V modernej výrobe sa to, ako efektívne odstrániť znečisťujúce látky z povrchu materiálov pri zachovaní ich integrity a efektívnej výroby, stala hlavnou výzvou, ktorým čelia spoločnosti. Aj keď sa tradičné čistiace metódy široko používajú, často majú problémy, ako je nízka účinnosť, znečistenie životného prostredia a neúplné čistenie. S rozvojom vedy a techniky sa technológia čistenia laserom postupne objavila a rýchlo sa stala „novou hviezdou“ v rôznych odvetviach s vysokou účinnosťou, ochranu životného prostredia a presnosti. Dnes vás vezmeme do hlbokého pochopenia pracovného princípu laserového čistenia a jeho jedinečných výhod v priemyselnej oblasti.
Čo je čistenie laserom?
Laserové čistenie je forma laserovej ablácie, metóda, ktorá využíva laserovú energiu na odstránenie selektívnych vrstiev materiálu z povrchu. Proces čistenia laserom využíva fotónovú energiu na odstránenie, odparovanie, sublimu alebo spálenie nežiaduceho odpadového materiálu bez toho, aby spôsobil poškodenie podkladového objemového materiálu. Vo väčšine aplikácií na spracovanie laserového materiálu tvorí zameraný lúč relatívne malé miesto na cieľovom materiáli. Čistenie laserom nie je výnimkou, hoci jeho použitie je vo všeobecnosti relatívne rozšírené. Laserové čistenie používa techniku nazývanú laserové skenovanie, ktoré rýchlo vedie alebo „skenuje“ laserový lúč pozdĺž cesty alebo cez väčšiu plochu. To znamená, že laser interaguje iba s cieľovým materiálom na zlomok sekundy po druhej.
Ako funguje čistenie lasera?
Cieľom čistenia laserom je odstrániť povrchový materiál bez poškodenia materiálu pod ním. Zatiaľ čo lasery môžu prerezať oceľové platne niekoľko centimetrov hrubé, čistenie si vyžaduje ľahší dotyk a pochopenie prahu ablácie. Každý materiál má prahovú hodnotu ablácie, ktorý účinne definuje množstvo energie potrebnej na odparovanie materiálu. Zostaňte pod prahom a hromadný materiál nebude poškodený. Prekryte však prahovú hodnotu aj raz a bude ovplyvnený hromadný materiál. Našťastie materiály, ktoré musí väčšina výrobcov odstrániť, ako sú hrdza, oleje a povlaky, majú nižšie prahy ablácie ako kovy ako oceľ a hliník. Aby sa však zabránilo poškodeniu substrátu, je však potrebné starostlivé nastavenie laserových parametrov, ako je vlnová dĺžka a pulzná energia. Presná kontrola veľkosti a tvaru škvrny tiež pomáha minimalizovať prekrývanie pri skenovaní lúča, čím sa zvyšuje účinnosť čistenia laserom.
Aké sú výhody čistenia laserom?
Laserové čistenie zaznamenalo nárast prijímania v širokom spektre odvetví kvôli jeho početným výhodám oproti tradičným metódam odstraňovania materiálov.
● Nekontaktný: Laserové čistenie je diaľkový proces. Inými slovami, zdroj laserového lúča je možné prevádzkovať z palcov alebo dokonca stôp ďalej. To umožňuje väčšiu flexibilitu v procese čistenia a vyhýba sa poškodeniu povrchu spôsobené abrazívnymi metódami.
● Vysoko selektívne: Lasery sú presné a vydávajú sa s presnosťou takmer nuly. Výsledkom je, že laser čistí požadovanú oblasť bez ohľadu na veľkosť alebo tvar. To eliminuje potrebu ďalších krokov, ako je maskovanie.
● vysokorýchlostná: Laserové čistenie je vysokorýchlostný proces, ktorý dokáže vyčistiť stovky štvorcových palcov materiálu za sekundu. Lasery môžu čistiť viac ako 10, 000 štvorcových stôp materiálu za hodinu. Presná rýchlosť odstraňovania materiálu závisí od parametrov lasera a vlastností materiálu.
