Лазерлік тазалау машиналары металдан қандай ластануларды алады?

Қалай Лазерлік тазалау машиналары Жиі кездесетін металл ластанған заттарын алып тастау

Фототермиялық және фотомеханикалық абляция: Неліктен лазерлік тазалау қондырғылары металл негізіне зиян келтірмей, тек ластанған заттарды таңдап буландырады

Лазерлік тазалау әртүрлі материалдар жарықты әртүрлі жұтатындықтан жұмыс істейді. Машина өзінің қарқынды сәулесін шығарған кезде, ол ластану мен кір тұрған бетінде ғана жарықты жылуға айналдырады. Мысалы, ржжілдің құрамындағы темірдің қалыпты болатқа қарағанда шамамен 95% артық лазерлік энергияны жұтатынын алып көріңіз, сондықтан ол төменгі қабаты суық болып қалатын дәл сол жерде түгелдей жоғалатындай дәрежеде қызады. Бұл материалда химикаттардың қалдығы қалмайтынын және материалдың пішіні өзгермейтінін білдіреді. Фотомеханикалық әсер деп аталатын тағы бір құпия бар. Негізінен, заттар өте жылдам қызған кезде олар өте тез кеңейеді және қалыңдығы шамамен 5 микрометрге дейінгі май қабатын да ырғытып шығаратын өте кішкентай соққы толқындарын туғызады. Лазерлер тазалайтын затқа тікелей жанаспайтындықтан, олар материал қасиеттеріне ешқандай әсер етпей-ақ (99,9% дейінгі) барлық ластануды жоя алады. Зерттеулер ISO 8501-1 стандартына сәйкес бетінің сапасы өнеркәсіптік талаптарға сай келетінін көрсетті. Зерттеулер лазердің қажетті энергия мөлшері жұмысты орындау үшін жеткілікті және негізгі материалға зиян келтірмейтінін растайды.

Негізгі параметрлерді баптау: Лазерлі тазарту құрылғысымен ластануды тиімді алып тастау үшін импульс ұзақтығы, флюенс және толқын ұзындығын таңдау

Үш негізгі параметрді дәл баптау тиімді, негізге зиян келтірмейтін тазартуды қамтамасыз етеді:

• Импульс ұзақтығы : Наносекундтан фемтосекундқа дейінгі импульстер жылулық диффузияны шектейді. Жұқа мыс парақтар үшін 10 нс-тан аз импульстер жылулық кернеуді 40%-ға дейін азайтады.
• Флюенс : Ластанудың булану порогынан жоғары болуы керек, бірақ металдың зақымдану шегінен төмен болуы керек — мысалы, алюминийден эпоксидті (1,5 Дж/см² порогы) алу (зақымдану 2,8 Дж/см²-де басталады) ±20% дәлдікті талап етеді.
• Толқын ұзындығы : Жақын ауқымдағы инфрақызыл (1064 нм) темірлі металлдардағы темір тотығы арқылы өтеді; УК (355 нм) сезімтал қорытпалардағы органикалық қалдықтарға әсер етеді.

Оптимизациялау параметрлері 2023 жылғы Ponemon Institute зерттеуі бойынша қайта жұмыс істеуді азайту арқылы жылына 740 мың долларға дейінгі операциялық шығындарды үнемдеуге мүмкіндік береді.

Темір тоты, тот және темір кесектері: Темір қорытпаларынан жоғары тиімділікпен алу

Өндірістік лазерлік тазарту қондырғыларын қолданып, көміртегілі болаттан темір тоты (Fe₃O₄/Fe₂O₃) мен темір кесектерін алу

Лазерлік тазарту технологиясы лазерлік энергияны сіңіріп, нәтижесінде будаға айналатын ластанғыш заттардың болуы арқылы ржәне темір кенін жоюға мүмкіндік береді. Бұл әдіс оңай жұмыс істеудің себебі - көміртегі болаты табиғи түрде көбірек жарықты шағылдырады, яғни ол өңдеу кезінде қорғалған күйінде қалады. Бұл әдіс басқа әдістер кезінде жиі кездесетін әсерлерді туғызбай, негізгі металды бүтін күйінде сақтайды. Мысалы, абразивтік ұсақтау шынымен бөлшектерді бетіне енгізеді, бұл көптеген жағдайларда қаптамалардың тиістісінше жылдам бұзылуына әкеледі. Қыздыру арқылы дайындалған процестерден қалған қалың, кристалл тәрізді темір кенімен жұмыс істегенде жоғары қуатты лазерлік импульстер оның құрылымын шынымен бөлшектеп жібереді. Елеулі тот басу проблемалары болған кезде де бұл процесс бір сағатына шамамен бір шаршы метр жылдамдықпен өте жылдам жүреді. Сонымен қатар, бұл процесте тазартудан кейін қалатын химикаттар немесе басқа да шаң-тозан мүлдем пайда болмайды.

