалить загрязнения с корпуса и короткого штока

3. Подготовка к склеиванию металла

Для улучшения стабильности процесса, поверхностной адгезии и лучшего качества сварки поверхности соединяемых металлических материалов должны быть подготовлены до применения сварки и других методов соединения.

Без необходимой очистки металлических поверхностей соединения и швы подвержены деградации, повышенному износу и даже катастрофическому выходу из строя. Лазерная очистка может использоваться для обработки поверхностей перед соединением, что обеспечивает превосходную прочность сцепления, повышенную коррозионную стойкость и долговечность.

Лазерный очиститель подходит для подготовки к склеиванию, поскольку он удаляет оксиды и другие загрязнения, такие как жир и оксиды, которые могут снизить прочность склеивания. Лазерная очистка особенно полезна при работе с криволинейными поверхностями или при очистке деталей с очень сложной трехмерной геометрией.

Основным преимуществом лазерной очистки является возможность точной настройки мощности и длины волны для точной коррекции металлов, используемых для микроструктурирования, таких как магний и алюминий. Он также придает материалу высокую коррозионную стойкость, обеспечивая прочное и долговечное соединение.

В последние годы методы склеивания все чаще используются при проектировании конструкций, а не традиционные методы соединения, такие как клепка и сварка. Это связано с тем, что метод склеивания имеет много преимуществ по сравнению с обычными методами.

Эти преимущества включают равномерное распределение напряжения, снижение коррозии, облегчение конструкции, гашение вибрации и звукоизоляцию. Однако эти преимущества могут быть достигнуты только в том случае, если склеиваемые поверхности тщательно очищены.

Лазерная очистка идеально подходит для таких применений, поскольку она тщательно удаляет масло, ржавчину, защитные покрытия и другие загрязняющие вещества, не повреждая материал подложки.

4. Подготовка к пайке и сварке

Также было показано, что лазерная очистка эффективна при предварительной обработке перед сваркой и пайкой. В судостроении, производстве точных инструментов, автомобилестроении и других смежных отраслях алюминиевые и стальные поверхности должны быть подготовлены перед сваркой.

Подготовка к лазерной сварке — одно из многих применений лазерной очистки для удаления черных и цветных металлов, смазочных материалов и других загрязнений с металлических и алюминиевых поверхностей при подготовке к высококачественной сварке. Это также обеспечивает гладкие и непористые швы пайки.

При использовании для предварительной обработки перед сваркой и пайкой лазерная очистка выполняет следующие функции:

◎ Тщательно удаляет межоперационную грунтовку, гидратные и оксидные слои

◎ Удаление жирных и масляных пятен

В дополнение к подготовке к сварке и пайке лазеры можно использовать для удаления остатков сварки, таких как остатки флюса и оксидных материалов, а также пятен от нагрева на готовых сварных соединениях.

К преимуществам использования лазерной очистки при предварительной обработке при сварке и пайке относятся:

◎ Регулируемая длина волны и мощность для точной обработки поверхностей швов в различных диапазонах толщины материала

◎ Отсутствие повреждений основного материала (например, оцинкованного слоя стального листа)

5. Местное удаление покрытия

Лазерная очистка особенно эффективна в тех случаях, когда требуется частичное удаление краски или покрытий с поверхностей. Его можно использовать практически на всех типах поверхностей, будь то химически анодированные, окисленные или органические. Лазерная очистка удаляет покрытия и краски, сохраняя при этом целостность материалов основы в автомобильной и аэрокосмической промышленности.

Для удаления покрытий лучше всего подходят волоконные лазеры. Они решают некоторые проблемы, с которыми сталкивались в прошлом при наружном удалении покрытия, точно удаляя покрытие в определенной области. Лазеры могут использоваться для:

◎ Точная обработка функциональных и дизайнерских поверхностей

◎ Создание клеток Фарадея и контактов непрерывности для аэрокосмической промышленности

◎ Частичное удаление краски для электромагнитной совместимости

◎ Обеспечьте соединение для проводного соединения

◎ Ленточные покрытия в электронной и автомобильной промышленности

Ручная лазерная очистка очень эффективна в ситуациях, когда критически важные сварные швы на окрашенных конструкциях/деталях должны быть удалены для осмотра. Лазеры могут удалять покрытия без использования ручных или механических инструментов, абразивов или химикатов, которые могут скрыть проблемные участки и вызвать дальнейшее повреждение поверхности.

6. Выборочное удаление краски

Выборочное удаление краски — одно из многих применений лазерной очистки. В автомобильной и аэрокосмической промышленности иногда необходимо удалить верхний слой краски, защищая грунтовку. Как правило, перед нанесением новой краски необходимо полностью удалить верхнее атмосферостойкое покрытие автомобиля.

Поскольку физические и химические свойства верхнего слоя краски отличаются от свойств грунтовки, мощность и частоту лазера можно настроить так, чтобы удалять только верхний слой краски.

Поскольку лазер не оказывает механического, химического или термического воздействия на праймер, праймер остается неповрежденным. Это обеспечивает коррозионную стойкость грунтовки. Когда между деталями требуется голый металл для достижения электрического контакта металл-металл, лучше всего подходит процесс лазерной очистки, поскольку он экономит время и материалы и улучшает качество поверхности готового продукта.

В настоящее время ручной лазерный очиститель в основном используется для удаления ржавчины, краски и т. д. с поверхности мелких деталей. Конечно, эта машина также, скорее всего, подходит для очистки больших поверхностей и крупного оборудования/конструкций. Ожидается, что с текущим прогрессом в этой области эти видения станут реальностью в ближайшем будущем.