Przyszła przyszłość: usuwamy rdzę za pomocą lasera

Przy dłuższym kontakcie stali z wilgocią lub powietrzem na powierzchni tworzy się warstwa tlenku żelaza. Jednocześnie produkt traci na atrakcyjności wizualnej, ale nie jest to jedyna nieprzyjemna konsekwencja. W przyszłości metal zacznie szybko rdzewieć, w wyniku czego podmiot może stracić podstawowe funkcje. Laser do usuwania rdzy to nowoczesna metoda czyszczenia powierzchni metalowych, która stała się bardziej skuteczną alternatywą dla chemicznych metod zatrzymywania korozji.

Treść

• Technologia czyszczenia laserowego
• Ablacja laserowa
• Desorpcja
• Sprzęt do czyszczenia laserowego
• Zalety tej metody
• Zakres zastosowania
• Mikroaplikacja
• Aplikacja makro
• Zastosowanie na dużą skalę
• Jakie modele laserów są dostępne?
• Chińskie lasery

Technologia czyszczenia laserowego

Aby przeprowadzić laserowe czyszczenie metalu z rdzy, potrzebujesz specjalnego aparatu, który skupia silny strumień światła. Zasada działania urządzenia polega na zdolności czystego metalu do odbijania promieniowania laserowego, gdy pochłaniają go substancje o bardziej złożonym składzie. W rezultacie warstwa rdzy, która zawiera mieszaninę trzech tlenków żelaza, filmów wodorotlenkowych i różnych zanieczyszczeń, zaczyna gromadzić energię, podgrzewać i odklejać się od podłoża. Jeśli moc urządzenia laserowego jest wysoka, płytka topi się i odparowuje.

Ablacja laserowa

Najczęściej laserowe czyszczenie metalu z rdzy odbywa się za pomocą ablacji - promieniowanie pulsacyjne, powodujące odparowanie filmu tlenkowego. Ten ostatni „unosi się” nad powierzchnią w postaci chmury plazmy, a następnie ustępuje. Ablacja zachodzi na granicy dwóch faz: gazowej i skondensowanej - i zaczyna się z powodu gwałtownego spadku temperatury (sprzęt może ogrzać bazę do +16500 stopni).

Kolejność działania urządzenia jest następująca:

1. Skanowanie (diagnostyka). Laser określa głębokość obróbki za pomocą krótkiego impulsu emitowanego przez głowicę roboczą.
2. Główny etap. W trybie automatycznym wybierana jest moc, następuje całkowite usunięcie rdzy.

Desorpcja

Przez desorpcję rozumie się warunkowo łagodniejszy wpływ rdzy na wiązkę fotonów, która powoduje oddzielenie warstwy powierzchniowej w postaci płatków. Takie rośliny charakteryzują się niską mocą, co prowadzi do ogrzewania bez przekształceń fazowych. Zazwyczaj, aby osiągnąć pożądany efekt przy grubości warstwy tlenku 50-75 mikronów, gęstość energii cieplnej nie powinna być mniejsza niż 106 W / m2. cm średnica wiązki jonowo-fotonowej wynosi do 100 mikronów.

Oprócz ogrzewania obecność siły uderzenia emitowanej wiązki światła przyspiesza osiągnięcie wyniku. Desorpcję laserową ze względu na oszczędny wpływ na metale można stosować w produktach o:

• dekoracyjne wykończenie;
• marszczenie;
• różne rowki, dziury;
• zawiłe szczegóły.

Sprzęt do czyszczenia laserowego

Wszystkie mechanizmy laserowego czyszczenia metalu są zautomatyzowane w największym możliwym stopniu, a wysiłki ludzkie są ograniczone do minimum. Maszyny laserowe różnią się mocą, rodzajem konstrukcji, rozmiarem, niektóre z nich są wyposażone w kamerę z pilotem, która jest podłączona do komputera. Do przetwarzania dużych agregatów systemy laserowe są wyposażone w długie kable (od 50 metrów).

Według mocy urządzenia mogą być następujące:

• dla małych obszarów - 12-20 W (mały laser na bateriach);
• dla średnich obszarów - 100-400 W (przenośne systemy o niewielkich rozmiarach);
• wydajne instalacje - do 1000 W (urządzenia przenośne i stacjonarne).

Zazwyczaj takie narzędzia mogą działać na rdzę lub w innych celach bez wymiany głowicy roboczej w ciągu 100 000 godzin. Po tej części należy wymienić, aby kontynuować obsługę urządzenia. Dla ludzi systemy laserowe są bezpieczne, są wyposażone w specjalną ochronę przed wyjściem wiązki poza wymiary przedmiotu obrabianego.

Zalety tej metody

Laser stosowany jest wszędzie jako środek do usuwania rdzy, zarówno w dużych przedsiębiorstwach przemysłowych, jak i małych samochodach. Za pomocą małych akumulatorów o niskiej mocy można w normalnym garażu wyczyścić metal z elementów korozyjnych własnymi rękami. Inne zalety metody laserowej w porównaniu do stosowania środków czyszczących, konwerterów i metod czyszczenia mechanicznego są następujące:

• brak szkodliwych emisji, bezpieczeństwo;
• brak kontaktu człowieka z obrabianą powierzchnią;
• najwyższa jakość i dokładność czyszczenia;
• bezgłośność nawet najbardziej wydajnych instalacji;
• obróbka powierzchniowa z dużą prędkością;
• łatwość konfiguracji i regulacji urządzenia;
• automatyczne wyłączenie emitera laserowego po zakończeniu procesu;
• zdolność do pracy z wieloma metalami i stopami;
• brak potrzeby materiałów eksploatacyjnych;
• brak niebezpieczeństwa szkód materialnych, jednorodność usuniętej warstwy.

