Hvad er laserpulverbelægning hærdning?
Laserhærdningsteknologi bruger en infrarød laser til hurtigt at gelere og derefter helbrede pulverbelægningspartikler, der er blevet elektrostatisk sprøjtet på overfladen af en del . de smeltede partikler reagerer kemisk under en tværbindingsproces for at danne en coating, der typisk er tykkere, hårdere og mere holdbare end maling {2} laser-kløebelægning, der typisk er tykkere, hårdere og mere holdbare end maler Belægning af overfladeeffekter, herunder glat, fine og ru strukturer, flodkorn, rynker og blandede og bundne metaleffekter .
Traditionelt helbredes pulverbelægninger i industrielle ovne, der anvender konvektionsopvarmning eller infrarøde lamper . Laserprocessen adskiller sig markant fra disse traditionelle metoder på to hovedmåder . først, laser, der hærdes selektivt, forbedrer kun det belyste energi, snarere end omfattende opvarmning hele hele delen og ovnmiljø Effektivitet . For det andet er opvarmningsprocessen i sig selv mere effektiv, hvilket reducerer den krævede hærdningstid . For industriel pulverbelægning
Hvordan fungerer laserpulverbelægningshærdning?
Den grundlæggende konfiguration af et laserhærdningssystem er relativt enkelt . Outputstråle af et højeffektdiodelasersystem omformes og homogeniseres gennem et optisk system og projiceres derefter på overfladen af delen for at varme de valgte områder .}
De store laserstråler i området, der bruges i laserhærdningsprocessen, kan tilpasses i form og størrelse til at dække områder så små som et par centimeter pr. Side til så store som flere meter bred og i diameter . afhængigt af bjælkekonfigurationen, enten kan en enkelt del eller batches af dele belyses samtidig {. yderligere laserkilder kan bruges til at belyse lader. områder .
En anden tilgang til større dele eller dele med stærkt buede former er at montere laserprojektionsoptikken på en robotarm . Dette gør det muligt for strålen
Laserhærdning bruger højeffektdiodelasersystemer, fordi de tilbyder flere vigtige fordele i denne applikation . Først kan deres output let konverteres til en rektangulær stråle (såvel som andre stråleformer) med en ensartet intensitetsfordeling . Dette er vanskeligt at opnå med den højt fokuserede, afrundede Gaussiske intensitetsprofilbjælke, der er produceret af de fleste andre lasere .
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 Substrat . Fordi diodelaserprocessen undgår bulkopvarmning af komponenten, reduceres køletid
Fordelene ved laserpulverbelægning af hærdning
Laserhærdning er en innovativ teknologi, der overvinder begrænsningerne i ældre metoder, hvilket leverer resultater af høj kvalitet hurtigere og til en lavere pris . nøglefordele ved laser-hængende pulverbelægninger inkluderer:
Hastighed
Infrarøde diodelasere giver hurtig, lokal opvarmning, der kurerer pulverbelægninger på kun få minutter . Efter at belægningen størkner, kræver det underliggende materiale hurtigt . I modsætning
Energieffektivitet
Laserdiode lyskilder er meget elektrisk effektive, med næsten al deres energi rettet til målområdet . Laseren opvarmer selektivt pulveren effektivt, hvilket resulterer i mindre energi, der bruges til at opvarme arbejdsemnet og næsten intet energiforbrug til ovnmiljøet .
Ingen affaldsvarme
Laserhærdningssystemer er "kolde" ovne, der udsender næsten ingen affaldsvarme i det omgivende rum, hvilket reducerer kravene til udstyrets temperaturstyringssystem .
Minimal termisk stress
Laserpulverbelægningshærdning er velegnet til varmefølsomme materialer såsom plast og træ samt delikate dele med tynde metalfunktioner .
Processtyring
Rumtemperaturoperation giver mulighed for præcis kontrol af belægningstemperatur til inden for plus eller minus 1 grad celsius ved hjælp af metrologiske enheder ombord såsom termiske billedmænd .
Fleksibilitet
Laserovne har nær-instant start/stop kapaciteter, hvilket betyder, at der ikke kræves nogen tomgang eller opvarmningstid . Derudover har kvaliteten af målets arbejdsemne minimal indflydelse på coating ydeevne, fordi laserovnene opvarmes og overvåger direkte belægningens overfladetemperatur . i traditionelle hærdningsovne, lav-quality-dele kan ikke hærdes og overvåger lige ved siden af høje høje dele uden mangler eller kvalitet. problemer .
