Fra fabrikker og medisinske laboratorier til bilindustrien, luftfart og stålindustrien, blir laseren den mest foretrukne metoden for overflatebehandling av materialer.
Selv om bruk av lasere i skjære-, borings- og sveiseapplikasjoner er velkjent, er den nåværende tilpasningen i industrielle rengjøringsapplikasjoner relativt ny og uutforsket.
Denne gjeldende applikasjonen av lasere kom som et resultat av behovet for en ufarlig, ikke-brennende rengjøringsmetode som kunne brukes som en erstatning i applikasjoner der man tidligere brukte kjemiske, manuelle og slipende sprengningsmetoder.
Fordeler ved bruk av lasere i rengjøringsapplikasjoner
Nøkkelproblemer som presenteres ved konvensjonelle rengjøringsmetoder inkluderer negativ miljøpåvirkning og slitasje på underlaget. Slibesystemer slått betydelige mengder avfall og skadede delikate overflater, mens bruken av kjemiske løsemidler resulterte i potensielt farlige dampe og flytende avfallsprodukter.
Dette førte til tilpasning av laser teknologi i overflate rengjøring applikasjoner. På grunn av sine mange fordeler er laserrengjøring nå den mest effektive metoden for å fjerne uønsket materiale fra overflaten av materialer.
For tiden er det et bredt spekter av pulserte laserrengjørings- og de-beleggingssystemer som brukes i forskjellige anvendelser, alt fra å fjerne vulkaniserende rester fra dekkformene og graveringsflater ved ablering for å fjerne isolasjon fra ledere og de-belegningsmaling fra delikate overflater.
Noen av de mange fordelene med å bruke lasere i overflate rengjøring applikasjoner inkluderer:
Automatisert og nonrandom rengjøringsmetode
Redusert mengde avfallsprodukter
Økt sikkerhet
Ingen behov for kjemikalier eller sprengningsmedier
Nonabrasive og noncontact rengjøringsprosess
Laser rengjøring applikasjoner
Overflateprofilering og rustfjerning i stålfabrikasjon. Laserrengjøring er også en effektiv og effektiv metode for å fjerne rust og skala fra metalliske materialer. Rust og skala er forurensninger som dannes på metalloverflater som følge av naturlige eller kunstige prosesser. Når metaller blir utsatt for fuktighet, reagerer de med vann for å danne jernholdige oksyder, noe som resulterer i rust. Denne rusten nedbryter kvaliteten på metallet, noe som gjør den uegnet til bruk i forskjellige applikasjoner.
Fig1 Web
(Kilde: worldsteel Image Library)
På den annen side dannes skalaer på metalloverflater som følge av varmebehandlingsprosesser, og oksydet misfarger metalloverflaten, og forhindrer etterfølgende etterbehandling.
Fjerning av disse uønskede overflateavsetninger krever utførelse av avkalkningsprosesser for å gi glatte overflater for prefinishing og etterbehandling prosesser som elektroplatering.
Konvensjonell rustfjerning og avkalkningsoperasjoner innebærer bruk av fysiske metoder som sprengning, polering, skraping, ekstra slag og stålbørster. Kjemiske metoder som alkalisk avkalkning og syreavkalkning (pickling) kan også brukes til fjerning av skal. Imidlertid er disse metodene svært slitende og resulterer i miljøforurensning og skade på substratmetallet.
For å unngå disse ulempene har laserrengjøring blitt den foretrukne fremgangsmåten for rustfjerning og avkalkning. Rusten / skalaen fjernes ved å rette en laserstråle med høyt peak power og repetisjoner på det rustede laget.
Laseren må avfyres i korte pulser for å unngå skade på underlaget som blir bearbeidet. Rusten absorberer raskt energien fra laserstrålen, noe som resulterer i økte temperaturnivåer. Når temperaturen er tilstrekkelig høy, smelter rusten og til slutt fordamper.
