Лазерно почистване и лазерна повърхност, грубо прецизно производство на ламарина, сега не биха били възможни без лазерна технология. Лазерното рязане вече е повсеместно, а лазерното заваряване (независимо дали е автоматизирано или ръчно) също бързо набира популярност. Но лазерите правят нещо повече от просто нарязване и заваряване, те могат да почистят. Въпреки че технологията за лазерно почистване все още не е станала популярна, тя се е утвърдила в приложения като бои и премахване на ръжда, особено в специализирани приложения за почистване в индустрии като аерокосмическо пространство и автомобилни. Повечето оборудване за лазерно почистване използва оптика за сканиране, които преместват лазерния лъч със скорост на няколко метра в секунда, за да я проектират в желаната форма (като кръг или правоъгълник) върху повърхността.
Какво точно е лазерното почистване?
Лазерното почистване обхваща редица различни процеси, които попадат в две основни категории. Единият е отстраняването на повърхностните замърсители, а другият е „гравирането“ или „текстурирането“ на повърхност за настаняване на специфично покритие, адхезивно свързване или други нужди на приложението. Докато отстраняването на замърсители (известно като "почистване") и лазерното текстуриране могат да използват подобно или дори едно и също оборудване, двата процеса са различни и производителите избират между различните категории в зависимост от техните нужди.
Как почистват лазерите?
В основата си лазерното почистване е свързано с премахването на повърхностните замърсители, като ръжда и нежелана боя. Оборудването често е оборудвано със система за извличане на дим, която улавя замърсителите, които се отстраняват от лазера. В някои критични аерокосмически приложения, като почистване на титан, се използва екраниращ газ за предотвратяване на образуването на оксид. В много общи приложения лазерите работят чрез премахване на повърхностните замърсители. Аблацията (преобразуване на твърдо вещество директно в газ) работи най -добре, когато прагът на аблация на замърсителя е доста под този на основния метал, така че лазерът да може да атомизира замърсителя, без да засяга металната повърхност. Енергията, доставена от лазера, извършва операцията по почистване по различни начини, в зависимост от отстранения материал. Например, понякога лазерът създава ефект на термичен шок върху повърхността, причинявайки разликата в коефициентите на термично разширяване между повърхностните отломки като ръжда и основния метал, а шокът създава „отърсване“ на частици на ръжда към повърхността. В други случаи топлината на лазера изгаря материала, който се отстранява, който обикновено е боя или други органични покрития.
Замърсяването на маслото е прозрачно за лазерите, така че не се отстранява чрез аблация или термичен шок. В този случай лазерът "кипи" определени части от маслото. По -конкретно, лазерът загрява малки зони на металната повърхност, причинявайки капчици с масло да скочат от повърхността във въздуха, където системата за извличане на взрива улавя тези капчици. „В тези приложения системата за извличане на изпарения е толкова важна, колкото и самият лазер.
Лазерни текстурни повърхности
Лазерите предлагат прецизност, която е трудно да се съпостави с други инструменти. Лазерната мощност, продължителността на импулса и профилът на лъча могат да бъдат регулирани, така че процесът да премахва само предвидената част и да остави други области незасегнати. Точно както лазерното почистване премахва замърсителите, докато оставя основния метал непокътнат, лазерното текстуриране може да се извърши и с прецизен контрол. В тези процеси лазерният лъч обикновено е гаусски лъч с висока енергия в центъра на лъча, който отклонява металния слой и кара метала под него да претърпи мигновено състояние от твърдо вещество и обратно в твърдо вещество. Процесът обикновено използва лазери с един режим, които позволяват много малки размери на петна, създавайки изключително прецизни текстури. Може да се извлече аналогия на взривяването, където размерът на всяко зърно пясък е прецизно контролиран, въпреки че лазерното текстуриране работи по съвсем различен начин, лекуващ повърхността с топлината на лазера, а не физическото въздействие на зърната от пясък. В някои метални приложения за производство, лазерното текстуриране може точно да моделира повърхността, за да промени свойствата му, като например да го направи хидрофобна. Тези прецизни приложения за текстуриране обикновено използват лазери с много къси импулсна продължителност, обикновено измерени в пикосекунди или фемтосекунди. Много други приложения за текстуриране се използват за приготвяне на метални повърхности за покрития без използване на песъчинки или почистване на химикали.
.
Автоматизирани приложения
Автоматизираното лазерно почистване става все по-често в среди с голям обем с ниски смеси. Почистването на батерията например е типично приложение. "Тези системи обработват милиони части, заварявайки множество детайли в секунда за почистване на повърхности." Премахването на смазване след щамповане е друго нарастващо приложение. Преди това тези операции разчитаха на големи почистващи линии, за да приготвят щамповане за покритие, като се използват големи количества вода, които лесно се замърсяват с метал и други отломки и трудни и скъпи за справяне. Подготовката на облигациите е друга важна област на приложение, особено лазерната текстуриране. В някои случаи може да се наложи корпусът да бъде сглобен със специфично лепило, което съответства на повърхността със специфична текстура или модел. Производството на спирачни накладки използва подобна технология, при която лазерната текстурира металната повърхност преди поставянето на спирачната накладка.
Замяна на пясъчно плаване?
Скоростта и качествените предимства на лазерното заваряване са добре известни, поради което все повече се появява на етажа на магазина. И така, може ли лазерното текстуриране да замени пясъчното плаване? Автоматизираното оборудване работи добре в ситуации с голям обем, ниска микс, особено за прости геометрии на част. Въпреки това, тъй като частите стават по -сложни и комбинациите от части стават по -големи, трудността на автоматизацията се увеличава. Това е свързано с естеството на лазерното текстуриране, което в идеалния случай изисква гредата да бъде перпендикулярна на металната повърхност или възможно най -близо до перпендикулярно.
Нововъзникваща алтернатива
Лазерното почистване и текстуриране не са подходящи във всички случаи, в зависимост от замърсителите, които трябва да бъдат отстранени и изискванията за подготовка на повърхността. Например, лазерите не са добри в премахването на мащаба на мелницата от дебела гореща плоча, особено в автоматизирана среда, която изисква висока пропускателна способност. Все пак лазерното почистване и текстуриране показват голям потенциал, особено в индустриите, които търсят квалифицирани работници. Пясъците и химическите почистващи препарати често правят околната среда по -малка от девствената. "Много хора искат да видят по -зелени, по -устойчиви процеси в производството", казва Милър Кордейро, мениджър на съдържание в Laser Photonics. „Лазерното почистване и подобни технологии дават на производителите повече възможности, като им помага да подобрят възвръщаемостта си на инвестициите.“ Замяната на всички песъчинки и химикали с лазери, заедно с правилните протоколи за безопасност (ЛПС, безопасност на светлината, затворени заграждения с подходящо лазерно предпазно стъкло), може да превърне фабричния под в почитател и по -привлекателно място за работа. За индустрия, която постоянно търси нови начини за привличане на работници, създаването на по -добра работна среда със сигурност е добра идея.