Zakres zastosowania

Laser ma szeroki zakres zastosowań, jednocześnie odróżniając mikro-, makrozone i operacje na dużą skalę. Koszty zabiegów również będą różne, ponieważ zależą od tego, ile kosztuje sama instalacja, od jej wydajności, zakresu pracy i ich złożoności.

Mikroaplikacja

Ten obszar zastosowania obejmuje zdejmowanie izolacji z drobiu, spawanie różnych połączeń elektronicznych - terminali, złączy. W sposób inny niż laser, prawie niemożliwe jest czyszczenie małych płaskich drutów ze starej izolacji bez ich uszkodzenia. Wiązka światła usunie warstwę izolacyjną o grubości mniejszej niż 1 mikron lub rozpyloną srebrną powłokę, bez dotykania elementu miedzianego. Ponadto w dziedzinie elektroniki laser służy do wykonywania:

• cienkie nacięcia;
• dziury w drutach;
• wycięcia na deskach.

W razie potrzeby za pomocą systemów laserowych można usunąć powłokę poliamidową z układów hamulcowych lub chłodzących, co jest wymagane podczas czyszczenia końców połączonych rur. Technika laserowa pozwoli na wykonanie tej złożonej operacji bez uszkodzenia rdzenia aluminiowego.

Aplikacja makro

Laserowe czyszczenie metalu jest kosztowną metodą, ale w razie potrzeby jest w pełni uzasadnione w przetwarzaniu drogich produktów: biżuterii, monet, wlewków, cennych przedmiotów. Technologia ta jest również wykorzystywana do produkcji wyrobów gumowych w fabrykach: wiązka światła skutecznie usuwa płytkę nazębną z form opon po setkach wypełnień. Jeśli wyczyścisz formy metodą chemiczną, proces zajmie dużo czasu, a powierzchnia drogiego produktu może zostać uszkodzona.

Laser zapobiega takim efektom i minimalizuje czas potrzebny do usunięcia elementów korozyjnych. Czas obróbki laserowej formy nie przekracza 60 minut w porównaniu z 8 godzinami wymaganymi przez metodę chemiczną. Ponadto nie trzeba będzie demontować produktu przed pracą, co jest znacznie wygodniejsze technicznie i eliminuje problemy podczas ponownego montażu.

Zastosowanie na dużą skalę

Laserowe czyszczenie rdzy jest praktykowane w produkcji komponentów do samolotów, statków kosmicznych itp.Od lat 90. wiele samolotów wojskowych i pasażerskich zostało oczyszczonych z farby, płytki nazębnej w ramach konserwacji za pomocą lasera. Takie instalacje stosuje się do usuwania starych farb ołowiowych z kadłubów statków, mostów, innych dużych konstrukcji, wagonów kolejowych, budynków.

Jakie modele laserów są dostępne?

Najpopularniejsze na rynku są urządzenia firmy Clean Laser (Niemcy), która produkuje dużą linię urządzeń laserowych. Najpopularniejszy jest uważany za kompaktowy laser „plecakowy”, składający się z 3 oddzielnych modułów połączonych kablem światłowodowym:

• teczka ze źródłem zasilania;
• głowica laserowa;
• urządzenie do nadzoru wideo.

Gdy urządzenie jest włączone, powierzchnia jest skanowana, wykrywana jest głębokość rdzy, i dopiero wtedy strumień laserowy o pełnej mocy jest wysyłany do obszaru zanieczyszczenia. Resztki zniszczonych elementów rdzy, które są odłączone od metalu, są przenoszone do specjalnego pojemnika. Proces kończy się automatycznie, gdy powierzchnia produktu stanie się całkowicie wolna, a skierowany na nią strumień światła zostanie odbity.

Małe zestawy akumulatorów o niskiej mocy są bardzo popularne wśród archeologów, miłośników antyków, ponieważ mogą usuwać zanieczyszczenia nawet z delikatnych, cennych przedmiotów. Jednostki średniej wielkości o mocy do 400 W wyglądają jak sprężarki i są zwykle używane w warsztatach samochodowych i małych zakładach produkcyjnych. Wielowymiarowe, wydajne instalacje mają duże znaczenie i kosztują setki tysięcy dolarów.

Chińskie lasery

Produkty chińskie są również poszukiwane na rynku, ponieważ ich cena jest zwykle tańsza niż w przypadku instalacji europejskich. Na przykład aparat LY CL 100 służy do usuwania rdzy z wyrobów metalowych, ma moc 100 W i działa bez zmiany głowicy przez 50 000 godzin. Oto inne cechy urządzenia:

• częstotliwość powtarzania - 1,2-25 KHz;
• prędkość pracy - 7000 mm / s;
• prędkość liniowa - 70 m / min;
• długość fali - 1064 Nm;
• ciężar montażowy - 70 kg.

Takie urządzenia mobilne mogą być używane do czyszczenia karoserii, usuwania farby lub czyszczenia zardzewiałych obszarów. Zastosowanie lasera jest uważane za skuteczny i bezpieczny sposób aktualizacji części, pomaga przedłużyć ich żywotność i poważnie zaoszczędzić na zakupie nowych.