Welche Materialien und Oberflächen können mit Laserschutzgeräten gereinigt werden? (4)

Materialien, die mit dem Laser gereinigt werden können

Die Lasertechnologie ist auf eine breite Palette von Materialien anwendbar, von robusten industriellen Metallen bis hin zu empfindlichen historischen Artefakten. Ihr Vorteil liegt darin, Verunreinigungen, Beschichtungen, Oxide und Rückstände zu entfernen, ohne die Oberfläche physisch zu berühren oder diese zu beschädigen. Die Eignung eines Materials hängt jedoch von seinen optischen, thermischen und mechanischen Eigenschaften ab, insbesondere davon, wie es die Laserenergie im Vergleich zur Schmutzschicht absorbiert.

Metalle

Laserreinigung wird am häufigsten bei Metallen eingesetzt, da diese robust sind und in der Industrie weit verbreitet sind. Jede Metallart erfordert spezifische Laserparameter, insbesondere bezüglich Wellenlänge, Puls­dauer und Fluenz.

Eisenhaltige Metalle (Kohlenstoffstahl, niedriglegierter Stahl)

Diese werden häufig in der Fertigung, der Automobilindustrie und im Stahlbau eingesetzt. Die Laserreinigung entfernt effektiv:

Rost (Fe2O3, Fe3O4)

Zunder

Schweißrückstände und Oberflächenbeschichtungen

Hinweis: Bei dünnen Stahloberflächen ist Vorsicht geboten, um eine Überhitzung zu vermeiden, insbesondere bei hohen Wiederholraten.

Edelstahl

Edelstahl (austenitisch, ferritisch oder duplex) reagiert gut auf die Laserreinigung zur:

Entfernung von Oxiden (Schweißen, Wärmetönung)

Lackentfernung

Vorbereitung der Passivierung

Aufgrund der geringen Wärmeleitfähigkeit ist er wärmeempfindlicher, weshalb kürzere Impulsdauern oder höhere Scan-Geschwindigkeiten erforderlich sind.

Aluminium und seine Legierungen

Aluminium ist reflektierend und weist eine hohe Wärmeleitfähigkeit auf, was die Laser-Effizienz verringern und das Risiko von Schmelzen erhöhen kann.

Entfernung von Oxiden (z. B. eloxierte Schichten)

Lackentfernung

Reinigung vor dem Schweißen

Besondere Aufmerksamkeit ist erforderlich bei der Laser-Fluenz und der Pulsüberlappung, um Substratschäden zu vermeiden.

Kupfer, Messing und Bronze

Diese Metalle sind stark reflektierend und wärmeleitfähig, was sie herausfordernd, aber reinigbar macht.

Effektiv zur Entfernung von Oxidation, Anlauffarben und Flussmittelrückständen

Häufig in elektrischen, künstlerischen und denkmalpflegerischen Anwendungen verwendet

Ultrakurze Pulse und Wellenlängenanpassung verbessern die Ergebnisse.

Titan- und Nickel-Superlegierungen

Wird in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Medizintechnik eingesetzt, wobei diese hochwertigen Metalle von einer präzisen, schadstofffreien Reinigung profitieren.

Entfernung von Oxiden und Beschichtungen ohne Oberflächenermüdung

Ideal für Bauteile, die strenge Toleranzen und Rückverfolgbarkeit erfordern

Edelmetalle (Gold, Silber, Platin)

Die Laserreinigung ist besonders wertvoll in der Kunstkonservierung, Schmuckrestaurierung und Elektronik.

Entfernt Oxidation, Anlauffarben und Ablagerungen ohne abschleifenden Einfluss

Erfordert aufgrund der Weichheit und hohen Reflektivität dieser Metalle äußerst präzise Steuerung

Stein & Mauerwerk

Die Laserreinigung ist zu einem entscheidenden Werkzeug im Bereich der architektonischen Konservierung und Restaurierung geworden.

Wirksam bei Kalkstein, Marmor, Granit, Sandstein und Beton

Entfernt Verschmutzungsablagerungen, biologisches Wachstum, Graffiti und Kohlenstoffkrusten

Die Laser-Einstellungen müssen angepasst werden, um Ätzungen oder Verfärbungen der Oberfläche zu vermeiden. Für empfindliche Oberflächen werden typischerweise gepulste Laser im Nanosekunden- oder Pikosekundenbereich verwendet.

Keramik & Glas

Diese Materialien erfordern aufgrund ihrer Sprödigkeit und Empfindlichkeit gegenüber thermischen Schocks eine sorgfältige Handhabung.

Anwendungen umfassen die Reinigung von Isolatoren, Fliesen, optischen Komponenten und Glasskulpturen

In der Lage, Kohlenstofffilme, Oxide oder Klebstoffrückstände ohne mechanische Abriebentfernung zu beseitigen

Kurzpuls-Laser und kontrollierte Fluence sind entscheidend, um Risse oder Mikrofrakturen zu vermeiden.

Polymere & Verbundwerkstoffe

Polymere haben im Allgemeinen niedrige thermische Schwellenwerte und können bei übermäßiger Laserenergie leicht verbrennen oder schmelzen. Dennoch ist die Lasersäuberung für bestimmte Anwendungen geeignet:

Formenreinigung in der Herstellung von Gummi, Kunststoffen und Verbundwerkstoffen

Entfernen von Beschichtungen oder Etiketten von Kunststoffoberflächen (insbesondere mit UV- oder grünen Lasern)

Vorbereitung von Verbundwerkstoffen zum Verkleben oder Reparieren in der Luft- und Raumfahrt sowie im Automobilbereich

Die Laserparameter müssen fein abgestimmt werden, wobei oft niedrigere Energiedichten und kürzere Pulszeiten verwendet werden.

Holz & andere organische Materialien

Die Laserreinigung organischer Materialien wird hauptsächlich im Bereich der Denkmalpflege, Kunstrestaurierung und archäologischen Untersuchungen eingesetzt.

Effektiv zur Entfernung von Oberflächenverschmutzungen, Rauchschäden oder biologischem Bewuchs, ohne aggressives Schrubben

Geeignet für Holzpaneele, Manuskripte, Leder und Pergament

Organische Materialien sind stark wärmeempfindlich, daher sind Ultrakurzpulslaser und niedrige Wiederholraten erforderlich, um Verkohlung oder Verfärbungen zu vermeiden.

Die Lasersreinigungstechnologie bietet eine äußerst flexible und präzise Methode zur Oberflächenrestaurierung für eine Vielzahl unterschiedlicher Materialien:

Metalle – von Kohlenstoffstahl bis zu Edelmetallen – sind die robusteste und am häufigsten behandelte Kategorie.

Stein und Keramik profitieren von einer berührungslosen, rückstandsfreien Reinigung in empfindlichen kulturellen oder strukturellen Umgebungen.

Polymere, Verbundwerkstoffe und organische Materialien können bei sorgfältiger Parametersteuerung gezielt behandelt werden.

Die Reinigbarkeit jeder Oberfläche hängt letztendlich davon ab, die Laserparameter an die thermischen und optischen Eigenschaften des Materials, die Art der Verschmutzung sowie die Toleranz gegenüber Oberflächenveränderungen in der jeweiligen Anwendung anzupassen. Bei richtiger Einstellung kann die Lasersanierung sicher von korrodierten Industrieanlagen bis hin zu antiken Skulpturen eingesetzt werden.