Дайындықты пайдаланып бұрынғы дәнекерлеу: лазерлік тазарту қондырғылары AWS D1.1 стандартымен расталған 99,7%-дан астам кеуектілікті азайту үшін тотық қабаттарын қалай жояды

Пайдаланылатын беттерді пісіруге дайындау кезінде лазерлік тазалау әдісі балқыту процесі кезінде газдарды ұстап қалатын микроскопиялық тот басқан қабаттарды жойған кезде ерекше тиімді болады. AWS D1.1 стандарттары бойынша жүргізілген сынақтар нәтижесі бойынша, бұл әдіс пісіру кезіндегі қуыстардың пайда болуын 99,7%-ға дейін азайтады. Бұл технология шамамен 1064 нанометрде темір тотының сіңіруіне бағытталған кезде ең жақсы нәтиже береді және жылу әсерінен зоналар пайда болмай, Sa 2,5 беттің тазалық деңгейіне жетуге мүмкіндік береді. Күрделі пішінді детальдар мен бөлшектер үшін автоматтандырылған лазерлік жүйелер минутына жарты метрден екі метрге дейінгі жылдамдықпен жұмыс істеуге қабілетті. Бұл әдіс пісіруден бұрын қажалуға кететін уақыттың 70%-ын үнемдейді және металл құрылымының қасиеттерін сақтайды. Бұл аэрокосмостық сияқты қысымдық ыдыстар мен басқа да қауіпсіздіктің маңызды элементтері үшін компоненттердің бүтіндігі өте маңызды болып табылатын салаларда ерекше құнды болып табылады.

Органикалық ластанулар: май, сүйреткіш заттар және өнеркәсіптік қаптамалар

Лазерлік тазалау машиналарын қолданып гидрокөмірлерді, кесу сұйықтықтарын және сүңгуіштерді контактсіз алу — еріткіштер мен қалдықтарсыз

Лазерлік тазалау мұндай әдіс майлар, майлағыш заттар және кесу сұйықтықтары сияқты органикалық заттарды фототермиялық абляция деп аталатын процестің нәтижесінде буландыру арқылы жұмыс істейді. Бұл процесс гидрокөмірлік байланыстарға нақты бағытталған, ал металдың астыңғы қабаты суық күйінде қалады. Бұл әдіс қалыңдығы 0,1 микронға дейінгі пленкаларды толығымен, еріткіш қалдықтарын немесе жаңа ластануды тудырмай алады. Химиялық ванналар немесе құралдармен шаймалау сияқты кәдімгі әдістермен салыстырғанда лазерлік тазалау ISO 8501-1 стандартының Sa 2.5 деңгейіне сай келеді, бұл мысалы сенімділік ең маңызды болып табылатын жартылай өткізгіштер сияқты салалар үшін маңызды. Сонымен қатар EPA нормаларына толық сай келеді, себебі қауіпті қалдықтармен жұмыс істеуге мүлдем мұқтаж жоқ.

Жылу әсерінен пайда болған аймақтар мен негіздеуші материалдардың бұзылуынсыз бояуларды, эпоксидтерді және мырышпен байытылған бастапқы қабаттарды алу

Инфрақызыл лазерлерді бояуды алу үшін қолданғанда, олар бір уақытта бір қабаттан жұлып алады. Органикалық полимер бөліктері лазер энергиясын сіңіреді, ал астындағы металл көбінесе оның көп бөлігін шағылдырады. 10 наносекундтан қысқа импульстер жылудың тым көп таралуын тоқтатады, бұл цинкке бай грунттарды цинкланған болат бетінен олардың қорғау қасиеттеріне зиян келтірмей алу мүмкіндігін береді. Өңдеуден кейін негізгі металл ASTM E8 стандарттарына сәйкес өз орнында қалады, сондықтан құммен тазалау немесе басқа да қатты әдістер кезінде пайда болатын микроскопиялық трещиналар пайда болу қаупі жоқ. Нәресте корпусы үшін нақты, бұл әдіс сағатына шамамен 10 шаршы метр бояуды 97 пайыздан астам тиімділікпен ала алады. Ең жақсысы — бұл процестің барысында тұтынатын материалдар қажет емес және ешқандай бөлшектер де енгізілмейді.