● Bezpečné: Laserové čistenie nevyžaduje použitie abrazívnych materiálov alebo chemických rozpúšťadiel, čo vedie k nižším hladinám hluku a vyhýba sa vystaveniu prachu a nebezpečným materiálom. Akékoľvek výpary generované počas procesu čistenia sa dajú ľahko odstrániť prostredníctvom systémov extrakcie dymu.
● udržateľný: Ako proces bez médií si čistenie laseru nevyžaduje žiadne manipulácie alebo zneškodnenie materiálov. Okrem toho laserové systémy využívajú menej energie, čo výrazne znižuje emisie CO2 spojené s prepravou a zneškodňovaním čistiacich médií a chemikálií.
● nákladovo efektívne: Riešenia na čistenie laserov vyžadujú menej manipulácie s materiálom, podlahové plochy, energiu a údržbu, majú dlhú životnosť a sú nákladovo efektívne, najmä z dlhodobého hľadiska.
Ostatné metódy čistenia
● Sandblasting
Sandblasting je bežný proces čistenia, ktorý poskytuje prijateľné rýchlosti čistenia, ale vyžaduje drahé manipuláciu s materiálom a likvidáciu. Bezpečnosť je hlavnou úvahou pre každú prevádzku otryskania. Mnoho abrazív vytvára značné množstvo prachu, od pracovníkov, ktorí vyžadujú, aby prijali bezpečnostné opatrenia vrátane respiračných zariadení a osobných ochranných zariadení na celom tele. Proces výbuchu je tiež notoricky nahlas, čo spôsobuje značné škody na vypočutí pracovníkov.
● Chemické čistenie
Chemické čistenie využíva rozpúšťadlá na rozkladanie povlakov a zvyškov bez poškodenia podkladového materiálu. Táto metóda je zvyčajne pomalšia a vyžaduje, aby sa materiál na dlhú dobu namočil v chemickej nádrži a po dokončení čistenia sušený. Potrebné nebezpečné chemikálie si tiež vyžadujú dôležité bezpečnostné opatrenia, ako sú osobné ochranné zariadenia a prísne postupy zneškodnenia.
● Tepelné čistenie
Tepelné čistenie využíva vyššie teploty na vyhorenie povrchového materiálu. Táto metóda má vysoké náklady na energiu a môže spôsobiť poškodenie podkladového materiálu v závislosti od tepelného odporu povrchového materiálu a substrátu. Samotné tepelné čistenie tiež neumožňuje selektívne odstránenie, a to aj pri používaní masky.
● Ako sa používa čistenie laserom?
Laserové čistenie je ideálny spôsob čistenia širokej škály materiálov a typov dielcov. Laserové čistenie má širokú škálu aplikácií a môže sa použiť vo všetkých fázach výroby, a to aj ako krok pred alebo za iným procesom na výrobnej linke alebo na opravu existujúcich častí.
Bežné aplikácie na čistenie laserov zahŕňajú:
- Odstránenie kontaminantov, ako je hrdza, olej a ložiská popálenia
- Odizolovanie povlakov, ako sú farby, elektronické povlaky, keramika a oxidy
- Odstránenie uvoľňovacích agentov a zvyškov na zjednodušenie údržby plesní
- Vylepšené spojenie prípravou povrchov na zváranie, väzbu, maľovanie a povlaky
- Vylepšená adhézia prostredníctvom predbežného čistenia alebo textúrovania povrchu
- Predbežné upratovanie pred nanesením náterov komponentov na predĺženie poťahovania životnosti
- Sterilizácia kritického vybavenia v lekárskych a potravinových aplikáciách
● Ktoré odvetvia používajú laserové čistenie?
Akékoľvek odvetvie, ktoré musí poskytovať alebo manipulovať s čistými povrchmi, môže mať úžitok z mnohých výhod čistenia laserom. Ako proces je čistenie laserom ľahko automatizované a integrované do výrobnej podlahy.
Čistenie laserom sa bežne používa v týchto odvetviach:
- Všeobecná výroba
- Letecký priemysel
- Riešenie jadrovej kontaminácie
- Sterilizácia zdravotníckych pomôcok
- Jedlo a nápoje
