Curățarea laserului și producția de borduri de precizie a suprafeței cu laser Fabricarea de tablă de astăzi pur și simplu nu ar fi posibilă fără tehnologia cu laser. Tăierea cu laser este deja omniprezentă, iar sudarea cu laser (fie automatizată sau manuală) câștigă rapid și popularitate. Dar laserele fac mai mult decât doar tăiate și sudă, se pot curăța. Deși tehnologia de curățare cu laser nu a devenit încă populară, s -a stabilit în aplicații precum îndepărtarea vopselei și a ruginii, în special în aplicațiile de curățare specializate în industrii precum aerospațial și auto. Majoritatea echipamentelor de curățare cu laser folosesc optica de scanare care mută fasciculul laser la viteze de câțiva metri pe secundă pentru a -l proiecta în forma dorită (cum ar fi un cerc sau un dreptunghi) pe suprafață.
Ce este exact curățarea cu laser?
Curățarea cu laser cuprinde o serie de procese diferite care se încadrează în două categorii principale. Unul este îndepărtarea contaminanților de suprafață, iar celălalt este „gravura” sau „texturarea” unei suprafețe pentru a se adapta acoperirii specifice, lipirea adezivă sau alte nevoi de aplicație. În timp ce îndepărtarea contaminanților (cunoscută sub numele de „curățare”) și texturarea laserului poate utiliza echipamente similare sau chiar aceleași, cele două procese sunt distincte, iar producătorii aleg între diferitele categorii în funcție de nevoile lor.
Cum sunt curățate laserele?
În centrul său, curățarea cu laser se referă la îndepărtarea contaminanților de suprafață, cum ar fi rugina și vopseaua nedorită. Echipamentul este adesea echipat cu un sistem de extracție de fum care surprinde contaminanții care sunt îndepărtați de laser. În unele aplicații aerospațiale critice, cum ar fi curățarea titanului, un gaz de protecție este utilizat pentru a preveni formarea oxidului. În multe aplicații comune, laserele funcționează prin ablarea contaminanților de suprafață. Ablația (transformarea unui solid direct într -un gaz) funcționează cel mai bine atunci când pragul de ablație al contaminantului este cu mult sub cel al metalului de bază, astfel încât laserul să poată atomiza contaminantul fără a afecta suprafața metalică. Energia livrată de laser efectuează operația de curățare în moduri diferite, în funcție de materialul eliminat. De exemplu, uneori laserul creează un efect de șoc termic pe suprafață, provocând diferența de coeficienți de expansiune termică între resturile de suprafață, cum ar fi rugina și metalul de bază, iar șocul creează o „agitare” a particulelor de rugină la suprafață. În alte cazuri, căldura laserului arde materialul îndepărtat, care este de obicei vopsea sau alte acoperiri organice.
Contaminarea uleiului este transparentă la lasere, deci nu este îndepărtată prin ablație sau șoc termic. În acest caz, laserul „fierbe” anumite părți ale uleiului. Mai exact, laserul încălzește zone mici ale suprafeței metalice, ceea ce face ca picăturile de ulei să sară de la suprafață în aer, unde sistemul de extracție a fumului surprinde aceste picături. „În aceste aplicații, sistemul de extracție a fumului este la fel de important ca laserul în sine.
