Какво е лазерно прахообразно покритие?
Laser curing technology uses an infrared laser to rapidly gel and then cure powder coating particles that have been electrostatically sprayed onto the surface of a part. The melted particles react chemically during a cross-linking process to form a coating that is typically thicker, harder, and more durable than paint. Laser-cured powder coatings can achieve a variety of common powder coating surface effects, включително гладки, фини и груби текстури, речно зърно, бръчки и смесени и свързани метални ефекти .
Традиционно праховите покрития се втвърдяват в индустриални фурни, които използват конвекционно отопление или инфрачервени лампи . Лазерният процес се различава значително от тези традиционни методи по два основни начина . първо, лазерното втвърдяване на избирателно загрява само осветената площ, а не широко отоплява цялата част на цялата част и изкривява околната среда {2} Ефективност . Второ, самият процес на отопление е по -ефективен, значително намалява необходимото време за втвърдяване . За операциите за промишлено прахово покритие, това значително подобрява пропускателната способност на процеса .
Как работи лазерното прахово покритие?
The basic configuration of a laser curing system is relatively simple. The output beam of a high-power diode laser system is reshaped and homogenized through an optical system, and then projected onto the surface of the part to heat only the selected areas.
The large area laser beams used in the laser curing process can be customized in shape and size to cover areas as small as a few inches per side to as large as several feet wide and in diameter. Depending on the beam configuration, either a single part or batches of parts can be illuminated simultaneously. Additional laser sources can be used to illuminate larger области .
Another approach for larger parts or parts with highly curved shapes is to mount the laser projection optics on a robotic arm. This allows the beam to be moved across the surface of the part, even at varying angles, curing the powder coating as it moves.
Laser curing uses high-power diode laser systems because they offer several key advantages in this application. First, their output can be easily converted into a rectangular beam (as well as other beam shapes) with a uniform intensity distribution. This is difficult to achieve with the highly focused, rounded Gaussian intensity profile beams produced by most other lasers.
Second, diode laser systems have the highest electronic efficiency of all laser types, typically exceeding 50%. In addition, the infrared wavelengths produced by diode lasers penetrate several microns below the coating surface. This volumetric heating rapidly transfers energy into the powder coating, speeding up the curing process while wasting little energy heating the underlying Субстрат . Тъй като диодният лазерен процес избягва насипното нагряване на компонента, времето за охлаждане е значително намалено, което прави възможно лазерното лечение на покрития на чувствителни към температурата материали .
Предимства на лазерното прахово покритие втвърдяване
Лазерното втвърдяване е иновативна технология, която преодолява ограниченията на по-старите методи, предоставяйки висококачествени резултати по-бързо и с по-ниска цена . ключовите предимства на лазерните покрити с прахови покрития включват:
Скорост
Infrared diode lasers provide rapid, localized heating that cures powder coatings in just minutes. After the coating solidifies, the underlying material cools rapidly. In contrast, conventional ovens require tens of minutes to uniformly heat the entire part, cure the powder coating, and then cool down again.
Енергийна ефективност
Laser diode light sources are highly electrically efficient, with nearly all of their energy directed to the target area. The laser selectively heats the powder efficiently, resulting in less energy used to heat the workpiece and virtually no energy consumption to the oven environment.
Без отпадъчна топлина
Лазерните системи за втвърдяване са "студени" фурни, които на практика не се разрастват в околното пространство, намалявайки изискванията за системата за контрол на температурата на оборудването .
Минимален термичен стрес
Лазерното прахово покритие втвърдяването е подходящо за чувствителни към топлина материали като пластмаси и дърво, както и деликатни части с тънки метални характеристики .
Контрол на процеса
Работата на стайна температура позволява прецизно управление на температурата на покритието в рамките на плюс или минус 1 градус по Целзий, използвайки метрологични устройства на борда като термични изображения .
Гъвкавост
Laser ovens feature near-instant start/stop capabilities, meaning no idle or warm-up time is required. Additionally, the quality of the target workpiece has minimal impact on coating performance because the laser oven heats and monitors the coating surface temperature. In traditional curing ovens, low-quality parts cannot be cured directly next to high-quality parts without defects or quality Проблеми .
Малък отпечатък
Системите за лазерно втвърдяване са компактни и заемат повече подово пространство от частта, която обработват . Освен това, процесът е по своята същност съвместим с непрекъснат поток на части, като свежда до минимум общия отпечатък и увеличава максимално производствената пропускателна способност .
