Fra fabrikker og medicinske laboratorier til bilindustrien, luftfart og stålindustrien bliver laseren den mest foretrukne metode til overfladerensning af materialer.
Selv om anvendelsen af lasere i skærings-, borings- og svejseprogrammer er velkendt, er dens nuværende tilpasning i industrielle rengøringsapplikationer relativt nyt og uudforsket.
Denne aktuelle anvendelse af lasere kom som et resultat af behovet for en ikke-skadelig, ikke-slibende rengøringsmetode, som kunne anvendes som erstatning i applikationer, hvor man tidligere anvendte kemiske, manuelle og slibende metoder til sprøjtning.
Fordele ved at bruge lasere i rengøringsapplikationer
Nøgleproblemer, der fremgår af konventionelle rengøringsmetoder, omfatter negativ miljøpåvirkning og slid på underlaget. Slibesystemer slibede betydelige mængder affald og skadede sarte overflader, mens brugen af kemiske opløsningsmidler resulterede i potentielt farlige dampe og flydende affaldsprodukter.
Dette førte til tilpasningen af laserteknologi i applikationer til overfladebehandling. På grund af sine mange fordele er laserrensning nu den mest effektive metode til at fjerne uønsket materiale fra overfladen af materialer.
I øjeblikket findes der en bred vifte af pulserende laserrengørings- og de-coating-systemer, der anvendes i forskellige anvendelser, lige fra at fjerne vulkaniserende rester fra dækstøber og graveringsoverflader ved ablation for at fjerne isolering fra ledere og belægningslakering fra sarte overflader.
Nogle af de mange fordele ved at bruge lasere i overfladespecifikke applikationer omfatter:
Automatiseret og nonrandom rengøringsmetode
Reduceret mængde affaldsprodukter
Øget sikkerhed
Intet behov for kemikalier eller sprøjtemedier
Nonabrasive og noncontact rengøringsproces
Laser rengøring applikationer
Overfladeprofilering og rustfjernelse i stålfabrikation. Laser rengøring er også en effektiv og effektiv metode til fjernelse af rust og skala fra metalliske materialer. Rust og skala er forurenende stoffer, der dannes på metaloverflader som følge af naturlige eller kunstige processer. Når metaller udsættes for fugt, reagerer de med vand for at danne jernholdige oxider, hvilket resulterer i rust. Denne rust nedbryder metalets kvalitet, hvilket gør den uegnet til brug i forskellige anvendelser.
Fig1 Web
(Kilde: Worldsteel Image Library)
På den anden side danner skalaer på metaloverflader som følge af varmebehandlingsprocesser, og dets oxid misfarver metaloverfladen og forhindrer efterfølgende efterbehandling.
Fjernelse af disse uønskede overfladeaflejringer kræver udførelse af afkalkningsprocesser for at give glatte overflader til præfinerings- og efterbehandlingsprocesser som galvanisering.
Konventionelle rustfjernelses- og afkalkningsoperationer indebærer anvendelse af fysiske metoder som sprøjtning, polering, skrabning, ekstra slag og stålbørster. Kemiske metoder som alkalisk afkalkning og syreafkalkning (betning) kan også anvendes til fjernelse af skal. Disse metoder er imidlertid meget slibende og resulterer i miljøforurening og beskadigelse af substratmetalet.
For at undgå disse ulemper er laserrensning blevet den foretrukne metode til rustfjernelse og afkalkning. Rusten / skalaen fjernes ved at rette en laserstråle med højspidskraft og gentagelseshastigheder på det rustede lag.
Laseren skal fyres i korte pulser for at undgå beskadigelse af substratet, der arbejdes på. Rusten absorberer hurtigt laserstråleens energi, hvilket resulterer i øgede temperaturniveauer. Når temperaturen er tilstrækkelig høj, smelter rusten og til sidst fordamper.
Brug af pulserende fiberlasere er den foretrukne løsning, da den giver større kontrol over effekt, bølgelængde og pulsvarighed, hvilket gør det muligt for rust / skala at fordampe uden nogen skade på det underliggende materiale.
