Čištění laserového a laserového povrchu zbývající přesnost Precizní výroba plechu Dnešní úspěchy by jednoduše nebyly možné bez laserové technologie. Řezání laseru je již všudypřítomné a laserové svařování (ať už automatizované nebo manuální) také rychle získává popularitu. Ale lasery dělají víc než jen řezání a svařování, mohou čistit. Ačkoli technologie čištění laseru se dosud nestala populární, etablovala se v aplikacích, jako je odstraňování barvy a rzi, zejména ve specializovaných aplikacích čištění v průmyslových odvětvích, jako je letecký a automobilový průmysl. Většina laserových čisticích zařízení používá skenovací optiku, která pohybuje laserový paprsek rychlostí několika metrů za sekundu, aby jej promítal do požadovaného tvaru (jako je kruh nebo obdélník) na povrch.
Co přesně je čištění laseru?
Čištění laseru zahrnuje řadu různých procesů, které spadají do dvou hlavních kategorií. Jedním z nich je odstranění povrchových kontaminantů a druhým je „gravírování“ nebo „texturování“ povrchu, aby se přizpůsobil specifickému povlaku, lepidlu nebo jiným aplikačním potřebám. Zatímco odstranění kontaminantů (známé jako „čištění“) a laserové texturování mohou používat podobné nebo dokonce stejné zařízení, oba procesy jsou odlišné a výrobci si vybírají mezi různými kategoriemi v závislosti na jejich potřebách.
Jak čisté lasery?
V jádru je laserové čištění o odstranění povrchových kontaminantů, jako je rez a nežádoucí barva. Zařízení je často vybaveno systémem extrakce dýmu, který zachycuje kontaminanty, které jsou odstraněny laserem. V některých kritických leteckých aplikacích, jako je čištění titanu, se k zabránění tvorbě oxidu používá stínící plyn. V mnoha běžných aplikacích pracují lasery ablační povrchové kontaminanty. Ablace (převod pevné látky přímo na plyn) funguje nejlépe, když je prahová hodnota ablační hodnoty kontaminantů hluboko pod prahem základního kovu, takže laser může atomizovat kontaminantu, aniž by ovlivnil kovový povrch. Energie dodávaná laserem provádí čisticí operaci různými způsoby, v závislosti na odstranění materiálu. Například někdy laser vytváří na povrch tepelný šokový efekt, což způsobuje rozdíl v koeficientů tepelné roztažnosti mezi povrchovými zbytky, jako je rez a základní kov, a šok vytváří „otřesení“ částic rez na povrchu. V jiných případech teplo laseru spaluje odstraněný materiál, což je obvykle barvy nebo jiné organické povlaky.
Kontaminace oleje je průhledná pro lasery, takže není odstraněn ablací nebo tepelným šokem. V tomto případě laser „vaří“ určité části oleje. Konkrétně laser zahřívá malé plochy kovového povrchu, což způsobuje, že kapičky oleje skočí z povrchu do vzduchu, kde systém extrakce dýmu zachycuje tyto kapičky. „V těchto aplikacích je systém extrakce dýmu stejně důležitý jako samotný laser.
Laserové texturistické povrchy
Lasery nabízejí přesnost, která je obtížné vyrovnat s jinými nástroji. Laserový výkon, doba trvání pulsu a profil paprsku lze upravit tak, aby proces odstranil pouze zamýšlenou část a ponechalo jiné oblasti nedotčené. Stejně jako čištění laseru odstraňuje kontaminanty při ponechání neporušeného kovu, laserové texturování lze také provádět s přesnou kontrolou. V těchto procesech je laserový paprsek obvykle gaussovským paprskem s vysokou energií ve středu paprsku, který odstraňuje kovovou vrstvu a způsobuje, že kov pod ní podstoupí okamžitá změna stavu z pevné na kapalinu a zpět na pevnou látku. Proces obvykle používá lasery s jedním režimem, které umožňují velmi malé velikosti spotů a vytvářejí extrémně přesné textury. Analogie může být nakreslena k tryskání, kde je velikost každého zrna písku přesně kontrolována, ačkoli laserové texturování pracuje v úplně jiném způsobu ošetření povrchu spíše teplem laseru než fyzickým dopadem zrna písku. V některých aplikacích pro výrobu kovů může laserové texturování přesně vložit povrch pro změnu jeho vlastností, jako je například hydrofobní. Tyto přesné texturické aplikace obvykle používají lasery s velmi krátkým trváním pulsů, obvykle měřené v pikosekundách nebo femtosekundách. K přípravě kovových povrchů na povlaky se používá mnoho dalších aplikací texturování bez použití drsnosti nebo čištění chemikálií.
.
Automatizované aplikace
Automatizované čištění laseru se stává běžnějším v prostředí s nízkým objemem, vysoce objasňování. Typická aplikace je například čištění svarů baterií. "Tyto systémy zpracovávají miliony částí a svařují více obrobků za sekundu, aby čistily povrchy." Odstranění mazání po lisování je další rostoucí aplikací. Dříve se tyto operace spoléhaly na velké čisticí linky, aby připravily razítka na povlak, za použití velkého množství vody, které bylo snadno kontaminováno kovem a jinými troskami a obtížné a nákladné zvládnutí. Příprava dluhopisů je další důležitá oblast aplikace, zejména laserová texturování. V některých případech bude možná nutné sestavit kryt se specifickým lepidlem, které odpovídá povrchu se specifickou texturou nebo vzorem. Výroba brzdové destičky používá podobnou technologii, kde laser texturuje kovový povrch před umístěním brzdové destičky.
Nahrazení pískovců?
Rychlost a kvalitní výhody laserového svařování jsou dobře známy, a proto se stále více objevuje na podlaze obchodu. Může tedy laserové texturování nahradit pískoviště? Automatizované vybavení dobře funguje ve vysoce objemových, nízkých mixových situacích, zejména pro jednoduché geometrie součástí. Jak se však díly stávají složitějšími a kombinace součástí se zvětšují, zvyšuje se obtížnost automatizace. To souvisí s povahou laserového texturování, která v ideálním případě vyžaduje, aby paprsek byl kolmý k kovovému povrchu, nebo co nejblíže kolmo.
Vznikající alternativa
Čištění a texturování laseru nejsou vhodné ve všech případech, v závislosti na kontaminacích, které je třeba odstranit, a požadavcích na přípravu povrchu. Například lasery nejsou dobré při odstraňování mlýnského měřítka z tlustého talíře s válcovanou horkou, zejména v automatizovaném prostředí, které vyžaduje vysokou propustnost. Přesto, laserové čištění a texturování vykazují velký potenciál, zejména v průmyslových odvětvích hledajících kvalifikované pracovníky. Pancbasting a chemické čisticí prostředky často činí prostředí menší než nedotčené. „Mnoho lidí chce vidět zelenější a udržitelnější procesy ve výrobě,“ řekl Miller Cordeiro, manažer obsahu ve společnosti Laser Photonics. „Čištění laseru a podobné technologie dávají výrobcům více možností a pomáhají jim zlepšit jejich návratnost investic.“ Nahrazení všech štěrků a chemikálií lasery, spolu se správnými bezpečnostními protokoly (PPE, světla, propojené kryty vhodným laserovým bezpečnostním sklem), může učinit tovární podlaha čistší a atraktivnější místo pro práci. Pro průmysl, který neustále hledá nové způsoby, jak přilákat pracovníky, je vytvoření lepšího pracovního prostředí určitě dobrý nápad.