Bruk av pulserende fiberlasere er det foretrukne alternativet, da det gir større kontroll over effekt, bølgelengde og pulsvarighet, slik at rusten / skalet kan fordampe uten skade på det underliggende materialet.
Laserrensingsprosessen kan også påføres overflateprofilering. Før beskyttende belegg kan påføres på fabrikkede ståldeler for bevaring og beskyttelse mot korrosiv virkning, skal overflatene deres være rene og fri for alle forurensninger.
Overflateprofilering / forberedelse av fjerning av alle forurensninger fra overflaten av ståldeler som forberedelse til beskyttende beleggingsapplikasjoner. Disse forurensningene inkluderer olje-, fett-, skala-, hydrater- og oksydlag, butikk-primer etc. For eventuelle påfølgende prosesser må også stenger, ledninger og profiler være fri for disse forurensningene.
Siden fiberrørrengjøring bruker en nonabrasive, noncontact tilnærming uten involvering av oppløsningsmidler, kjemikalier eller slipemiddel, er den ideell for overflateprofilering og rust / skala fjerning. Rengjøringsprosessen kan utføres i liten eller stor skala og kan automatiseres. Laserrengjøring er en miljøvennlig og kostnadseffektiv måte å fjerne rust på og forberede overflatene på valsede stålprodukter og fabrikkede ståldeler for beskyttende belegg.
Anode rengjøring. Aluminiumsmelteindustrien bruker karbonblokker som "offer" anoder i produksjonen av primæraluminium. Anodkvaliteten har en innvirkning på miljømessige, økonomiske og teknologiske aspekter ved aluminiumproduksjon. En liten prosentdel av celleffekten er viet til å overvinne den elektriske motstanden til prebaked anode.
Fig2 Web
(Kilde: Flickr)
Tilstedeværelsen av smuss og andre forurensninger vil øke anodens elektriske motstand, noe som resulterer i forbruk av mer celleffekt. Tilstedeværelsen av forurensninger reduserer også levetiden til anoden ved å øke forbrukshastigheten under smelteprosessen. Fra effektivitetssynspunktet er det nødvendig å rengjøre og fjerne alle overflateforurensninger fra anodeanordninger før de brukes i aluminiumsmelting.
I tillegg er anodeanordninger verdifulle verktøy som kan gjenbrukes, men først etter å ha gjennomført en grundig og forsiktig behandling av hovedkomponentene under spesielle forhold.
Laserrengjøring oppfyller de spesielle forholdene under hvilke anodeanordninger kan behandles for gjenbruk. Den kan brukes i følgende applikasjoner:
Fjerning av rester fra karbonstumper
Rengjøring av katodestenger
Fjerning av forurensninger og smuss fra tifler og stubstenger
Lim liming forberedelse for metaller. For å øke prosessstabiliteten, overflateadhesjonen og bedre sømkvalitet, må overflaten av metallmaterialene som skal tilføres, fremstilles før påføring av sveising og andre sammenføyningsteknikker.
Uten nødvendig grunnverk blir ledd og sømmer utsatt for nedbrytning, økt slitasje og katastrofale svikt. Laserrengjøring kan brukes til å forberede overflater før de slås sammen, noe som resulterer i god bindingsstyrkvalitet for forbedret korrosjonsbestandighet og holdbarhet.
Laserrengjøring er egnet for liming av klæbemiddel fordi det fjerner oksider og andre forurensninger som fett og oksider som reduserer styrken av limbindinger. Den er spesielt egnet for applikasjoner som omfatter buede eller flate overflater eller deler med visse begrensninger for svært komplekse 3D-geometrier.
En av de største fordelene med laserrengjøring er evnen til å finjustere sin kraft og bølgelengde for presis modifikasjon av metaller som magnesium og aluminium som skal brukes til mikrostruktur. Det gir også materialer med svært høy motstand mot korrosive elementer, og sikrer stabil, langvarig liming.