Lille fodaftryk
Laserhærdningssystemer er kompakte og optager ikke mere gulvplads end den del, de behandler . Derudover er processen iboende kompatibel med kontinuerlig delstrøm, der minimerer det samlede fodaftryk og maksimerer produktionsgennemstrømning .
Lave ejerskabsomkostninger
Driftsomkostninger reduceres gennem reduceret energiforbrug, ingen affaldsvarme genereret (som ellers ville varme op det omgivende produktionsmiljø) og markant reducerede vedligeholdelsesudgifter .
Fodaftryk med lavt kulstofindhold
Iboende elektrisk energieffektivitet, eliminering af affaldsvarme udstrålet af udstyret, og manglen på forbrugsstoffer gør alle laser, der hærdes til en mere miljøvenlig og bæredygtig proces .
Laserhærdning vs . konvektionsovne
Konvektionsovne er i det væsentlige industrialiserede, opskalerede versioner af indenlandske konvektionsovne . dele placeres inde i ovnen, og luft opvarmes, normalt af en gasbrænder eller elektrisk opvarmningselement . Luften cirkuleres i hele ovnhulen for at opvarme jævnt {. Hærdningstemperaturer er typisk mellem 325 grad af 300 grad for at opvarme delen {. hærdningstemperaturer er typisk mellem 325 grad f.eks. F .- Selvom ovne kan indstilles højere for at opnå substrattemperaturer i dette interval -bages typisk i 10 til 20 minutter for at helbrede .
Den åbenlyse ulempe ved konvektionsovne er deres energi ineffektivitet . De har brug for at opvarme store mængder luft såvel som ovnen selv, og de skal hæve temperaturen på hele delen, ikke kun pulverbelægning . konvektionspulverbelægning ovn er ofte efterladt mellem skift, som nogle gange endda løber 24 timer om dag for at undgå køleforstyrrelser under den tilladte kritiske værdi . alt sammen med dette Affaldstid og energi og skaber et stort kulstofaftryk . konvektionsovne tager også en relativt stor mængde produktionsrum .
Sammenligning af laserhærdning og infrarøde ovne
Infrarøde ovne overfører energi til overfladen af en del ved strålende opvarmning, overfører energi direkte uden at stole på konvektion . De bruger en række lyskilder, såsom kvartslamper, keramiske emittere eller wolframfilamenter til at generere infrarød stråling {{1} Derudover bruger nogle enheder gaskatalytenemitter {{{2 Propangas katalyserer en reaktion på overfladen af en specialiseret emitter til at producere infrarød stråling uden en åben flamme .
Infrarød opvarmning er hurtigere og mere energieffektiv end konvektionsopvarmning . Faktisk er den elektriske-til-optiske konverteringseffektivitet af diodelasere og traditionelle infrarøde kilder imidlertid sammenlignelige ., mens traditionel infrarødet har nogle lignende lasercuring, er ikke-laser sources meget mindre effektive .}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}
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 Opvarmer ovnhulen . Denne type opvarmning gør det vanskeligt at overvåge processen in situ .
I modsætning hertil leverer diodelaserhærdningssystemer et smalt interval af infrarøde bølgelængder i en meget rettet bjælke . Som et resultat absorberes laserlys hurtigere .
Hvordan bruges laserpulverbelægningshærdning?
Laserhærdning er kompatibel med næsten alle typer pulverbelægninger og substratmaterialer, hvilket gør det vidt anvendeligt . almindelige anvendelser inkluderer:
Forbedring af korrosionsbestandighed i bilkomponenter, herunder hjul, chassiskomponenter og underkropsdele
- Forøgelse
- Tilvejebringelse af en stærk, attraktiv finish til forbrugerprodukter såsom køleskabe, vaskemaskiner, ovne og udendørs møbler
- Forbedring af vejrbestandighed i bygningskomponenter såsom vinduesrammer og gelænder
- Beskyttelse af industrielle maskiner, værktøjer og huse mod slid og rive og hårde miljøer
- Tilvejebringelse af elektrisk isolering og beskyttelse af metalhuse, chassis og stik i industrielt udstyr
- Oprettelse af biokompatible og antimikrobielle belægninger til hospitalets udstyr og medicinsk udstyr
Fra bilproduktion til fremstilling af medicinsk udstyr er pulverbelægning en meget anvendt teknologi . nøgleindustrier inkluderer: Automotive, landbrugsudstyr, luftfart, udstyr, bygning og konstruktion, møbler, industrielt udstyr, elektronik, medicinsk udstyr