Қорытпаларға тән қиындықтар: Алюминий, Тот баспайтын болат және Мыс

Алюминий мен мысқа импульсті талшықты лазерлік тазарту машиналарын қолданып, жоғары шағылдыру және жұқа табиғи тот басудан құтылу

Алюминий мен мысты өңдеу олардың табиғи түрде жоғары болатын жарқырау қабілетіне байланысты қиындық туғызады, кейде стандартты лазерлік толқын ұзындықтарында шамамен 95%-ға жетеді, сонымен қатар олар бетінде өте жұқа тотық қабатын түзеді. Бұл мәселені шешу үшін импульстік шыны талшықты лазерлер қолданылады, олар қысқа мерзімді, бірақ ықтимал энергия импульстары арқылы бұл мәселеге шешім табады. Бұл қысқа импульстер жылу материалға тарай алмас бұрын ластануды тиімді түрде жояды. Нақты мыс үшін бұл лазерлік жүйелер толқын ұзындығы 1064 нанометрге тең, ал импульстердің ұзақтығы 100 наносекундтан аз болған кезде ең жақсы нәтиже көрсетеді. Олардың тиімділігі - материалды бүлдірмей-ақ 99%-дан астам сәттілікпен беттерді тазарту қабілетінде. Ешқандай байқаларлық деформация немесе жылу әсерінен пайда болған аймақтар жоқ, яғни өңдеуден кейін өлшемдері тұрақты, ал механикалық қасиеттері өзгеріссіз қалады.

Пасшық шойынның пассивтендіру қабатын басқару: тот басудан қорғау мен тотықтың азайтуын тепе-теңдікте ұстау

Пасшық шойынды тазалау кезінде ұқыпты жұмыс істеу қажет, себебі біз тоттан, ластану мен май қалдықтарын оның ішінде температура әсерінен пайда болған боялған дақтар сияқты заттардан тазартуымыз керек, бірақ шірінуден қорғайтын хром қабатына зақым келтірмеуіміз керек. Өнеркәсіптік лазерлер 0,8-ден 1,2 джоуль/см² аралығындағы бақыланатын энергия шығысы арқасында осы жерде жақсы нәтиже көрсетеді. Бұл құрылғылар қорғауыш қабаттың астындағы беткі қабатқа зақым келтірмей-ақ тотығу, майлы қалдықтар мен жылулық бояу дақтарын тазартып жоя алады. Кейбір зерттеулерге сәйкес, дәл осылай реттелген лазерлік жүйелер беткі қабаттағы темір бөлшектерін 90%-ға жуық азайтса, хромның 98%-дан астамын сақтап қалады. Мұндай нәтижелер ASTM A380 стандартымен белгіленген тазалық талаптарына сай келеді және металдың бетінде пайда болатын ұсақ шұңқырлардың (піттінг) пайда болуын алдын алады.

Жиі қойылатын сұрақтар

Лазерлік тазалау қалай жұмыс істейді?

Лазерлік тазалау кезінде қуатты лазер сәулесі жылуға айналады, бұл лазерлік сәуле металл негізіне әсер етпей-ақ ластанған заттарды буландырады.

Лазерлік тазалау қандай түрдегі ластанғыш заттарды алып тастай алады?

Лазерлік тазалау ржы, темір тоты, май, майлау материалдары, бояулар, эпоксидтер және басқа органикалық қалдықтарды тиімді түрде алып тастай алады.

Лазерлік тазалау металл негіздері үшін қауіпсіз бе?

Иә, лазерлік тазалау металл негіздерге зақым келтірмейтін дәлдік әдістерін қолданатындықтан, олар үшін қауіпсіз.

Лазерлік тазалау қондырғыларын қолданудың пайдасы қандай?

Лазерлік тазалау қондырғылары контактісіз тазалау, жұмыс шығындарының төмендеуі және қоршаған ортаға қойылатын талаптарға сай келу сияқты пайдасын ұсынады.