1. Contextul cercetării
Cu aplicarea materialelor din aliaj de aluminiu și aliaj de magneziu și a materialelor compozite în industria de fabricare a aeronavelor, performanța aeronavei, în special viteza de zbor, a fost mult îmbunătățită și s-au pus cerințe mai mari asupra performanței acoperirii pielii aeronavei, ca avionul și avionul.
Aripile necesită rezistență la temperaturi ridicate, rezistență la radiații UV, rezistență la cicluri de îngheț-dezgheț, rezistență la abraziune și rezistență la ploaie etc. și, prin urmare, au o acoperire pe suprafața procesului de acoperire a pielii aeronavei și performanța de acoperire foarte mare.
Atunci când pielea aeronavei este vopsită, trebuie să se țină seama pe deplin de potrivirea grundului, stratului superior și substratului. Înainte de pictura, suprafața pielii aeronavei trebuie să fie pretratată. Metoda de tratare a suprafeței nu poate fi utilizată pentru a spori aderența prin sablare. În general, anodizarea acidului cromic, tratamentul de oxidare cu arodină și primerul de fosfatare sunt în general selectate. Metode de tratament. După tratamentul de suprafață, este necesar să se acopere suprafața aeronavei cu un grund. Pentru pielea aeronavei, grundul trebuie să aibă o aderență bună la pielea aeronavei, rezistență excelentă la coroziune, rezistență la căldură, rezistență la impact, elasticitate și rezistență la uleiul lichid la mașină și ar trebui să fie și cu finisajul pielii. Ar trebui să aibă o potrivire bună. În prezent, o gamă largă de grunduri de piele utilizate în aeronave sunt primeri epoxidici, grunduri acrilice, grunduri de clorură de vinil și grunduri de poliuretan. După aplicarea unui strat de grund, se aplică o suprafață specială de protecție superioară pe suprafața pielii aeronavei, acoperind în principal acoperiri fenolice, acoperiri alchidice, acoperiri epoxidice și acoperiri cu fluorocarbon.
Deteriorarea suprafeței aeronavei sau întreținerea normală la fiecare câțiva ani (în mod normal, 4 până la 6 ani) necesită îndepărtarea vechiului strat și aplicarea nouă a stratului de acoperire. În ultimii ani, odată cu dezvoltarea rapidă a industriei aviatice, numărul avioanelor de pasageri, al aeronavelor de transport și al avioanelor de luptă este în creștere. Îndepărtarea vopselei pe suprafața pielii este adesea una dintre problemele de revopsire. Au apărut diferite tehnologii de îndepărtare a vopselelor.
2. Prezentarea tehnicilor tradiționale de îndepărtare a vopselei
În prezent există în principal trei tipuri de metode tradiționale de curățare:
(1) Metoda de curățare mecanică, care utilizează răzuire, ștergere, periere sau sablare pentru a îndeplini scopul de a îndepărta murdăria de suprafață;
(2) Metoda de curățare chimică umedă, care utilizează agentul de curățare organic, prin pulverizare, duș sau vibrații de înaltă frecvență pentru a îndepărta uleiul și alte dispozitive de fixare a suprafeței;
(3) metoda de curățare cu ultrasunete, metoda este de a pune piese în apă sau solvenți organici, utilizarea de ultrasunete vibrații efect de curățare murdărie.
Pentru îndepărtarea acoperirilor pe pieile de aeronavă, metodele tradiționale de curățare adecvate sunt metodele de curățare mecanică și de curățare chimică umedă. Metoda mecanică este simplă, iar operația este flexibilă, dar intensitatea forței de muncă este mare, poluarea sonoră este gravă, iar murdăria care este separată de suprafață este ușor recaptată pe suprafața curată pentru a forma poluare secundară. Mai mult decât atât, dacă procesul de operare nu este selectat în mod corespunzător, va fi dificil să se mențină acuratețea suprafeței de decontaminare și va provoca, de asemenea, deteriorarea permanentă a suprafeței componentelor. Acest lucru trebuie făcut cu o atenție deosebită când curățați pielea aeronavei. Pentru a îmbunătăți precizia, utilizarea echipamentelor avansate este foarte costisitoare. Luând o mașină de șlefuit cu nisip importată ca exemplu, costul unui astfel de dispozitiv este de 300.000 USD. Costul este extrem de ridicat. Pentru diferite materiale și suprafețe de duritate, forma granulelor abrazive și tehnologia de operare (cum ar fi presiunea de injecție, volumul de aer comprimat etc.) sunt toate speciale. Cerințele și reglementările limitează domeniul de utilizare a acestora, dar este, de asemenea, dificil să se garanteze că suprafața de curățare nu va fi deteriorată. Datorită formei speciale a aeronavei, utilizarea curățării mecanice nu este în mod evident cea mai bună alegere.