I nyere tid er det økt bruk av limbindinger i strukturelle designapplikasjoner i stedet for konvensjonelle sammenføyningsteknikker som rivning og sveising. Dette tilskrives de mange fordelene ved liming av bindemiddel over konvensjonelle teknikker.
Disse fordelene inkluderer uniform spenningsfordeling, korrosjonsreduksjon, strukturbelysning, vibrasjonsdemping og akustisk isolasjon. Imidlertid kan disse fordelene bare oppnås hvis overflatene som skal bindes, fremstilles, avfettes og rengjøres forsiktig.
Laserrengjøring er ideell for slike bruksområder, siden det fjerner forsiktig oljer, rust, beskyttende belegg og andre forurensninger som skyldes frakt uten skade på underliggende substrat.
Forbehandling for lodding og sveising. Laserrengjøring har også vist seg å være effektiv i forbehandlingstiltak for sveising og lodding. Før aluminium- og stålmaterialer brukes til sveiseformål i skipsbygging, presisjonsverktøy, bilindustri og andre relaterte næringer, må overflatene først tilberedes.
Lasersveisforberedelse er en av de mange anvendelsene for laserrengjøring og bidrar til å fjerne jernholdige og ikke-jernholdige metaller, smøremidler og andre forurensninger fra metall- og aluminiumoverflater som forberedelse til sveising av høy kvalitet. Det sikrer også glatte og porefrie sveisede sømmer.
Når det brukes i forbehandlingsprosesser for sveising og lodding, gjør laserrengjøring følgende:
Grundig fjerning av butikk-primer, hydrater og oksidlag
Avfett og avoljering
Bortsett fra sveising og lodding, kan lasere også brukes til å fjerne sveisrester som gjenværende fluss- og oksidmaterialer samt termiske flekker fra ferdige sveisearter. Denne rengjøringsmetoden er spesielt gunstig for deler av rustfritt stål, siden laserlyset suspenderer korngrenser, slik at sveisesømmene blir passivert og dermed øker korrosjonsmotstanden.
Fordelene med å bruke laserrengjøring i sveising og lodding forbehandling er:
Justerbare bølgelengder og kraft for presis behandling av festeflater over et bredt spekter av materialtykkelser
Ingen skader på underlaget, det vil si de galvaniserte lagene av stålplater
Delvis dekodering. Laserrengjøring er spesielt effektiv i applikasjoner som krever delvis fjerning av maling eller belegg fra ferdige overflater. Den kan brukes på praktisk talt alle overflatetyper, enten kjemisk anodisert, oksydert eller organisk. Laserrengjøring kan brukes til å avdekke solcellepaneler og fjerne malingen i bilindustrien og flyindustrien samtidig som primerstoffets integritet opprettholdes.
I de-coating-applikasjoner er fiberlasere det foretrukne alternativet. De unngår behovet for maskering ved å fjerne belegget i det angitte området, og eliminerer dermed noen av utfordringene som er forbundet med delvis de-coating-applikasjoner. Lasere kan brukes i:
Presis behandling for funksjonelle og design overflater
Opprette Faraday bur og kontinuitetskontakter for luftfartsindustrien
Delvis fjerning av maling for elektromagnetisk kompatibilitet
Lag bindingspunkter for ledningsforbindelser
Stripbelegg i elektronikk og bilindustrien
Laserrengjøring er svært effektiv i situasjoner der kritiske sveisesømmer på malte konstruksjoner / deler må de-belegges for inspeksjonsformål. Laseren fjerner belegg uten behov for hånd- eller elverktøy, slipemidler eller kjemikalier som kan skjule problemområdene og forårsake ytterligere skade på overflaten.
Selektiv fjerning av maling. Selektiv fjerning av malinger representerer en av de mange anvendelsene for laserrengjøring. I bil- og flyindustrien er det noen ganger nødvendig å fjerne det øverste laget av maling mens primeren opprettholdes. Dette er ofte tilfellet når de toppbelagte beleggene på kjøretøyene må fjernes grundig før påføring av ny lakk.