Suprafețe de textură laser
Laserele oferă o precizie dificil de asortat cu alte instrumente. Puterea laser, durata pulsului și profilul fasciculului pot fi ajustate astfel încât procesul să elimine doar porțiunea prevăzută și să lasă alte zone neafectate. La fel cum curățarea cu laser elimină contaminanții în timp ce părăsesc metalul de bază intact, texturarea laserului se poate face și cu un control precis. În aceste procese, fasciculul laser este de obicei un fascicul gaussian cu energie ridicată în centrul fasciculului, care ablocă stratul de metal și face ca metalul de sub acesta să sufere o schimbare de stare instantanee de la solid la lichid și înapoi la solid. Procesul folosește de obicei lasere cu un singur mod, care permit dimensiuni foarte mici, creând texturi extrem de precise. O analogie poate fi atrasă de explozie, unde dimensiunea fiecărui bob de nisip este controlată cu precizie, deși texturarea laserului funcționează într-un mod complet diferit tratarea suprafeței cu căldura laserului, mai degrabă decât într-un impact fizic al boabelor de nisip. În unele aplicații de fabricație a metalelor, texturarea laserului poate modela cu exactitate o suprafață pentru a -și schimba proprietățile, cum ar fi să o facă hidrofobă. Aceste aplicații de textură de precizie folosesc de obicei lasere cu durate de impuls foarte scurte, măsurate de obicei în picosecunde sau femtosecunde. Multe alte aplicații de textură sunt utilizate pentru pregătirea suprafețelor metalice pentru acoperiri fără utilizarea de substanțe chimice sau de curățare.
.
Aplicații automate
Curățarea automată cu laser devine din ce în ce mai frecventă în mediile cu volum ridicat, cu un nivel ridicat. Curățarea sudurilor bateriei, de exemplu, este o aplicație tipică. „Aceste sisteme prelucrează milioane de piese, sudând mai multe piese de lucru pe secundă pe suprafețe curate”. Îndepărtarea lubrifierii după ștampilare este o altă aplicație în creștere. Anterior, aceste operațiuni s -au bazat pe linii mari de curățare pentru a pregăti ștampile pentru acoperire, folosind cantități mari de apă care a fost ușor contaminată cu metal și alte resturi și dificil și costisitor de manevrat. Pregătirea obligațiunilor este o altă zonă importantă de aplicare, în special texturarea laserului. În unele cazuri, este posibil ca carcasa să fie necesară asamblată cu un adeziv specific care se potrivește cu o suprafață cu o textură sau un model specific. Fabricarea plăcuțelor de frână folosește o tehnologie similară, unde laserul care textează suprafața metalică înainte de plasarea plăcii de frână.
Înlocuirea sandblastului?
Avantajele vitezei și calității sudurii cu laser sunt bine cunoscute, motiv pentru care apare din ce în ce mai mult pe podeaua magazinului. Deci, poate textura laser să înlocuiască sabtul? Echipamentele automate funcționează bine în situații cu volum ridicat, cu un mix mic, în special pentru geometrii de piese simple. Cu toate acestea, pe măsură ce părțile devin mai complexe și combinațiile de piese devin mai mari, dificultatea automatizării crește. Acest lucru are legătură cu natura texturizării laserului, care în mod ideal necesită ca fasciculul să fie perpendicular pe suprafața metalică sau cât mai aproape de perpendicular.
O alternativă emergentă
Curățarea cu laser și texturarea nu sunt adecvate în toate cazurile, în funcție de contaminanții care trebuie eliminați și de cerințele de pregătire a suprafeței. De exemplu, laserele nu sunt bune pentru a îndepărta scala de moară de pe placa groasă cu role la cald, în special într-un mediu automat care necesită un randament ridicat. Totuși, curățarea cu laser și texturarea arată un potențial mare, în special în industriile care caută lucrători calificați. Curățătorii de sablare și chimici fac adesea mediul mai puțin decât curat. „Mulți oameni vor să vadă procese mai ecologice, mai durabile în fabricație”, a spus Miller Cordeiro, manager de conținut la Laser Photonics. "Curățarea cu laser și tehnologii similare oferă producătorilor mai multe opțiuni, ajutându -le în același timp să -și îmbunătățească randamentul investițiilor." Înlocuirea tuturor granulelor și a substanțelor chimice cu lasere, împreună cu protocoalele de siguranță potrivite (PPE, siguranță ușoară, incinte întrerupte cu sticlă de siguranță laser corespunzătoare), poate face ca podeaua din fabrică să fie un loc mai curat și mai atractiv pentru a lucra. Pentru o industrie care caută constant noi modalități de a atrage lucrători, crearea unui mediu de muncă mai bun este cu siguranță o idee bună.