Ниска цена на собственост
Оперативните разходи се намаляват чрез намалена консумация на енергия, не се генерира отпадъчна топлина (което иначе би загреело заобикалящата производствена среда) и значително намалени разходи за поддръжка .
Нисък въглероден отпечатък
ВЪЗДУШЕН ЕЛЕКТРИЧЕСКИ ЕНЕРГИНСКА ЕФЕКТИВНОСТ, ЕЛЕМЕНТИРАНЕ НА ИЗПЪЛНЕНИЕ НА ТЕГЛЕНИЯ, излъчван от оборудването, и липсата на консумативи правят всички лазерни излекувания по -екологичен и устойчив процес .
Лазерно втвърдяване срещу . конвекционни фурни
Convection ovens are essentially industrialized, scaled-up versions of domestic convection ovens. Parts are placed inside the oven, and air is heated, usually by a gas burner or electric heating element. The air is circulated throughout the oven cavity to evenly heat the part. Curing temperatures are typically between 325℃F and 400℃F .- Въпреки че фурните могат да бъдат зададени по -високи за постигане на температури на субстрата в този диапазон -части обикновено се пекат за 10 до 20 минути, за да се излекуват напълно .
Очевидният недостатък на конвекционните фурни е тяхната енергийна неефективност . Те трябва да загряват големи обеми въздух, както и самата фурна, и те трябва да повишат температурата на цялата част, а не само праховото покритие . конвекционно покритие на прах, често се оставят на празен ход между смени, дори и да се движат 24 часа, за да се издържат на ден, за да се движат и да се движат на 24 часа. Това губи време и енергия и създава голям въглероден отпечатък . конвекционни фурни също заемат сравнително голямо количество производствено пространство .
Сравнение на лазерно втвърдяване и инфрачервени фурни
Infrared ovens transfer energy to the surface of a part by radiative heating, transferring energy directly without relying on convection. They use a variety of light sources such as quartz lamps, ceramic emitters, or tungsten filaments to generate infrared radiation. In addition, some units use gas catalytic emitters. In this case, coal or пропан газ катализира реакция на повърхността на специализиран излъчвател за производство на инфрачервено излъчване без отворен пламък .
Infrared heating is faster and more energy-efficient than convection heating. In fact, the electrical-to-optical conversion efficiency of diode lasers and traditional infrared sources is comparable. However, while traditional infrared curing has some similarities to laser curing, non-laser sources are much less efficient overall.
One reason for this is that non-laser infrared heaters emit broadband radiation. Most of this radiation is not well absorbed by the powder coating and therefore does not directly contribute to the curing process. In addition, infrared heaters radiate in all directions. Therefore, most of the infrared heater's output does not reach the workpiece, but only heats the oven кухина . Този тип отопление затруднява наблюдението на процеса in situ .
In contrast, diode laser curing systems deliver a narrow range of infrared wavelengths in a highly directed beam. As a result, the laser light is absorbed much more by the powder coating particles, which directly promotes the curing process. In addition, the intensity of the laser beam far exceeds that of other infrared light sources, so curing is по -бързо .
Как да използвам лазерно прахово покритие втвърдяване?
Лазерното втвърдяване е съвместимо с почти всички видове прахови покрития и субстратни материали, което го прави широко приложим . Общите приложения включват:
Подобряване на устойчивостта на корозия в автомобилните компоненти, включително колела, компоненти на шасито и подцени части
- Увеличаване на издръжливостта на компонентите на самолетите и осигуряване на защита от екстремни условия
- Осигуряване на силен, атрактивен завършек на потребителските продукти като хладилници, перални, фурни и мебели на открито
- Подобряване на устойчивостта на времето в изграждането на компоненти като рамки за прозорци и парапети
- Защита на индустриални машини, инструменти и корпуси от износване и сурови среди
- Осигуряване на електрическа изолация и защита на метални корпуси, шаси и конектори в промишлено оборудване
- Създаване на биосъвместими и антимикробни покрития за болнично оборудване и медицински изделия
От производството на автомобили до производството на медицински изделия, праховото покритие е широко използвана технология . Ключовите индустрии включват: Автомобилно, селскостопанско оборудване, аерокосмическо пространство, оборудване, строителство и строителство, мебели, промишлено оборудване, електроника, медицински изделия