Metodele de curățare chimică umedă sunt mai extinse decât metodele mecanice de curățare. Utilizează, în general, soluție acidă, alcalină și agent de curățare special pentru a îndepărta acoperirea. Deși inhibitorul de coroziune este adăugat în soluția de curățare, este dificil să se controleze în mod eficient datorită timpului și soluția acidă și alcalină provoacă în continuare grade diferite de coroziune la substrat. De exemplu, atunci când suprafața metalică este curățată cu o soluție acidă, coroziunea substratului cu soluția acidă începe cu dizolvarea suprafeței de suprafață; deoarece metalul este un proces de coroziune electrochimică caracterizat prin precipitarea hidrogenului atomic în timpul procesului de gravare acidă. Când atomii de hidrogen produși de metal în timpul procesului de coroziune nu se combină rapid cu atomii de hidrogen constituenți, unii dintre atomii de hidrogen vor difuza prin suprafața metalului în metal și provoacă fragilitate la hidrogen. Cu toate că piei de luptători și principalele lor componente structurale sunt încă dominate de aliaje de aluminiu, materialele compozite sunt din ce în ce mai utilizate pe aeronave de pasageri, avioane de transport și avioane de luptă moderne. Unele materiale compozite noi sunt foarte rezistente la substanțe chimice. Slabă, nepotrivită pentru curățarea chimică. În același timp, deșeurile evacuate după curățarea chimică vor provoca poluări grave mediului.
Se poate observa că metoda tradițională de îndepărtare a vopselei a fost foarte limitată în curățarea suprafeței pielii aeronavei și este totuși o ultimă soluție pentru ao folosi. Evident, este necesar să se găsească o metodă eficientă și rapidă de curățare "verde" pentru a îndeplini cerințele de curățare de înaltă precizie, de curățare ridicată și de curățare necorespunzătoare pe suprafața substratului.
3. Tehnologia de curățare cu laser aplicată pentru îndepărtarea vopselelor este punctul central al dezvoltării viitoare
După aproape patru decenii de dezvoltare, tehnologia laser a devenit din ce în ce mai sofisticată și a fost folosită pe scară largă în producția industrială, în îngrijirea medicală, militară și divertisment. Tehnologia de curățare cu laser este o nouă tehnologie care a apărut numai în ultimele decenii. Cercetarea aferentă a început la mijlocul anilor 1980, dar până la începutul anilor 1990 cercetătorii i-au acordat treptat atenție și s-au dezvoltat rapid. Apariția sa a deschis tehnologia laser în industrie. Noi domenii de aplicare și de a deveni un nou membru al familiei tehnologiei de prelucrare a laserului. Ca o tehnologie nouă de curățare, tehnologia de curățare cu laser a devenit acum un supliment și o extindere a metodelor tradiționale de curățare și a început să fie aplicată în domeniul microelectronicii, construcțiilor, centralelor nucleare, industriei aerospațiale, industriei automobilelor, îngrijirilor medicale, protecției patrimoniului cultural și altor câmpuri.
3.1 Tehnologia de curățare cu laser și caracteristicile sale
Tehnologia de curățare cu laser se referă la utilizarea iradierii cu fascicul laser cu energie înaltă pe suprafața piesei de prelucrat, astfel încât suprafața murdăriei, ruginii, particulelor sau straturilor de acoperire să se evaporă instantaneu sau să se curată, astfel încât să se obțină un proces curat. Comparativ cu procesul de curățare tradițional, tehnologia de curățare cu laser are următoarele caracteristici:
(1) Este o curățare "uscată", nu necesită lichid de curățare sau alte soluții chimice, nu va conduce la poluare secundară, iar curățenia este mult mai mare în procesul de curățare chimică;
(2) Tehnologia de curățare cu laser se adresează unei game largi de obiecte de curățare, cum ar fi diferite particule de oxid, rugina, acoperire și materie organică de suprafață, fără a se limita la materialul de matrice;
(3) Curățarea tradițională Metoda este adesea o operație la distanțe scurte, care are o forță mecanică pe suprafața substratului și este ușor de deteriorat substratul; iar curățarea cu laser este o prelucrare fără contact și poate efectua o operațiune pe distanțe lungi, iar parametrii de prelucrare a laserului pot fi reglați fără a deteriora suprafața substratului. Eliminați efectiv contaminanții și faceți suprafețele reînnoite ca noi;
(4) Curățarea cu laser poate fi ușor automatizată prin metode moderne;
(5) Echipamentul de decontaminare cu laser poate fi folosit o perioadă lungă de timp cu costuri de operare reduse;
(6) Tehnologia de curățare cu laser este un fel de proces de curățare "verde", eliminând deșeurile este o pulbere solidă, de dimensiuni mici, ușor de depozitat, în principiu mediul înconjurător creează poluare.
3.2 Selecția laserului în cazul în care laserul îndepărtează vopseaua
Când folosiți laser pentru curățare, alegerea laserului este legată de lucrările de curățare ulterioare, deci alegerea laserului este extrem de importantă. În prezent, există multe tipuri de lasere, cum ar fi laserele cu CO2, laserele de stare solidă Nd: YAG și laserele excimer. Aceste tipuri de lasere pot îndeplini cerințele de curățare cu laser. Ce fel de laser ar trebui să fie utilizat depinde de situația specifică. Lăzile pulsate sunt frecvent utilizate pentru curățare, iar laserele continue sunt uneori utilizate. Pentru îndepărtarea stratului de acoperire (stratul de lac), laserele CO2 funcționează cel mai bine, în special laserele pulsate TEA cu CO2 sunt promițătoare în acest domeniu. Cu toate acestea, datorită faptului că laserele cu CO2 nu pot fi transportate prin fibre optice, acestea sunt limitate în aplicațiile de curățare la distanță. Cu toate acestea, utilizarea de lasere YAG sau chiar de lasere diode pentru curățarea cu laser oferă un spațiu vast.