Laserrensningsprocessen kan også påføres overfladeprofilering. Inden beskyttende belægninger kan påføres på fremstillede ståldele til bevarelse og beskyttelse mod ætsende virkning, skal deres overflader være rene og fri for alle forurenende stoffer.
Overfladeprofilering / forberedelse af fjernelse af alle forureninger fra overfladen af ståldele som forberedelse til beskyttende belægningsapplikationer. Disse forureninger omfatter olie, fedt, skalaer, hydrater og oxidlag, butiksprimer osv. Ved eventuelle efterfølgende processer skal stænger, ledninger og profiler også være fri for disse forurenende stoffer.
Da fiberlaserrensning anvender en nonabrasive, noncontact tilgang uden involvering af opløsningsmidler, kemikalier eller slibemidler, er den ideel til overfladeprofilering og rust / skala fjernelse. Rengøringsprocessen kan udføres i lille eller stor skala og kan automatiseres. Laserrensning er en miljøvenlig og omkostningseffektiv måde at fjerne rust på og forberede overfladerne af rullede stålprodukter og fabrikanter af stålplader til beskyttende belægning.
Anode samling rengøring. Aluminiumsmelteindustrien anvender kulstofblokke som "offer" anoder til produktion af primæraluminium. Kvaliteten af anoden har en indvirkning på miljømæssige, økonomiske og teknologiske aspekter af aluminiumproduktionen. En lille procentdel af cellekraft er afsat til at overvinde den elektriske modstand af præbakeret anode.
Fig2 Web
(Kilde: Flickr)
Tilstedeværelsen af snavs og andre forureninger vil øge anodens elektriske modstand, hvilket resulterer i forbrug af mere celleffekt. Tilstedeværelsen af forureninger reducerer også levetiden for anoden ved at øge forbrugsmængden under smelteprocessen. Ud fra effektivitetssynspunktet er det nødvendigt at rengøre og fjerne alle overfladeforureninger fra anodeanlæg, inden de anvendes i aluminiumsmeltning.
Desuden er anodsamlinger værdifulde værktøjer, der kan genanvendes, men først efter at have gennemført en grundig og omhyggelig behandling af hovedkomponenterne under særlige forhold.
Laserrensning opfylder de specifikke betingelser under hvilke anodeanlæg kan behandles til genanvendelse. Det kan bruges i følgende applikationer:
Fjernelse af rest fra kulstofskum
Rengøring af katodestænger
Fjernelse af forurenende stoffer og snavs fra timbler og stubstænger
Klæbebinding til metal. For at forøge processtabilitet, overfladeadhæsion og bedre sømkvalitet skal overfladen af de metalliske materialer, som skal tilsluttes, fremstilles inden påføring af svejsning og andre sammenføjningsteknikker.
Uden det nødvendige fundament bliver led og sømme udsat for nedbrydning, øget slitage og katastrofalt svigt. Laser rengøring kan bruges til at forberede overflader, før de slås sammen, hvilket resulterer i fremragende bindestyrke kvalitet for forbedret korrosionsbestandighed og holdbarhed.
Laserrensning er velegnet til klæbebinding, da det fjerner oxider og andre forurenende stoffer som fedt og oxider, der reducerer styrken af klæbemiddelbindinger. Det er særligt velegnet til applikationer, der involverer buede eller flade overflader eller dele med visse begrænsninger for meget komplekse 3D geometrier.
En af de største fordele ved laserrensning er evnen til at finjustere sin effekt og bølgelængde til præcis ændring af metaller som magnesium og aluminium til brug i mikrostruktur. Det giver også materialer med meget høj modstandsdygtighed over for ætsende elementer, hvilket sikrer stabil, langvarig limning.
I nyere tid er der en øget anvendelse af klæbebånd i strukturelle design applikationer i stedet for konventionelle sammenføjningsteknikker såsom nitning og svejsning. Dette skyldes de mange fordele ved klæbebinding over konventionelle teknikker.
Disse fordele omfatter ensartet spændingsfordeling, korrosionsreduktion, strukturbelysning, vibrationsdæmpning og akustisk isolering. Disse fordele kan dog kun opnås, hvis de overflader, der skal bindes, fremstilles, affedtes og omhyggeligt rengøres.
Laser rengøring er ideel til sådanne anvendelser, da det forsigtigt fjerner olier, rust, beskyttende belægninger og andre forurenende stoffer som følge af forsendelse uden at skade det underliggende substrat.
Forbehandling til lodning og svejsning. Laser rengøring har også vist sig effektiv i forbehandling applikationer til svejsning og lodning. Før aluminium- og stålmaterialer anvendes til svejsning i skibsbyggeri, præcisionsværktøjsindustrien, bilindustrien og andre relaterede industrier, skal deres overflader først fremstilles.
Lasersvejsforberedelse er et af de mange anvendelser af laserrensning og hjælper med at fjerne jernholdige og ikke-jernholdige metaller, smøremidler og andre forurenende stoffer fra metal- og aluminiumoverflader som forberedelse til højkvalitetssvejsninger. Det sikrer også glatte og porøse løst sømme.
Når det anvendes i forbehandlingsprocesser til svejsning og lodning, gør laserrensning følgende:
Grundig fjernelse af shop-primer, hydrater og oxidlag
Affedtning og afolning
Bortset fra svejsning og lodning, kan lasere også bruges til at fjerne svejsestoffer, såsom resterende flux- og oxidmaterialer samt termiske pletter fra færdige svejsearbejder. Denne rengøringsmetode er især gavnlig for dele af rustfrit stål, da laserlys suspenderer korngrænser, hvilket sikrer, at svejsesømmene passiveres, hvilket øger korrosionsbestandigheden.
Fordelene ved at bruge laserrengøring ved svejsning og lodning af forbehandling er:
Justerbare bølgelængder og effekt til præcis behandling af sammenføjningsoverflader over en lang række materialetykkelser
Ingen skader på det underliggende substrat, det vil sige de galvaniserede lag af stålplader
Delvis afkogning. Laser rengøring er særlig effektiv i applikationer, der kræver delvis fjernelse af maling eller belægninger fra færdige overflader. Det kan bruges på stort set alle overfladetyper, hvad enten det er kemisk anodiseret, oxideret eller organisk. Laser rengøring kan bruges til at aflejre solpaneler og fjerne maling i bilindustrien og flyindustrien samtidig med at primerstoffets integritet opretholdes.
I de-coating applikationer er fiberlasere den foretrukne løsning. De undgår behovet for maskering ved netop at fjerne belægningslaget i det specificerede område, hvilket eliminerer nogle af de udfordringer, der er forbundet med partielle de-coating-applikationer. Lasere kan bruges i:
Præcis behandling for funktionelle og design overflader
Oprettelse af Faraday bur og kontinuitetskontakter til luftfartsindustrien
Delvis fjernelse af maling til elektromagnetisk kompatibilitet
Fremstil bindingspunkter for ledningsforbindelser
Strip belægning i elektronik og bilindustrien
Laserrensning er yderst effektiv i situationer, hvor kritiske svejsesømme på malede strukturer / dele skal de-belægges til inspektion. Laseren fjerner belægningerne uden brug af hånd- eller elværktøj, slibemidler eller kemikalier, som kan skjule problemområderne og forårsage yderligere skade på overfladen.
Selektiv maling fjernelse. Selektiv fjernelse af malinger repræsenterer et af de mange anvendelser af laserrensning. I bil- og flyindustrien er det nogle gange nødvendigt at fjerne det øverste lag af maling, mens primeren holdes nede. Dette er ofte tilfældet, når de øverste vejrbelagte belægninger på køretøjer skal fjernes grundigt, inden der påføres en ny lakering.
